油菜
| 科学分类 | |
|---|---|
| 界 | 植物界 Plantae |
| 门 | 被子植物门 Magnoliophyta |
| 纲 | 双子叶植物纲 Magnoliopsida |
| 目 | 十字花目 Brassicales |
| 科 | 十字花科 Brassicaceae |
| 属 | 芸薹属 Brassica |
| 种 | 油菜 Brassica napus |
| 学名 | |
| Brassica napus L. | |
| 别名 | |
| 油用油菜、欧洲油菜、冬油菜、芸薹、胡菜 | |
| 原产地 | |
| 地中海地区(欧洲—地中海沿岸) | |
| 主要分布 | |
| 中国、印度、加拿大、法国、德国、澳大利亚等 | |
油菜(学名:Brassica napus L.),又称油用油菜或欧洲油菜,是十字花科芸薹属一年生或越年生草本植物,为全球最重要的油料作物之一。油菜籽含油量高达38%至50%,榨油后的菜籽饼粕富含蛋白质,是优质的动物饲料。油菜也是重要的蜜源植物和冬季绿肥作物,其连片金黄的花海是许多地区早春时节的壮丽景观。油菜与大豆、花生、葵花籽并称世界四大油料作物,全球年总产量约7200万吨(菜籽),仅次于大豆和棕榈油,是第三大植物油来源。此外,芸薹属还有白菜型油菜(Brassica rapa)和芥菜型油菜(Brassica juncea)等栽培种同样作为油料使用,但甘蓝型油菜(Brassica napus)已成为当前全球种植面积最广、产量最高的油菜栽培种。
植物学史
油菜的起源和演化历程颇为复杂,因其涉及芸薹属多个物种间的天然杂交和染色体加倍。根据"禹氏三角"理论(由日本学者禹长春于1935年提出),芸薹属三个基本二倍体种——白菜(Brassica rapa,AA基因组,2n=20)、黑芥(Brassica nigra,BB基因组,2n=16)和甘蓝(Brassica oleracea,CC基因组,2n=18)——通过两两天然杂交并染色体加倍,形成了三个异源四倍体种。其中,甘蓝型油菜(Brassica napus,AACC基因组,2n=38)正是由白菜(AA)和甘蓝(CC)在自然条件下杂交后染色体加倍形成。这一杂交事件最早发生在欧洲地中海沿岸地区,当地白菜和甘蓝长期同域种植提供了杂交机会。甘蓝型油菜作为油料作物的栽培历史相对较晚,至17世纪才在欧洲被规模化种植作为油料。在此之前,欧洲人主要使用白菜型油菜和芥菜型油菜榨油,或通过从当地采集野生油菜籽来获取油脂,芝麻油、橄榄油曾在历史上比油菜籽油更为普及。
油菜籽油最初在欧洲主要用作灯油和工业润滑油,而非食用油,因为传统菜籽油含有较高芥酸(约40%至50%)——芥酸对心脏有不良影响,以及硫苷(硫代葡萄糖苷)——影响口感且对动物健康不利。20世纪50至70年代,加拿大育种家利用辐射诱变和系统选择技术,成功培育出低芥酸、低硫苷的"双低"油菜品种(即芥酸含量低于2%、硫苷含量低于30微摩尔/克)。这种改良品种以"Canola"(Canadian oil, low acid的缩合词)为品牌名称推向市场,极大推动了油菜油在全球食用植物油市场中的占比。如今,双低油菜品种已在全球绝大多数产区全面替代了传统高芥酸品种。
油菜在中国有着悠久的栽培历史。中国传统上种植的油菜主要为白菜型油菜(Brassica rapa,俗称"小油菜"或"土油菜")和芥菜型油菜(Brassica juncea)。甘蓝型油菜于20世纪30年代至40年代从欧洲和日本引入中国,凭借其产量高、抗逆性强、适应性广等优势,迅速取代传统品种成为中国油菜主栽类型。中国现已成为世界最大的油菜生产国,年种植面积约660万公顷,产量约1500万吨,占全球总产量的20%以上。
形态特征
