科學(xué)普及 | “百年蔗”——甘蔗屬中國種的傳奇

【引言】甘蔗是全球第五大宗農(nóng)作物，全世界80%的食糖和40%燃料乙醇的原材料都來自甘蔗。甘蔗糖約占我國食糖總產(chǎn)量的90%。甘蔗主要分布在北緯33°至南緯30°之間，其中以南北緯25°之間為主，廣泛種植于熱帶及亞熱帶地區(qū)。全球有100多個(gè)國家和地區(qū)種植甘蔗。

甘蔗是全球和我國主要的糖料作物印度和中國是世界上最早種植甘蔗的國家，甘蔗最早記載于印度的《吠陀經(jīng)》和中國的《楚辭》。迄今大約5000年前，古印度《阿闥婆吠陀》典籍就有甘蔗記載。公元前296年，屈原所作的《楚辭·招魂》中有“胹鱉炮羔，有柘漿兮”的記載。這里的“柘漿”就是甘蔗汁。甘蔗即是“補(bǔ)冬”的美食之一，性味甘、平、澀，甘味能補(bǔ)能緩，民間素來有“立冬食蔗齒不痛”的說法。于是，立冬吃甘蔗，蜜甜如蔗境，寒冬暖如春。

唐宋以來，文人墨客對甘蔗情有獨(dú)鐘，留下許多詩詞，其中，北宋文學(xué)家蘇軾一首詩作：“老境於吾漸不佳，一生拗性舊秋崖。笑人煮積何時(shí)熟，生啖青青竹一排?！薄扒嗲嘀褚慌拧?，指的就是中國甘蔗的傳統(tǒng)栽培品種——竹蔗。

黑皮果蔗（右）和黃皮果蔗（左）甘蔗寓意著生活甜蜜幸福，事業(yè)節(jié)節(jié)高升。印度女財(cái)神拉克西米Laxmi一只手持握甘蔗，是財(cái)富的象征。甘蔗福州人祭灶供品必須有甘蔗，而且一定要完整地保留甘蔗頭。這樣才有“節(jié)節(jié)高”和“金榜題名”之意，寓意吉利。

印度女財(cái)神拉克西米（左圖來自Hunsigi編著書籍，1993年）

一、百年蔗的發(fā)現(xiàn)

一般說來，甘蔗宿根的壽命3~6年，在西印度洋普格里卡島壽命最長的甘蔗宿根，也只有25年，但是，在福建省松溪縣有全球現(xiàn)存最古老的宿根甘蔗——百年蔗，宿根栽培長達(dá)290多年。1959年5月，經(jīng)我國已故著名甘蔗專家、原福建農(nóng)學(xué)院周可涌教授考證，百年蔗分類上屬于甘蔗屬中國種的竹蔗。1959年11月和1964年5月，原福建農(nóng)學(xué)院聯(lián)合有關(guān)單位成立調(diào)查組，對百年蔗進(jìn)行專門調(diào)查，經(jīng)過察看了萬前村魏姓族譜和全面分析，證實(shí)“百年蔗”種植于清代雍正四年（公元1727年），因百年蔗作為“風(fēng)水蔗”而有幸被當(dāng)?shù)卮迕袷来Ａ粝聛怼?/p>

最早松溪百年蔗報(bào)道（《福建日報(bào)》，1958年8月6日）

二、分類學(xué)地位

甘蔗在分類上屬種子植物門、單子葉植物綱、為禾本科甘蔗屬植物。甘蔗屬包含有中國種S. sinense、熱帶種S. officinarum、印度種S. barberi、割手密S. spontaneum、大莖野生種S. robustum和肉質(zhì)花穗野生種S. edule，前三者屬于原始栽培種，后三者屬于野生種。除了肉質(zhì)花穗野生種，其余5個(gè)原始種在甘蔗雜交育種上有利用價(jià)值。

據(jù)國家福建農(nóng)林大學(xué)甘蔗工程技術(shù)研究中心利用基因組原位雜交研究結(jié)果，表明百年蔗是中國的熱帶種與割手密天然雜交品系，經(jīng)自然選擇和先祖人工馴化形成是一個(gè)古老的地方品種。

熱帶種、割手密、百年蔗
（割手密照片由廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所副所長王勤南博士提供）

三、植物形態(tài)特征

甘蔗形態(tài)特征與禾本科植物一樣，為單子葉，須根系，莖有節(jié)，每節(jié)著生一葉，葉互生，葉鞘包住莖，節(jié)上有芽，芽亦互生，完全花，穎果。甘蔗根按發(fā)生部位不同可分為種根、株根（苗根）、氣根。百年蔗種性特點(diǎn)是分蘗力強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，有發(fā)達(dá)的地下走莖，宿根性好，耐寒耐旱，耐粗放栽培，糖分較高。

