甜菜(学名: Beta vulgaris L.),又名红菜头、紫萝卜、 菜、紫菜头, 是 藜科 甜菜属 的 二年生草本 植物, 也是一种糖料作物。
世界甜菜种植主要分布在 北半球 的北美洲和 欧洲 的国家,少量分布在 亚洲 等地, 甜菜作为糖料作物栽培始于18世纪后半叶,至今有200年左右历史。世界甜菜种植面积约占糖料作物的48%,仅次于 甘蔗 而居第2位, 分布在北纬65°到南纬45°之间的冷凉地区。 中国甜菜种植主要集中在北纬40度以北的华北、东北和西北等区域, 它们对水土条件要求不苛,从海拔数米的沿海至2500米的高山,从年降雨量170到1000毫米的地区都有分布。甜菜起源于野生种,其根近球形并肥厚,与叶脉一起呈现紫红色,茎直立且多少有分支。
甜菜的根与叶可饲喂牲畜、 制糖 以及供蔬菜用。甜菜广为栽培,变异很大,被分为若干 亚种 、变种和变型,主要有 厚皮菜 、糖萝卜(甜菜)、 红菜头 和 饲用甜菜 。
历史演化
甜菜为一古老作物, 属于 藜科 ,据考证藜[lí]科的起源地为 南半球 。野生甜菜的原始类型是在 白垩纪 从南半球的 藜属 ( Chenopodium L.)分化出来的。 甜菜属 野生种的形成过程发生在 第三纪 末或 第四纪 的 地中海 沿岸和 阿尔卑斯山脉 区。
野生甜菜是栽培甜菜的祖先, 苏联 П.В.卡尔平科认为糖甜菜由起源于地中海沿岸的野生种演变而来。经长时期人工选择,到公元4世纪已出现白甜菜和 根甜菜 。关于栽培甜菜的起源有两种说法。第一种说法是在公元前2000到1000年,在 巴比伦 和 亚述 ,开始栽种甜菜。公元前1000年前, 腓尼基 和 希腊 人将 莙荙菜 ,从 叙利亚 和巴比伦带至 欧洲 南部(西西里和希腊),后又传播至 罗马 、 西班牙 、 法国 、 瑞典 和其他国家。另一说法认为,在公元前2000年,在 地中海 诸岛上开始栽种甜菜,公元前5到6世纪,分别在 罗马帝国 和希腊开始栽培根用甜菜。
1774年 德国 化学家 马格拉夫 在 甜菜根 中发现了化学成分类似蔗糖的含糖物质,他的学生哈尔德通过研究选出了含糖量最高的甜菜品种。1802年在德国库莱尔建立了糖厂,开始发展甜菜制糖产业。 1811年 拿破仑·波拿巴 发现这一新兴产业,推动了甜菜事业的发展。 甜菜在中国栽培时间较短,1906年自德国引入种子试种,1909年中国建立了第一座甜菜糖厂( 黑龙江省 阿城糖厂),后又在 辽宁省 、 吉林省 、 山西省 和 山东省 试种。
形态特征
甜菜的根呈圆锥状至纺锤状,肥大多汁,呈 红色 或白色等。茎直立,高近一米,有分枝,具条棱及色条。
甜菜叶微带紫色,基生叶长卵形,长20~30厘米,宽10~15厘米,具长叶柄,上面皱缩不平,略有光泽,下面有粗壮凸出的紫红色叶脉,全缘或略呈波状,先端钝,基部楔形、截形或略呈心形;叶柄粗壮,下面凸,上面平或具槽;甜菜的茎生叶为互生,较小,卵形或披针状矩圆形,先端渐尖,基部渐狭入短柄。 甜菜花为 穗状花序 ,通常3~5朵聚生成一簇,每一簇花内有一朵主花,2~3朵副花。 花较小,呈黄绿色, 雄蕊 五枚, 雌蕊 一枚,有苞穗状花序,果时花被基底部彼此合生;花被裂片条形或狭矩圆形,果时变为革质并向内拱曲。胞果下部陷在硬化的花被内,上部稍肉质。种子双凸镜形,直径2~3毫米,红褐色,有光泽;胚环形,苍白色;胚乳粉状,白色。
甜菜种株是无限花序,边开花边向上生长,整个植株开花的顺序是:主茎及其最上部的分枝先开;分枝和侧枝则依次由上而下开花。每一枝条上的花朵开放顺序,均由下而上,由内而外逐渐向四周外缘推移。
