1. 山西农业大学谷子研究所，长治 046000；2. 中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081；3. 山西省泽州县高都镇政府，泽州 048000；4. 山西省泽州县高都古邑农业专业合作社，泽州 048000；5. 山西省晋城市星点测绘有限公司，晋城 048000；6. 中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌 712100；
7. 中国科学院科技创新发展中心，北京 100101；8. 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101
数据可用性声明：本文关联实体数据集已在《全球变化数据仓储电子杂志（中英文）》出版，可获取：
https://doi.org/10.3974/geodb.2021.12.45.V1 https://cstr.escience.org.cn/CSTR:20146.11.2021.12.45.V1.
1 前言
小米（Setaria italica var. germanica (Mill.) Schred.），又称为粟，北方称谷子，谷子脱壳为小米，其粒小，直径1 mm左右。谷子起源于中国，已有一万年的栽培历史，被誉为中华民族的哺育作物[13]。太行山小米种植历史悠久，有许多关于小米的传说，形成了独特的小米地域文化。相传炎帝神农氏在上党一带的百谷山上遍尝百草，从现在仍存有的狗尾草中优选出谷子，使其部落摆脱了采集为生的动荡生活。高都泽州黄小米也同样拥有达几千年之久的种植历史。
泽州黄小米产自山西省晋城市泽州县高都镇，属地方名优品种，并在2017年被农业部授予“农产品地理标志产品”[4]。其米粒光泽，闻起来有清香味，手摸有凉爽感，放在嘴里咀嚼有微甜的感觉。泽州黄小米营养丰富，小米熬粥后，色泽金黄，汤汁浓稠，是一种具有较高营养价值的滋补粥品。案例区覆盖高都镇东部14村，其小米产量占泽州县的82.25%，是泽州小米主产区。案例区土壤主要是黄土被侵蚀后出露的第三纪红黏土，占黄土高原土壤的2.72%，因其粘重曾被土壤学家评级为质量较差的土壤[5]，但是经过多年水土保持和土壤培育，现在已经成为对于黄小米品种来说是相对肥沃的土壤。此外，案例区处于北纬36度附近谷物黄金气候带，中国传统的4个名优黄小米中有3个在本地带[6]。
2 数据集元数据简介
本案例数据集[7]的名称、作者、地理区域、数据年代、数据集组成、数据出版与共享服务平台、数据共享政策等信息见表1。
3 高都镇生态地理环境
3.1 地理范围
高都镇位于山西省东南部，晋城市东北部，距市区20 km，东与陵川县接壤；西与巴公镇毗邻；南与金村镇相连；北与北义城镇为伴。泽州黄小米的地域范围主要在泽州县高都镇东部的大兴、横岭、北上矿、大路、善获、丰头、麻峪、岭上等14个行政村，总面积41 km2，中心区地理坐标为1135E，3535N（图1、图2），位于谷物生产黄金纬度36附近。
| 图1 案例区在山西以及黄土高原的位置图 | 图2 案例区所属行政区划图 |
|---|
| 条目 | 描述 |
|---|---|
| 数据集名称 | 泽州黄小米（丹川小米）高都镇红黏土生境保护与可持续发展案例数据集 |
| 数据集短名 | ZezhouMilletCase10 |
| 作者信息 | 张艾英，山西农业大学谷子研究所，zay1012@126.com 郝转芳，中国农业科学院作物科学研究所，haozhuanfang@caas.cn 张建军，山西省泽州县高都镇政府关军胜，山西省泽州县高都镇政府焦凌，山西省泽州县高都古邑农业专业合作社焦红林，山西省泽州县高都古邑农业专业合作社郝奇奇，晋城市星点测绘有限公司，13994708771@139.com 王飞，中国科学院水利部水土保持研究所，wafe@ms.iswc.ac.cn 杨利斌，中国科学院科技创新发展中心，lbyang@stidc.ac.cn 王正兴 L-5255-2016，中国科学院地理科学与资源研究所，wangzx@igsnrr.ac.cn |