油菜为一年生或越年生草本植物。冬油菜品种需经过春化阶段(低温诱导)才能抽薹开花,属于典型的冬性长日照植物;春油菜对春化要求不严,可在春季播种、当年夏秋收获。
根: 直根系,主根发达,入土深度30至50厘米。侧根多分布在20至30厘米耕层中。根系损伤后再生能力较强,因此移栽后易成活。
茎: 主茎直立,绿色或灰绿色,光滑或被少量蜡粉。株高因品种和栽培条件差异明显,一般为80至180厘米。茎上部分枝,分枝数量与种植密度密切相关。茎横切面圆形,较坚实。
叶: 叶形因生育阶段而有显著变化,同一植株上可呈现不同形态。基生叶(莲座期)具长叶柄,叶片呈卵形或倒卵形,边缘有缺刻或波状,深绿色,叶面光滑或稍皱缩。茎生叶(抽薹后)无叶柄或半抱茎,叶片呈披针形至长椭圆形,全缘,叶面通常被有蜡粉。甘蓝型油菜最显著的特征之一是茎生叶和花蕾被有蜡粉,呈灰绿色,而白菜型油菜无(少)蜡粉,呈鲜绿色。
花: 总状花序,花冠十字形,直径1.5至2.5厘米。花瓣4枚,鲜黄色,倒卵形。雄蕊6枚,4强2弱(四强雄蕊)。雌蕊1枚。花期持续20至40天。油菜具有显著的自交不亲和性,主要依靠昆虫(尤其是蜜蜂)和风媒完成异花授粉。油菜花含有丰富的花蜜和花粉,是早春最重要的蜜源植物之一。
果实: 长角果,细长圆柱形,长5至10厘米,直径约3至5毫米。成熟时角果由绿色变为黄色或淡黄色,果皮干裂,沿背腹缝线开裂弹出种子。每角果含种子15至40粒。
种子: 种子细小,球形或近球形,直径1.5至2.5毫米。种皮颜色因品种而异,有黑色、红褐色、黄褐色等。千粒重3至6克。种子含油量38%至50%,含蛋白质20%至27%。
近种区别
芸薹属种类繁多,与油菜形态相近的常见种包括: 白菜型油菜(Brassica rapa): 叶片鲜绿,无蜡粉,表面有绒毛或粗糙;种子较小,千粒重2至4克;角果较细短;早熟性强。芥菜型油菜(Brassica juncea): 植株较高大,叶片具有辛辣味,茎叶可作蔬菜;种子较小(千粒重1至3克),含油量较低(30%至38%);抗旱性较强。甘蓝(Brassica oleracea): 为甘蓝型油菜的祖先种之一,叶片肥厚且紧密卷心,不用于油料。白菜(Brassica rapa subsp. pekinensis): 结球大白菜,为芸薹属重要的蔬菜种类,与白菜型油菜同属一种但不同亚种。
主要种类
油菜按植物学分类可分为以下三大栽培类型:
甘蓝型油菜(Brassica napus): 当前全球种植最广的油菜类型,占世界油菜总面积的85%以上。植株较高大,叶片被蜡粉呈灰绿色;角果较长,种子较大;具有产量高、抗病性强、耐寒性较好、适应范围广等突出优点。中国广大冬油菜区和加拿大春油菜区均以此为绝对主栽类型。
白菜型油菜(Brassica rapa): 栽培历史最悠久的油菜类型。植株较矮小,叶片鲜绿色无蜡粉;早熟,生育期短,适宜在高海拔或高纬度地区种植;但产量较低,抗病性较差,目前种植面积逐年减少。在中国西南山区和西北地区仍有小幅种植。
芥菜型油菜(Brassica juncea): 耐旱、耐瘠薄能力强,常在干旱和半干旱地区种植;种子小、含油量偏低,具有独特的辛辣风味。在印度、巴基斯坦和中国西北干旱地区有种植。
按农艺生态习性可分为冬油菜和春油菜两大类群。冬油菜秋季播种来年夏季收获,需经历冬季低温春化,主要分布在中国长江流域、欧洲和中东地区。春油菜春季播种当年夏秋收获,不需要春化,主要分布在加拿大、中国西北(甘肃、青海、新疆、内蒙古等)、北欧和俄罗斯等高纬度地区。
生长环境
油菜喜凉耐寒。种子发芽最适温度20至25摄氏度,最低3至4摄氏度。苗期具有较强的耐寒性,甘蓝型油菜可忍受零下5至10摄氏度的短期低温。抽薹期最适温度10至15摄氏度,开花期最适温度15至20摄氏度,高于25摄氏度影响授粉和结荚。油菜属长日照作物,对光照条件较为敏感。开花期需充足光照,阴雨天气会影响昆虫传粉活动。油菜对水分需求较大,全生育期需水量约600至800毫米。对土壤适应性较强,以肥沃、排水良好、pH值5.5至7.5的微酸性至中性土壤为适宜。不耐盐碱。
