菊芋

菊科向日葵属植物

菊芋（Helianthus tuberosus L.）：菊科、向日葵属多年宿根性草本植物。高1-3米，有块状的地下茎及纤维状根。茎直立，有分枝，被白色短糙毛或刚毛。叶通常对生，有叶柄，但上部叶互生；下部叶卵圆形或卵状椭圆形。头状花序较大，少数或多数，单生于枝端，有1-2个线状披针形的苞叶，直立，舌状花通常12-20个，舌片黄色，开展，长椭圆形，管状花花冠黄色，长6毫米。瘦果小，楔形，上端有2-4个有毛的锥状扁芒。花期8-9月。

形态特征

菊芋是多年生草本植物，高1-3米，有块状的地下茎及纤维状根。茎直立，有分枝，被白色短糙毛或刚毛。叶通常对生，有叶柄，但上部叶互生；下部叶卵圆形或卵状椭圆形，有长柄，长10-16厘米，宽3-6厘米，基部宽楔形或圆形，有时微心形，顶端渐细尖，边缘有粗锯齿，有离基三出脉，上面被白色短粗毛、下面被柔毛，叶脉上有短硬毛，上部叶长椭圆形至阔披针形，基部渐狭，下延成短翅状，顶端渐尖，短尾状。

头状花序较大，少数或多数，单生于枝端，有1-2个线状披针形的苞叶，直立，径2-5厘米，总苞片多层，披针形，长14-17毫米、宽2-3毫米，顶端长渐尖，背面被短伏毛，边缘被开展的缘毛；托片长圆形，长8毫米，背面有肋、上端不等三浅裂。舌状花通常12-20个，舌片黄色，开展，长椭圆形，长1.7-3厘米；管状花花冠黄色，长6毫米。

瘦果小，楔形，上端有2-4个有毛的锥状扁芒。花期8-9月。

生长环境

原产北美洲，经欧洲传入中国，现中国大多数地区有栽培。耐寒抗旱，块茎在-30℃的冻土层中可安全越冬。早春幼苗能忍受轻霜，秋季成叶能忍受短期-4--5℃。温带18-22℃，光照12小时，有利于块茎形成。耐瘠薄，对土壤要求不严，除酸性土壤，沼泽和盐碱地带不宜种植外，一些不宜种植其他作物的土地，如废墟、宅边、路旁都可生长。

该物种生长高度位于海平面和海拔1000米之间。野生种群最常见于受干扰的栖息地，例如路边、古老的田野和草地、潮湿的河流和溪流岸以及荒地。

分布范围

原产地：加拿大（曼尼托巴、新不伦瑞克、新斯科舍、安大略、爱德华王子、魁北克、萨斯喀彻温）；美国（怀俄明州、威斯康星州、缅因州、路易斯安那州、肯塔基州、堪萨斯州、爱荷华州、印第安纳州、伊利诺伊州、爱达荷州、佐治亚州、佛罗里达州、哥伦比亚特区、特拉华州、阿拉巴马州、阿肯色州、科罗拉多州、康涅狄格州、马里兰州、马萨诸塞州、密歇根州、明尼苏达州、密西西比州、密苏里州、内布拉斯加州、新罕布什尔州、新泽西州、纽约州、北卡罗来纳州、北达科他州、俄亥俄州、俄克拉荷马州、宾夕法尼亚州、罗得岛州、南卡罗来纳州、南达科他州、田纳西州、得克萨斯州、佛蒙特州、弗吉尼亚州、华盛顿州、西弗吉尼亚州、犹他州）。

引进：阿尔巴尼亚、阿穆尔河流域、阿根廷东北部、奥地利、亚速尔群岛、巴利阿里群岛、波罗的海国家、白俄罗斯、比利时、保加利亚、科西嘉岛、塞浦路斯、捷克斯洛伐克、东欧俄罗斯、斐济、法国、德国、英国、希腊、匈牙利、印度、内蒙古、爱尔兰、意大利、日本、爪哇、哈萨克斯坦、哈巴罗夫斯克、韩国、克里米亚、老挝、黎巴嫩、叙利亚、利比亚、马德拉、摩洛哥、缅甸、尼泊尔、荷兰、新南威尔士、北高加索、挪威、巴基斯坦、巴勒斯坦、波兰、葡萄牙、滨海边疆区、罗马尼亚、撒丁岛、西西里岛、南澳大利亚、南欧俄罗斯、西班牙、瑞典、瑞士、泰国、土耳其、土库曼斯坦、乌克兰、乌兹别克斯坦、越南、西喜马拉雅山、西西伯利亚、西澳大利亚、南斯拉夫。

