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穀子

穀子

Setaria italica

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穀子(學名:Setaria italica)是禾本科下的一種一年生草本植物,全球廣泛種植作為穀物與飼料作物。它是人類歷史上最早 domesticate 的作物之一,至今仍是亞洲與非洲部分地區的主食。

• 屬於狗尾草屬(Setaria),該屬包含約 100 種 commonly known as 狗尾草或芒草的物種
• 其俗名「foxtail」(狗尾)源自其密集、布滿剛毛且下垂的圓錐花序,形似狐狸尾巴
• 穀子是全球第二大種植面積的黍類作物,僅次於珍珠粟(Pennisetum glaucum)
• 屬於 C4 光合作用植物,在高溫乾燥條件下極具效率,並具有強大的耐旱性
• 穀子(Setaria italica)的基因組已於 2012 年完成定序,使其成為研究 C4 禾本科植物與生質能源作物的重要模式生物
• 與其野生祖先綠狗尾草(Setaria viridis,一種雜草)關係密切,被視為其野生祖源

分類學

Plantae
Tracheophyta
Liliopsida
Poales
Poaceae
Setaria
Species Setaria italica
穀子約於 8,000 至 10,000 年前由野生祖先綠狗尾草(Setaria viridis)在中國北方馴化而成,是最早被人類栽培的穀物之一。

• 中國河北省磁山遺址的考古證據顯示,穀子栽培歷史可追溯至約 8,700 年前
• 它是中國北方新石器時代農業系統的基礎作物,早於水稻在該地區的種植
• 自中國出發,穀子沿早期貿易路線向西傳播至中亞、印度,最終抵達歐洲與非洲
• 它是古代中華文明的主要糧食之一,被列為傳統中國農業中的「五穀」之一
• 今日,穀子廣泛種植於東亞、南亞、東南亞及部分非洲地區,在歐洲與北美則較少見
• 印度目前是全世界最大的穀子生產國,當地稱之為「kangni」(印地語)或「thinai」(泰米爾語)
穀子為一年生直立叢生草本,通常高 60 至 150 公分,部分品種可達 200 公分。

根系:
• 鬚根系統,相對較淺,深入土壤約 15–30 公分
• 能有效吸收表層土壤的水分與養分,有助於提升耐旱能力

莖稈:
• 直立,細長至中等粗壯,直徑 3–8 毫米
• 節明顯,上部節位可能分枝
• 表面光滑無毛或略粗糙

葉片:
• 葉片線形至披針形,長 15–40 公分,寬 1–3 公分
• 葉面通常無毛或稀疏被毛,中脈明顯
• 葉舌為短膜質 fringe,長約 1–2 毫米
• 葉鞘光滑,緊密包覆莖稈

花序:
• 密集圓柱狀穗狀圓錐花序(即特徵性的「狗尾」),長 5–30 公分,寬 1–3 公分
• 剛毛(變態小枝)呈綠色、黃色或紫紅色,長 5–15 毫米,賦予穗頭特有的粗糙外觀
• 小穗小型(約 3 毫米),橢圓形,密集排列於中央穗軸上
• 每個小穗含一朵可育小花

種子(穎果):
• 極小,直徑約 1.5–2 毫米
• 顏色因品種而異:黃、白、橙、紅、棕或黑色
• 外包於穎片與外稃中,脫粒時去除
• 千粒重約 2–3 克
穀子適應半乾旱與暖溫帶環境,在許多其他穀物難以生長的條件下仍能茁壯。

氣候:
• 適宜溫暖氣溫;生長季最適溫度為 20–30°C
• 需要較短的生長期,依品種不同約 60–120 天
• 耐高溫,但對霜害敏感

水分需求:
• 最耐旱的穀類作物之一
• 生長季仅需 250–500 毫米降雨量
• C4 光合作用途徑提供極高的水分利用效率
• 能耐受足以嚴重損害小麥或水稻的乾旱壓力

土壤:
• 適應多種土壤類型,包括貧瘠、砂質與壤土
• 偏好排水良好、pH 值介於 5.5–8.0 的土壤
• 耐輕度鹽鹼土
• 不耐積水或黏重土壤

生態角色:
• 為食穀鳥類與小型哺乳動物提供食物來源
• 野生狗尾草屬物種常為受擾動棲地的先鋒物種
• 在某些農業系統中用作覆蓋作物與綠肥
穀子為低投入作物,栽培相對容易,適合小農與自給農業。

光照:
• 需全日照以達最佳生長
• 遮陰條件下表現不佳

土壤:
• 以排水良好、疏鬆土壤為佳
• 比大多數穀物更耐貧瘠與退化土壤
• 避免黏重或積水土壤

灌溉:
• 幾乎无需灌溉,主要靠雨水
• 定植後耐旱,但開花與灌漿期若水分充足可提高產量
• 過度澆水或積水易引發根部病害

溫度:
• 發芽需土壤溫度至少 15–18°C
• 最適生長溫度為 20–30°C
• 怕霜害,應於末次霜凍後播種

播種:
• 種子直接播於田間,深度 2–4 公分
• 行距 20–30 公分,株距 5–10 公分
• 播種量:每公頃約 8–15 公斤
• 生長期短,部分地區可實施複種

繁殖方式:
• 僅以種子繁殖
• 種子於適當儲存條件下可保持活力 2–3 年

常見問題:
• 鳥類啄食成熟穗頭(密集圓錐花序易吸引食穀鳥類)
• 潮濕環境下易感染稻瘟病(Magnaporthe grisea)
• 非洲種植區可能遭受獨腳金(Striga,又稱巫草)寄生
• 氮肥過多導致土壤過於肥沃時,易發生倒伏(莖稈彎折)

趣味知識

穀子在古代歷史與現代科學中皆佔有非凡地位: • 它是推動早期中華文明崛起的主要糧食之一——考古遺存發現於距今近 9,000 年的新石器時代遺址,使其成為地球上最古老的栽培穀物之一 • 穀子的野生祖先綠狗尾草(Setaria viridis)因其基因組小(約 510 Mb)、生命週期短且易於遺傳轉化,已被採用作為植物生物學研究的模式生物,用於研究 C4 光合作用、生質能源禾草與作物改良 • 穀子天然不含麩質且升糖指數低,作為管理糖尿病與乳糜瀉的「超級食物」重新受到關注 • 在中國傳統文化中,穀子(小米)被視為五穀中最尊貴者,用於祭祀儀式;中文「國家」一詞中的「社稷」,字面意為「土地神」與「穀神」的結合,反映此穀物深厚的文化意義 • 一株穀子可產出含 1,000 至 3,000 顆種子的圓錐花序;在有利條件下,每公頃產量可達 1,000–3,000 公斤,且所需投入極少 • 穀子生產同等產量所需水量僅約水稻的三分之一,使其在水資源日益匱乏的時代中,成為糧食安全的關鍵作物

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