Orozco-Obando W Tilt K Fischman B 田代科 刘义满

（1.奥本大学园艺系，美国，阿拉巴马州；2武汉市蔬菜科学研究所)

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（1.奥本大学园艺系，美国，阿拉巴马州；2武汉市蔬菜科学研究所)

莲（spp）的利用为黑土带经济开发提供了一个独特的低成本和低风险机遇。对鲢鱼塘稍加改造，莲即可与鲢鱼实行搭配种养。对160多个莲品种的研究，使得花莲的大量生产销售成为可能。1999年以来，还一直致力于花莲栽培的“最优管理规范”开发。目前，正对“莲-鱼”搭配种养、莲对营养物和有机物的植物修复潜能进行研究评价。对莲的有关研究结果进行了总结。

莲 种质资源 养鱼废水 反季节生产 最优管理规范

1 背景

阿拉巴马（Alabama）州的黑土带（Black Belt）地区曾经因土壤肥沃和棉花生产而闻名，但是由于耕作过度，土壤肥力枯竭。目前，黑土带地区水产养殖业较发达，鱼塘水面达10000 hm2以上。1999年至今，美国奥本大学莲项目组（the Auburn University Lotus Project）一直从事花莲、食用莲及野生莲的种质资源评价工作，探索在美国东南部、特别是黑土带区域种植莲的可行性[1]。

2 地理分布

莲属于莲科（Nelumboleaceae）莲属（Nelumbo)，莲属有美洲莲（American Lotus，和亚洲莲（Asian Lotus，）2个种。

美洲莲也叫黄莲（yellow lotus）[5]，中文名“美洲黄莲”，原产美国东部和中部地区。在美国，北至缅因州至威斯康星州、南至佛罗里达州至德克萨斯州，共在32个州有分布。美洲莲在加拿大安大略最东南亦有分布，在西印度群岛 （the West Indian Archipelago）和南美的巴西存在原生群体[6]。除了在墨西哥的塔毛利帕斯州 （Tamaulipas）有一小居群外，美洲莲在其他地区未见报道。亚洲莲的中文名“莲”、“莲藕”、“莲籽”等，英文名有Indian lotus（印度莲）、lotus root（莲藕）等，巴基斯坦称语为Bhain，日本用Renkon指藕莲，越南称之为Bong sung ma，孟加拉国则称为Padma。亚洲莲可能起源于印度东部，并于数千年前传播到中国和埃及。之后从中国传播到亚洲的其他地区和澳大利亚北部。现今，亚洲莲的地理分布西到里海（Caspian Sea）、东至日本和朝鲜半岛、南到澳大利亚北部。在原苏联北部和伏尔加河三角洲（the Volga River delta）亦有亚洲莲分布[6]。

3 莲的分类与利用

3.1 分类

依据的性状不同，分类方法也不同。依据的性状有株高、花径、花型（单瓣、半重瓣、重瓣）及花色。奥本大学的研究人员根据株高将莲品种分为：大型（183～244 cm）、中型（91～122 cm）及矮型（30～61 cm）[3]。中国根据水深耐性、成熟期、根状茎类型（主藕和子藕）、节间长度及根的色泽等根状茎特性对藕莲进行分类[8]。就花莲而言，因其花色和花形变异丰富，已成为亚洲最普遍的观赏植物之一[7]。如中国花莲品种共有400～600个，印度有60个以上、日本有50～60个[6]。

3.2 利用

莲具有食用、观赏、宗教和药用价值[9]。 根据Romanowski的资料，美洲莲、亚洲莲及其二者之间的杂种实际上都可食用。在美洲国家，莲的食用和药用价值可能指的是野生植株。大多数美洲莲与亚洲莲之间的杂种仅仅用作观赏。美洲原始部落居民将美洲莲的根状茎用于烘烤食用，种子用于做汤和当作坚果食用，茎叶用作蔬菜食用[5]。在墨西哥，当地人食用莲籽和根状茎。

4 藕莲和籽莲栽培生产

5 食用莲

美国奥本大学一直致力于莲种质资源（包括花莲和可食用莲）的收集保存。籽莲的根状茎商品性低，采用容器种植后，“太空36号”根状茎较大，正考虑用其做其他用途 （如P、N富营养化的植物修复、酒精生产）。“太空36号”生育期长，籽粒大，结实率高，根状茎产量高，农艺性状优异，莲籽产量为一般品种的3倍以上[13]。

其他国家也在评估藕莲、籽莲及花莲。在澳大利亚，新南威尔士州农业部的高斯佛德园艺所（the NSW Agriculture's Gosford Horticultural Institute）和西悉尼大学（the University of Western Sydney）均在从事莲开发研究，以期将莲开发成适应澳大利亚国内外市场的新型作物。泰国莲栽培面积约800 hm2，主要是收获鲜切花和莲籽、莲鞭和莲藕[9]。武汉市蔬菜科学研究有藕莲87份、籽莲9份种质资源。