菊芋原产于加拿大的萨斯喀彻温省和安大略省以及美国的许多州，尤其是中部和东部地区。它也在世界各地的温带地区广泛归化和栽培，特别是在欧洲。

生长习性

气温湿度

中国北方地区3月份地温开始回升，冬眠的块茎逐渐由冰冻状态复苏过来。当地温达到10℃时开始发芽，4月初叶片露出地面并开始生长，期间晚霜对其毫无影响和损害。正常情况下，8月末至9月初菊芋茎高2米左右开始开花。花为纯黄色，无香味也无异味，花瓣13枚。由于品种不同，叶片的颜色、宽窄也有不同，虽花色相同，但花瓣的宽窄各异。由媒介传粉可结出种子，与此同时地下茎开始结果。早熟品种10月中旬地上茎自然死亡即告成熟，晚熟品种要到冰冻期地上茎死亡后成熟。菊芋的产量（地下块茎）与地上茎的粗细、高矮以及土壤的养分、水分密切相关。如果太过干旱，地上茎很细矮，不开花，或即使开花也不很规则，花片少，地下茎小、产量低，但绝不会旱死。冰冻期地下茎结冰进入冬眠。

耐寒耐旱

能力特强：中国荒漠地区大都处于高寒地带，气候寒冷，冰冻期长，气候干燥，多风沙。但菊芋有着极强的耐寒能力，可耐-40℃甚至更低的温度。但有一点不容忽视，那就是菊芋的块茎必须在沙土下面，至少要有1厘米厚的沙土覆盖，切不可露出地面。

荒漠中干旱、缺水乃正常现象，即使旱情很重，菊芋也能以其所具有的惊人的抗干旱能力安然渡过难关，并于早春块茎开始正常萌发，利用自身的养分和水分供萌芽生长，同时生出大量根系，伸向地下各处寻找养分和水分，供给小苗生长。在新生根系可供给小苗生长的情况下，块茎中的养分、水分还可继续储备，尤其是在雨季，块茎、根系会贮存大量水分，以备干旱时逐渐供给叶茎生长。菊芋的地上茎和叶片上长有类似茸毛的组织，可大大减少水分蒸发。当干旱严重到一定程度时，地下茎会拿出尽可能多的养分、水分供给地上部分茎叶生长，待块茎营养消耗殆尽时，地上茎死亡，然地下茎翌年仍可生长出新苗。

抗风沙力

荒漠地区风大、干燥、沙土流动性强，但菊芋能在较深的沙土中顶出地面，只要覆盖的沙土厚度不超过50厘米，菊芋皆可正常萌发。为了避开春季覆沙，春播可稍晚一些进行。秋季菊芋即将成熟或已成熟时，凭借它们密麻的地上茎形成一片低矮的防护带，加之其根系的牢固抓沙能力，以及随着地下块茎增多、重量加大对沙土产生的强大压力，共同起到固沙作用。有关科研单位在科尔沁沙地的流动沙丘上种植了400余亩菊芋用作治沙试验，结果让专家们欣喜不已：尽管试验期间该地区特殊干旱，降雨量极少，加之高温，整个农作物都深受其害，但在沙漠上，种下的菊芋长势良好；扒开沙面，菊芋的根系密布沙下，挖至1米深时尚能用肉眼看见菊芋的根系，并已开始结实，达到了固沙、治沙、改变沙漠的生态效果。这种利用菊芋治理沙漠的方法，被治沙权威称为治沙成本低、见效快的最佳方法。再有就是菊芋茎叶枯落后经分解成为肥料，对改良土壤、增强有机质含量、改善沙地结构有重要作用，进而为退沙还田、还林创造有利条件。

菊芋治沙一劳永逸，一次播种后，荒漠上的菊芋将永久生存，并以每年20倍以上的增长速度扩张，因此荒漠上的菊芋面积会逐年增加，同时又可从中采收部分块茎，作为种子使用，进一步扩大种植面积。另外，在生长期较长的地区还可收获部分菊芋籽，其发芽率可达100%。即使不收获菊芋籽，它也会随风飘荡到可安家落户的荒漠适宜角落。

保持水土

菊芋的根系特别发达，每株菊芋都有上百根长达0.5-2米的根系深深地扎在土中。因菊芋可以每年20倍的速度繁殖扩张，故只需2-3天时间就会在地表形成一层由菊芋的茎和根系编织而成的防护网络，从而有效牢固住了地表层的水土。

繁殖方式

春季解冻后，选择20-25克重的块茎播种，亩需块茎种子50千克，株行距0.5×0.5米，播种深度10-20厘米，播后30天左右出苗。菊芋一年播种，收获后有块茎残存土中，翌年可不再播种，但为了植株分布均匀，过密的地方要疏苗，缺株的地方要补栽。

栽培技术

除草

菊芋出苗后，要及时补苗，结合补苗进行1次除草。中耕除草一般播后30-40天中耕松土，深度6厘米左右，结合中耕进行除草。第2次中耕在现蕾以前，结合除草进行，为块茎生长发育创造良好条件。