| 地理区域 | 泽州县高都镇的大兴、横岭、北上矿、大路、善获、丰头、麻峪、岭上等14个行政村，面积为41 km2, 中心区地理坐标为1135E，3535N |
| 数据年代 | 20012020 |
| 数据格式 | .shp、.tif、.xlsx、.docx、.jpg |
| 数据量 | 55.9 MB |
| 数据集组成 | 案例区位置数据；自然地理数据；品种特性数据；经营管理数据；照片和图片 |
| 基金项目 | 中华人民共和国科学技术部（2020YFD1000803-2） |
| 出版与共享服务平台 | 全球变化科学研究数据出版系统http://www.geodoi.ac.cn |
| 地址 | 北京市朝阳区大屯路甲11号100101，中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 数据共享政策 | 全球变化科学研究数据出版系统的“数据”包括元数据（中英文）、通过《全球变化数据仓储电子杂志（中英文）》发表的实体数据集和通过《全球变化数据学报（中英文）》发表的数据论文。其共享政策如下：（1）“数据”以最便利的方式通过互联网系统免费向全社会开放，用户免费浏览、免费下载；（2）最终用户使用“数据”需要按照引用格式在参考文献或适当的位置标注数据来源；（3）增值服务用户或以任何形式散发和传播（包括通过计算机服务器）“数据”的用户需要与《全球变化数据学报（中英文）》编辑部签署书面协议，获得许可；（4）摘取“数据”中的部分记录创作新数据的作者需要遵循10%引用原则，即从本数据集中摘取的数据记录少于新数据集总记录量的10%，同时需要对摘取的数据记录标注数据来源[8] |
| 数据和论文检索系统 | DOI，CSTR，Crossref，DCI，CSCD，CNKI，SciEngine，WDS/ISC，GEOSS |
3.2 黄土丘陵地区
高都镇以丘陵为主，其中泽州黄小米主要种植区为丘陵中上部，海拔范围8001,050 m，地表相对平坦（图3、图4），而且经过水平梯田改造，田面实际坡度远低于DEM计算的地表趋势坡度。例如，在33个样地中，只有2个地块的实际坡度介于1020度，其余28个在10度以下，土地利用符合国家《水土保持法》规定（图5）。
3.3 红黏土壤
高都镇土壤类型主要为红黏土，土壤数据来自33个样点（图6、图7），33个土壤样点营养成分分布如表3：每个样点包括pH值、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾、有机质等17个要素。各项指标参照鲁如坤[9]的方法测定。土壤pH>7.5，属于偏碱性土壤，土壤各项指标达到土壤环境质量二级标准，符合农用地环境标准[10, 12]。有机质含量范围为14.134.5 g/kg，其中含量大于20 g/kg达到丰富以上有25个点，全氮、速效钾全部达丰富以上，有效磷达丰富以上的有26个点，碱解氮达丰富以上的有7个点，铜达到丰富以上有16个点（表2）。
| 图3 高都镇海拔高度分类图 | 图4 高都镇地形坡度分类图 |
|---|
| 图5 地面坡度与田面坡度比较图 |
|---|
3.4 温带大陆性雨热同季季风气候
高都镇属于典型的温带大陆性季风气候，四季分明，一般为：春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季秋高气爽，冬季寒冷干燥。年日照时数在2,3932,630小时之间，平均为2,563小时。年平均气温1113 ℃，全镇多年无霜期192.6天，最多为226天，最少为138天，气温最高月份恰好对应谷子的生长季（图8）；年平均降雨量在450860 mm，降水量主要分布在夏季七、八、九月（图9），正好是谷子拔节抽穗灌浆期需水时期，占年降水量的
| 图6 高都镇33个土壤样地有机质含量空间分布图 | 图7 高度镇33个土壤样地全氮含量空间分布图 |