6 研究与开发

一些国家和组织正在从事增产技术、节约型栽培技术及反季节栽培技术的研究开发。例如，中国在棚室栽培、利用早熟品种进行反季节栽培、浅水栽培、组培快繁技术等方面开展工作[4,11]；奥本大学重点是莲藕容器栽培的最优管理规范 （best management practices，BMPs）技术开发。最优管理规范（BMPs）包括：土壤水平、肥料施用[14]、定植与疏苗时间[15]、品种选择、基质开发、繁殖材料的采后处理和贮藏[4]，以及以春季销售为目的的花莲反季节栽培。另外，莲适合种养结合（鱼和可食用莲），用于富营养化和有机物污染水体的修复。莲藕还可用作酒精生产的替代原料。

7 最新研究动态

7.1 容器内土壤体积对莲植株生长发育的影响

7.2 低温贮藏种藕的寿命与活力

以花莲品种为试验材料，评价阿拉伯树胶（gum acacia）、泥炭藓苔（sphagnum moss）、Terra-Sorb水凝胶（hydrogel）等对贮藏种藕的生理指标、采后寿命与活力的影响。结果表明，贮藏温度5℃、相对湿度95%，贮藏时间45 d，均未出现腐烂，94%的种藕定植后仍保持活力。贮藏期间，种藕保水性和寿命在所有处理间表现相似。不过，阿拉伯树胶浓度较高时，水分丧失较多。不同处理之间，种藕的总糖含量出现较大差异，而淀粉含量几乎不变。对所有处理而言，总糖和贮藏时间之间都存在着明显的二次曲线关系，但贮藏45 d后，各处理间种藕的总碳水化合物含量没有显著差异。使用表面消毒剂、保持适宜的相对湿度和持续稳定的低温，有助于保持种藕活性[4]。

表1 不同灌溉水对“太空36号”生长发育的影响

7.3 养鱼废水灌溉下的莲生长情况

高密度水产养殖系统中，随着养鱼量的增加，富含营养的污染物排放量也不断增加，进而将过多的氮、磷及有机物带进水体，不断增加水体的富营养化程度。处理大量养殖废水的费用极其昂贵，通过种植能够利用这些营养成分的植物可能是解决问题的途径之一，还可增加额外收入。莲具有利用大量氮和磷的潜力，其须根系统能过滤养殖废水中悬浮的固体物。

为探究水产养殖废水对莲植株生长与发育的潜在影响，采用静态系统种植，栽培容器体积为56.775 L。

与对照相比，生长于养鱼废水（50%和100%养鱼废水）中的植株表现长势茂盛，鲜生物累积量随着养鱼废水浓度的增加而增加（表1）。上述结果表明，花莲和可食用莲均能在养鱼废水中生长而不需添加额外的肥料或土壤；其植株可清除大量养分和悬浮固体物，起到改良水质的作用。

7.4 人工湿地中的莲对高密度水产养殖系统废水的净化效果

莲长势旺盛，易于种植，观赏价值高，而且生物量大（单株叶数215片/季，根部产量达40 t/hm2[12]）。莲藕具有吸收和聚集营养物、有机化合物和其他污染物的能力。日本曾经在莲植株中发现过仲丁威（Fenobucarb）、 二嗪磷 （Diazinon）、异稻瘟净（Iprobenfos）及西草净（Simetryn）等农药残留[16]。

2007年，对莲植株生长发育进行初步研究，同时检验其对氮和磷的净化效果[14]。每个种植槽内填充0.35 m3HydrocksTM惰性陶瓷材料。除了PVC排水管外，HydrocksTM也对养鱼废水中的固体物和营养物质起过滤作用。废水在种植槽内的滞留时间分别设为0 h，24 h，48 h和72 h，结果见表2。

表2 在人工湿地中的保持时间长短对养鱼废水中NO,NH和PO的影响

表2 在人工湿地中的保持时间长短对养鱼废水中NO,NH和PO的影响

注：n.s表示无差异；**表示有显著差异（显著水平=0.05）

检测指标 月份/月 滞留时间/h 024 48 725 NO3--N 26.8 20.5 n.s 16.8** 15.9** 630.1 16.1 n.s 13.7** 8.4** 733.5 19.9 n.s 14.3** 12.8** 5 PO43-14.1 13.1 n.s 11.5 n.s 10.9** 610.2 10.6 n.s 10.1 n.s 8.7 n.s 713.8 18.0 n.s 16.8 n.s 15.9 n.s 10.9 6.4** 4.1** 4.6** 611.6 8.5 n.s 7.0 n.s 4.6** 714.8 21.9 n.s 17.9 n.s 14.9 n.s 5 NH4+-N