百年蔗地上部植株形態(tài)學(xué)

（1）百年蔗蔗莖。小莖，多居于1.5厘米至2.0厘米間。莖皮綠色曝光后黃綠色，葉較長較披垂，葉鞘包莖緊，難脫葉。
（2）百年蔗地下芽。芽萌發(fā)生長情況有三類：一是有許多先向下生長，然后再轉(zhuǎn)向地面生長。二是有的芽先水平生長到10-25厘米，再轉(zhuǎn)向伸出地面。三是直接伸出地面。由于這三種情況的交替，使得宿根蔗的節(jié)位不會提高，更用不著煩心無土可培了,節(jié)位的降低也有利于冬季的御寒。
（3）百年蔗根系。表系和駐扎根系均甚發(fā)達(dá)，尤其宿根蔗的深根系比新植蔗的根系更發(fā)達(dá)。
百年蔗地下走莖

四、當(dāng)?shù)卦耘嗉夹g(shù)

百年蔗為什么能夠宿根如此之久，除了特有種性之外，栽培管理技術(shù)也是關(guān)鍵因素。
（1）松溪百年蔗一般在每年清明前后萌發(fā)新芽，在“立冬”前后收獲。采用快鋤入土3厘米處砍斷，留在土中的莖長約10厘米左右。這樣可以防止凍害爛頭，也防止暴露空中干枯。
（2）在“清明”前后進(jìn)行破畦松兜，有利于切斷部分表根及駐扎根，促進(jìn)新根生長，促進(jìn)蔗兜基部的芽萌發(fā)生長。
（3）百年蔗植株細(xì)長，在成熟后期易出現(xiàn)倒伏，要結(jié)合培土用竹子搭建支架，防止其倒伏。
（4）百年蔗易感花葉病和甘蔗綿蚜，宿根蔗栽培管理上注意防止花葉病傳播，及時(shí)防止甘蔗蚜蟲和綿蚜。新植蔗建議采樣脫毒健康種苗種植。

五、開發(fā)利用價(jià)值

百年蔗連續(xù)宿根栽培至今長達(dá)295年，還能保持相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量，是史無前例的創(chuàng)舉，在科研和營養(yǎng)上很好的研究利用價(jià)值。
（1）解析強(qiáng)宿根特性性狀。據(jù)當(dāng)?shù)乩限r(nóng)談，多年宿根的百年蔗每年補(bǔ)缺株不到一成，補(bǔ)缺株的種苗也是由本蔗田分株而來。表明百年蔗具有很強(qiáng)的宿根特性，值得深入研究。
（2）探析耐連作特性機(jī)制。百年蔗母株種植面積約0.7畝，連作時(shí)間長達(dá)近300年。從土壤微生物、土壤營養(yǎng)、植株根系特性等方面，研究百年蔗耐連作機(jī)制。
（3）挖掘抗寒優(yōu)異基因資源。松溪縣，隸屬于福建省南平市，武夷山麓東南側(cè)，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。常年冬季有霜凍，年極端最低氣溫為-7.6℃。百年蔗地下芽生存在低溫條件下，翌年還能萌發(fā)，表明具有很強(qiáng)的抗寒性。
（4）開發(fā)百年蔗的營養(yǎng)價(jià)值。據(jù)中國科學(xué)院上海藥物研究所研究結(jié)果，百年蔗含有豐富的功能活性物質(zhì)，如多糖、多酚、甾醇、黃酮、三萜類等，這些都是目前植物功能活性物質(zhì)的研究重點(diǎn)。

作者簡介
高三基，博士、研究員，博士/碩士生導(dǎo)師。中國作物學(xué)會甘蔗專業(yè)委員會會長、中國作物學(xué)會第十屆理事會理事、福建農(nóng)林大學(xué)國家甘蔗工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任、國家糖料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家、中國糖業(yè)協(xié)會專家委員會委員、中國科學(xué)技術(shù)出版社科技/科普專家、廣西雙新糖業(yè)科創(chuàng)研究院專家委員會委員，4種中、英文期刊編委、40多種SCI收錄期刊同行審稿專家。1996年至今在福建農(nóng)林大學(xué)國家甘蔗工程技術(shù)研究中心（原甘蔗綜合研究所）工作；2008—2010年在美國得州農(nóng)工大學(xué)從事訪問學(xué)者、博士后工作。主要從事甘蔗病害防控和抗病育種研究。