分布范围
油菜在全球范围广泛种植,主要分布在亚洲(中国和印度)、欧洲(法国、德国、波兰、英国)、北美洲(加拿大)和大洋洲(澳大利亚)。加拿大是全球最大的油菜籽出口国,其生产的双低油菜籽份额占全球出口市场的近一半。中国油菜种植面积约660万公顷(2022年),主要分布在长江流域(四川、湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省),南方稻—油轮作区为主体,其次是西北的春油菜区和黄淮海平原冬油菜区。中国已育成了大量适应本土条件的双低高产油菜新品种,种植技术和单产水平持续提升。
繁殖方法
油菜为有性繁殖作物,以种子直播或育苗移栽为主要繁殖方式。
品种选择: 选用经审定推广的双低(低芥酸、低硫苷)优质高产抗病品种。冬油菜区宜选用中晚熟、耐寒性强的品种;春油菜区选用早熟、耐旱品种。
播种: 冬油菜区一般在9月下旬至10月中旬播种育苗或直播。育苗移栽在苗龄30至40天、叶片5至6片时进行。直播可采用条播或穴播,每公顷播种量3至6千克。播种深度1至2厘米。春油菜区在春季土壤解冻后尽早播种。
田间管理: 油菜对养分需求量大,需重施基肥并合理追肥。氮、磷、钾、硼对油菜均很重要,缺硼会导致"花而不实"(只开花不结实)。油菜需水量大,但怕涝渍。南方稻油轮作区需开好排水沟系,防止渍害。
病虫害防治: 油菜病虫害繁多。主要病害有菌核病(世界性毁灭性病害)、霜霉病、白锈病、黑斑病、根肿病等。主要害虫有蚜虫、菜青虫、跳甲、潜叶蝇等。花期施用化学农药需特别注意蜜蜂保护。
主要价值
油用价值: 油菜是世界第三大植物油源。现代双低菜籽油中油酸含量约60%至68%,亚油酸约18%至22%,亚麻酸约8%至12%,饱和脂肪酸仅约7%。菜籽油的脂肪酸组成被世界卫生组织推荐为理想的食用植物油,尤其适合中式烹饪。菜籽油也是生物柴油的重要原料,在欧洲常用于制备生物柴油。
饲料价值: 菜籽饼粕(榨油副产物)含蛋白质35%至45%,是优质的蛋白质饲料原料。双低菜籽粕的适口性和营养价值大幅提升,已被广泛应用于畜禽和水产饲料中。
绿肥和轮作价值: 油菜根系可疏松土壤,落叶还田增加土壤有机质,与其他作物轮作可减少土传病害。在稻—油轮作、棉—油轮作制度中发挥重要生态功能。
蜜源价值: 油菜花期长、流蜜量大,是养蜂业最重要的春季蜜源植物之一。油菜花蜜产量大,色泽浅淡,风味温和。
观赏价值: 油菜花期连片的金黄色花海成就了江西婺源、陕西汉中、云南罗平等地的著名花海景观,油菜花旅游已成为乡村旅游经济的重要组成部分。
参考文献
- 中国农业科学院油料作物研究所主编.《中国油菜栽培学》. 中国农业出版社, 2016.
- 傅廷栋.《油菜遗传改良与育种》. 科学出版社, 2014.
- Rakow, G. "Species origin and economic importance of Brassica." In: Pua, E. C., & Douglas, C. J. (eds.) Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 54: Brassica. Springer, 2004: 3-14.
- 王汉中.《中国油菜产业研究》. 中国农业科学技术出版社, 2018.
- 官春云, 陈社员.《油菜栽培生理与实用技术》. 湖南科学技术出版社, 2015.
- Snowdon, R., et al. "Genetics and genomics of Brassica napus oilseed rape." Plant Breeding Reviews, 38, 2014: 177-227.