施肥

整地施基肥：秋季采收后整地，亩施土杂粪肥5000千克，70%撒施，30%播种时集中沟施；另施硫酸钾15千克，深耕30厘米，耕后整平作畦以备播种。在施足基肥的基础上，菊芋的生长期需追施两次肥：第一次在5月下旬前后，每亩追施尿素10千克，促使幼苗健壮多发新枝；第二次在现蕾初期，每亩追施硫酸钾15千克，追后浇水。

培土

中耕培土：春天出苗后或雨后要及时除草，并结合中耕进行培土。

浇水

菊芋的苗期、拔节期、现蕾期和块茎膨大期是浇水的4个关键时期，一般可在4月中旬浇出苗水，5月下旬浇拔节水，8月中旬浇现蕾水，10月中旬浇块茎膨大水。菊芋虽然抗旱，但土壤水分充足时能大幅度提高产量。中部半干旱地区降水正常年份不发生严重干旱时，一般不需浇水。若遇夏秋连旱，应在8月中下旬浇1次现蕾水，旱地利用集蓄雨水进行补灌，一般能增收54.6%。

摘蕾

在块茎膨大期要摘花摘蕾，以促使块茎膨大。

贮藏

主要价值

块茎称“洋姜”，供食用，还可制菊糖及酒精，菊糖可供糖尿病患者服用：入药，有清热和凉血的功效。在园林中常配植于花坛或丛植供观赏。

成分

块根含菊糖（inulin），蔗糖1F-β-D-果糖转移酶（sucrose 1F-β-D-fructosyltransferase），核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶（ribulose-1，5-bisphosphatecarboxylase），多酚氧化酶（polyphenoloxidase），旋覆花酶（inulase），果糖低聚糖（fructo-oligosaccharides）。叶含向日葵精（heliangine），肿柄菊内酯（tagitinin）E，密花绵毛叶菊素（erioflorin）。叶的腺毛含勒普妥卡品（leptocarpin），14-羟基勒普妥卡品（14-hydroxyleptocarpin），巴德来因（budlein）A，巴德来因A巴豆酸酯（budlein A tighate），巴德来因A2-甲基丁酸酯（budlein A2-methylbutyrate），巴德来因 A异丁酸酯（budleinA isobutyrate），巴德来因A甲基丙烯酸酯（budlein A methylacry-late），4，5-异-巴德来因A异丁酸酯（4，5-iso-budlein Aisobutyrate），4，15-异-阿吹坡利西内酯醇异丁酸酯（4，15-iso-a-tripliciolide isobutyrate），4，15-异阿吹坡利西内酯醇甲基丙烯酸酯（4，15-iso-atripliciolide methyl acrylate，4，15-异阿吹坡利西内酯醇巴豆酸酯(4，15-iso-atripliciolide tiglate），4，15-异阿吹坡利西内酯醇当归酸酯（4，15-iso-atripliciolide angelate），3-羟基-阿吹坡利西内酯醇巴豆酸酯（3-hydroxy-atripliciolide tiglate），8β-14二羟基木香烯内酯（8β，14-dihydroxy costunolide），去乙酰锯齿泽兰内酯（desacetyleupaserrin），14-乙酰氧基替替佛灵环氧当归酸酯（14-acetoxy tlthifolin epoxyangelate），1α，2-二羟基羽状半裂素（lα，2-dihydroxy pinnatifidin），棘壳孢菌素（pyrenocin）A、B，茉莉酮酸（jasmonic acid），甲基β-D-吡喃葡萄糖块茎酮酸酯（meβ-D-glucopyranosyl tuberonate），甲基β-D-吡喃葡萄糖向日葵酸酯（meβ-D-glucopyranosyl helianthenate）A、B、C、D、E、F，甲基块茎酮酸葡萄糖甙（me tuberonic acid giucoside）。地上部分的挥发油含向日葵醇（helianthol）A、芳香性成分中主要含有β-甜没药烯（β-bisabolene）。

医药

块茎、茎叶（菊芋）：甘，凉。清热凉血，接骨。用于热病，肠热下血，跌打骨伤，消渴。

【傈僳药】窝耙门：块根治风湿筋骨痛，肠热泻血，跌打损伤，鼻腔衄血等症《怒江药》。

【蒙药】主治热性病，肠热便血，筋伤骨折《蒙植药志》。

附方

【药材基源】为菊科植物菊芋的块茎或茎叶。

【采收和储藏】秋季采挖块茎，夏、秋季采收茎叶；鲜用或晒干。

【生药材鉴定】性状鉴别：根茎块状。茎上部分枝，被短糙毛或刚毛。基部叶对生，上部叶互生，长卵形至卵状椭圆形，长10-15厘米，宽3-9厘米，3脉，上表面粗糙，下表面有柔毛，叶缘具锯齿，先端急尖或渐尖，基部宽楔形，叶柄上都具狭翅。