7.5 花莲反季节（冬季）生产

莲有不同的栽培方式，包括温室栽培、架高式种植床栽培、容器栽培、水塘栽培等。日本农民利用温室进行早熟莲藕商业化生产[12]，中国人利用温室促进花莲开花[6]，还有人利用小拱棚和温室生产技术，以实现莲周年供应[17]。光周期和温度影响莲的生长表现。莲是长日照植物，光照时间和强度影响植株生长和开花。Masuda等[7]指出，长日照能加速根状茎的伸长和增加立叶产量，短日照促进根状茎膨大和降低立叶产量。Follett和Douglas认为莲至少需要保持15℃以上温度6个月，而最大根状茎的形成需要20℃温度；高温还能促进花的发育[17]。Masuda报道，春季在25～30℃条件下种植2个月的莲实生苗植株，与从11月份开始种植的实生苗植株相比，前者叶数多、根状茎分支和节数多。为了保持正常的营养生长和生殖生长，昼温宜29～32℃，夜温宜25～27℃[7]。

杨镇明等在室内每4 m2安置一盏200 W白炽灯，每天18:00～21:00开灯，阴天时白天开灯补光以促进花莲冬季开花[18]。自然条件下，莲需经60～65 d方能开花，但一些品种在适宜的定植期、肥料及温度等条件下，可在45～90 d内诱导开花。在适宜的光照、水分和环境温度条件下，还可诱导花莲反季节开花[6]。诱导反季节开花时，定植期可为11月下旬至翌年2月中旬。

正确的肥料施用量取决于品种、期望产量（花朵数、莲籽产量或莲藕产量）、作物成熟状态、肥水体积与温度等。例如，植株达到成熟状态和根状茎膨大期要求钾肥较多，而氮肥要求较少[12]。

早期植株开始根系生长、芽萌动及叶片膨大时，应对施肥量进行调整以确保植株健康。莲叶叶脉间变黄，可作为肥害或缺素症的指标。如果电导率较高，嫩叶整个变黄或表现“灼烧”状，应停止施肥，水和土壤的pH值较高时或竞争元素过量时，容易出现铁缺乏症，表现叶脉间失绿（黄化），补充硫酸铁可以修复症状。

7.6 病虫害控制

对莲藕根状茎消毒时，哪怕是小剂量的次氯酸钠（如美国和加拿大的家用漂白剂Clorox，含5.25%有效氯）也能对藕根的生长产生为害。使用1%的ZeroTol溶液，不仅安全而且有效。ZeroTol是一种无毒的广谱性药剂，过氧化氢为活性成分。过氧乙酸的添加，使ZeroTol成了一种效力强的活性过氧化物(Activated Peroxygen Compound，APC)，其氧化作用是过氧化氢的10～12倍。

温室栽培时，如果湿度过大，白粉病（Cercospora sp.）和炭疽病可能为害。蚜虫也可能造成为害，尤其是对新发生的叶，但目前也无专门用于莲的药剂。红蜘蛛对莲的为害性极大。

试验中发现，草甘膦（Glyphosate）能杀灭栽培容器中的莲植株和根状茎。苗圃用草甘膦除草，药液漂到水渠中，用渠水灌溉容器栽培的莲后，导致了莲植株和根状茎死亡。

7.7 莲在生物燃料生产中的利用潜力

2009年，奥本大学开始对莲作为生物燃料的潜在价值进行研究[19]。目前，玉米等农产品正被用作生物燃料原料，同时也导致了价格的上升。莲和其他一些园艺作物，市场并没有竞争性需求，而且可以在不适合传统作物的地区种植。莲可以通过相同的工艺转化成酒精。生长速度快，根状茎淀粉含量高，使莲成为了生物燃料原料的理想候选材料。

7.8 莲属植物品种国际登录

最近，国际睡莲与水景园学会（International Waterlily and Water Garden Society，IWGS）提名奥本大学莲项目组进行“国际莲属植物品种登录”（the International Lotus Registry）。登录清单应包括各品种可追索的育种历史（如有可能），相互参照的异名和品种译名亦均应列入。

正在开发中的数据库网址为http://www.ag. auburn.edu/hort/landscape/AU_Lotus_Project_Page. html。

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Exploring Potential of Lotus(spp.)as Alternative Crop for Southeastern USA

Warner OROZCO-OBANDO1,Ken TILT1,Bernice FISCHMAN1,TIAN Daike1,LIU Yiman2

The cultivation of the lotus represents a uniquely low cost and low risk opportunity for economic development in the Black Belt's aquaculture industry.The plants can be double cropped in existing catfish ponds with minimal modification.Research at Auburn University of over 160 cultivars of lotus offers the opportunity for mass market sales of this special flower.Since 1999,the Auburn University Lotus Research Project has been working on the development of Best Management Practices for the cultivation of lotus.Currently,the plant is being explored as double crop for fish farmers,its potential for phyto-remediation of nutrients and organic compounds is under evaluation.Some of the experiences acquired through the evaluation of this multi-purpose plant are summarized.

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.16.008

Orozco-Obando W，男，博士，美国阿拉巴马州奥本大学园艺系奥本大学莲研究项目组

2009-07-22

Kew words:Lotusspp);Germplasm;Fish effluents;Out-of-season production;Best management practices (BMPs)