物种分布
甜菜属于 藜科 ,藜科的起源地为 南半球 的大陆与岛屿,原产于 欧洲 西部和南部沿海, 在世界上占地面积辽阔,自东南延伸至 西北 ,包括 印度 、 中亚 、 前亚细亚 、 地中海 以及 非洲 和欧洲的 大西洋 沿岸地带。 甜菜在中国广泛种植于北部的干旱和半干旱地区, 即北纬40°以北的 东北 、 华北 和 西北 。
生长习性
甜菜对水土条件要求不高, 适合在灌水便利、 土层 深厚、土壤肥沃、质地疏松的壤土、砂壤土或 腐殖质 土、微碱性或中性土壤中生长, 它们耐旱、耐寒、耐盐、碱, 主产区有 黑龙江省 、 吉林省 、 内蒙古自治区 、新疆、 山西省 等省,在南部高寒山地也有种植。甜菜喜欢阴凉气候,抗寒能力强但抗热能力差,其种子发芽适温为6-8℃,生长最适温度为15-25℃;昼暖夜凉、温差较大的地区有利于叶的肥大生长和根中糖分的积累。同时,甜菜为喜光、长日照作物,光照不足会影响产量和含糖量,光照时数不足14小时不能正常抽薹开花;饲用甜菜需水较多,喜富含有机质且排水良好的土壤,在酸性土壤中发芽困难且生长受阻。一般用播种、扦插和压条等方法繁殖。对酸性土壤敏感, 适合种植甜菜的土壤pH值为7.5~8.5。 甜菜是适应性广、抗逆性强的作物, 从海拔数米的沿海至2500米的高山,从年降雨量170到1000毫米的地区都有分布。
繁殖方式
自然繁殖
甜菜花的花期在5~6月,果期为7月份。 甜菜的天然杂交率很高,可达90%~100%。甜菜花开放过程中甜菜花的泌腺环在开花的3~5小时内膨胀,压迫 花萼 张开,并分泌出芳香的 花蜜 即 三丙胺 气味, 花药 开裂到 散粉 完毕仅需要半小时,在温度高湿度低情况下,开花后花药迅速干 、脱落,此过程可依托风力传播 花粉 。在一般情况下,上午10时左右大量散发花粉并放出三丙胺,因此还可以通过昆虫授粉。
人工培育
普通栽培
甜菜以人工栽培为主。开花高峰期的时间较短,因此为提高杂交授粉结实率,杂交去雄工作宜在种株始花期8~10天进行。甜菜去雄的时间可在杂交组合授粉前1~2天,选取中上部分枝处正在开花的邻近花簇,将已开放花朵去掉,且每一花簇只留主花。甜菜一日开花的高峰期上午8时,主花多集中在此时开放,且此时已去雄的花朵开放的可能性大,利于授粉,因此每日授粉时间以上午8~10时为宜。主茎到中上部分枝的花朵先开,花朵较大,发育良好,有利于杂交,可获得品质好的大粒种球。
可以通过保证 氮 磷 钾 及 微量元素 的均衡供给以及选用高效、低毒、低残留药剂,获得高糖高产甜菜, 灌溉也是保持甜菜高产的重要方法,但过度灌溉会导致土地盐碱化。
水培
水培是一种新型的植物无土栽培方式,又名营养液培,其核心是将植物的根系直接浸润于营养液中,这种营养液能替代土壤,向植物提供水分、养分、 氧气 等生长因子,使植物能够正常生长。
经济价值
甜菜在中国是仅次于 甘蔗 的糖料作物,是“三北”地区较好的 经济作物 ,也是未来具有较大发展潜力的能源作物, 甜菜糖的产量约占世界 食糖 总产量的四分之一。 甜菜生产在 国民经济 中占有重要地位,除用于 制糖 之外, 饲用甜菜 的根和茎叶是 奶牛 、育肥牛、羊、猪、 家禽 等的良好多汁饲料,具有块根产量高、饲喂价值高、可防止家畜多种疾病、种植方便、经济效益显著等特点,可达到一举多得的效果,是一种营养价值和利用价值都较高的新型多汁饲料作物,将对推动现代畜牧业发展起到积极的促进作用。制糖后的残渣甜菜粕可做饲料、出口换取外汇以及制成 粘胶纤维 。