【功效分类】清热凉血药；消肿药

【性味】味甘；微苦；性凉

【功效】清热凉血；消肿

【主治】热病；肠热出血；跌打损伤；骨折肿痛，根茎捣烂外敷治无名肿毒、腮腺炎。

【用法用量】内服：煎汤，10-15g；或块根1个，生嚼服。

【现代研究】研究发现：洋姜提取菊糖，可治疗糖尿病。其对血糖具有双向调节作用，即一方面可使糖尿病患者血糖降低，另一方面又能使低血糖病人血糖升高。研究显示，洋姜中含有一种与人类胰腺里内生胰岛素结构非常近似的物质，当尿中出现尿糖时，食用洋姜可以控制尿糖，说明有降低血糖作用。当人出现低血糖时，食用洋姜后同样能够得到缓解。

食疗

经济

可供食用。块茎含有丰富的淀粉，是优良的多汁饲料。新鲜的茎、叶作青贮饲料，营养价值较向日葵为高。块茎也是一种味美的蔬菜并可加工制成酱菜；另外还可制菊糖及酒精，菊糖在医药上又是治疗糖尿病的良药，也是一种有价值的工业原料。菊芋茎叶主要具有粗蛋白质及C a、P等矿物质元素含量高，粗纤维含量适中，粗脂肪含量丰富，泌乳净能(N EL) 5大突出优势。

果糖产品

菊芋粉主要成分为菊糖、粗纤维及丰富的矿物质。据报道：鲜菊芋块茎中大约含巧15%-20%菊糖，约占菊芋干重的70%，且其中70%-80%是低聚果糖，水分79.8%，蛋白质1.0%，灰分2.8%，粗纤维16.6%及一定的维生素。

菊粉（菊糖）及低聚果糖因其结构明确，生理保健功能确切而成为一种重要的功能性食品，国际上以日本研究、开发和应用居领先水平。在欧美及韩国的应用和发展也很快。中国功能性低聚果糖的研究始于20世纪90年代，起步较晚，但发展很快。国家科委“九五”攻关项目取得的科研成果-酶法生产低聚果糖，即为第三代保健食品功能因子，并被称为21世纪高科技生物制品。经国内外多家著名大学及医学院研究证实，菊粉及低聚果糖具有超强增殖人体双歧杆菌的作用，是对人体有益的功能性物质，它对于调节机体平衡、恢复胃肠道功能、促进新陈代谢、预防各种疾病、维护人体健康有着极为重要的作用，是21世纪人类健康最具有代表性的典型产品。菊粉作为一种天然功能性食用多糖，具有水溶性膳食纤维和生物活性前体的生理功能，因而已被广泛应用于低热量、低糖、低脂食品中。另外，利用菊芋等植物的块茎制备菊粉，再经酶水解直接生产高纯度果糖，具有工艺简单、转化率高、产物纯等优点。

美、英、法、德、澳大利亚以及台湾都已生产含有菊糖及低聚果糖的食品。已应用于乳制品、乳酸菌饮料、固体饮料、糖果、饼干、果冻和冷饮等多种食品，特别是保健食品和老年食品中，约有200多个品种。并可作为填充剂，质构改良剂，风味掩盖剂和脂肪替代品应用于食品中。2007年世界上菊粉及以其为原料生产的低聚果糖超过10万吨，进口菊粉的售价约为40元/千克（4万元/吨）。中国菊粉及低聚果糖开发相对较晚，国内低聚果糖的年生产能力约为3000-5000吨，据推算，中国低聚糖的市场容量约为1-3万吨/年，预计2009年国内市场将达到8万吨。

生物柴油

全球油价上涨及能源危机的背景下生物柴油技术引人注目。菊芋块茎中富含系列多聚果糖——菊粉，而经提取后的菊粉（多聚果糖）经过复杂的化学过程，可以转化为果寡糖，果寡糖中含有的高果寡糖加入大肠杆菌后经过细胞工厂的作用，即可转化为生物柴油。2007年中科院在这项技术有了突破，课题组的科学家们正在寻求更为经济、便捷、简单的转化过程和方法，从而最大限度的降低成本，最终实现商品化、产业化，让机动车真正能够告别天然柴油或汽油，让人类摆脱能源危机的威胁。

保护现状

列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》（IUCN）2014年 ver3.1——无危（LC）。

2024年10月16日，由青海大学农牧学院菊芋科研团队选育认定的菊芋新品种首次在海西蒙古族藏族自治州都兰县香日德镇及巴隆乡的盐碱地和高寒地两个地区试种成功并进入最后的收获期。

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