| 序号 | 项目 | 样点值域 | 样点均值 | 典型地块 | 级别 | 土壤评估参考分级指标 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 极缺乏 | 缺乏 | 适中 | 丰富 | 极丰富 | ||||||
| 1 | pH | 7.58.1 | 7.69 | 8 | 偏碱 | <5.5 | 5.56.5 | 6.57.5 | 7.58.5 | >8.5 |
| 2 | 碱解氮（mg/kg） | 32.8107 | 68.73 | 37.6 | 贫乏 | <30.00 | 3060 | 6090 | 90120 | >120 |
| 3 | 有效磷（mg/kg） | 6.325 | 14.18 | 11.2 | 较丰富 | <3.0 | 3.05.0 | 5.010.0 | 10.0-20.0 | >20.0 |
| 4 | 速效钾（mg/kg） | 131586 | 227.15 | 197 | 丰富 | <30 | 3050 | 50100 | 100150 | >150 |
| 5 | 有机质（g/kg） | 14.134.5 | 23.58 | 20.2 | 较丰富 | <6.0 | 6.010.0 | 10.020.0 | 20.030.0 | >30 |
| 6 | 全氮（g/kg） | 1.021.71 | 1.27 | 2.15 | 极丰富 | <0.65 | 0.650.80 | 0.801.00 | 1.001.20 | >1.20 |
| 7 | 全磷（g/kg） | 0.630.92 | 0.76 | 1.09 | 极丰富 | <0.50 | 0.500.75 | 0.751.00 | 1.001.50 | >1.50 |
| 8 | 全钾（g/kg） | 17.120 | 18.93 | 28.4 | 极丰富 | <3.0 | 3.05.0 | 5.010.0 | 10.015.0 | >15.0 |
| 9 | 缓效钾（mg/kg） | 5621,368 | 968.48 | |||||||
| 10 | 有效铜（mg/kg） | 0.451.32 | 0.99 | 2.76 | 极丰富 | <0.1 | 0.10.2 | 0.21.0 | 1.01.8 | >1.8 |
| 11 | 有效锌（mg/kg） | 0.573.08 | 1.04 | 2.44 | 丰富 | <0.3 | 0.30.5 | 0.51.0 | 1.03.0 | >3.0 |
| 12 | 有效铁（mg/kg） | 1.35.9 | 4.13 | 7.32 | 适中 | <2.5 | 2.54.5 | 4.510.0 | 10.020.0 | >20.0 |
| 13 | 有效锰（mg/kg） | 0.37.8 | 3.87 | 6.84 | 适中 | <1.0 | 1.55.0 | 5.015.0 | 1530 | >30 |
| 14 | 阳离子交换量（cmol/kg） | 20.128.9 | 23.76 | |||||||
| 15 | 水溶态硼（mg/kg） | 0.360.85 | 0.54 | |||||||
| 16 | 有效钼（mg/kg） | 0.30.42 | 0.36 | |||||||
| 17 | 有效硫（mg/kg） | 9.846.5 | 28.00 | |||||||
| 图8 20012020年泽州黄小米种植区域月平均气温 | 图9 20012020年泽州黄小米种植区域月平均降雨量 |
|---|
60%。虽然年际之间气温与降水有一定波动（图10、图11），但是高都镇气候条件非常适合泽州黄小米生长。
| 图10 20012020年泽州黄小米种植区域年平均降雨量 | 图11 20012020年泽州黄小米种植区域年平均气温 |
|---|
3.5 植被指数遥感监测
图12为2020年5月10日哨兵卫星植被指数NDVI，显示高都镇秋季作物播种前及幼苗期植被覆盖，有一个植被覆盖度较低的窗口期，但是此时降水较少，少量降水在平坦地块就地入渗，所以水土流失可能性小。图13为第二季秋粮作物在雨热同季作用下，在降水最多季节覆盖也达到最大，地面基本全覆盖，没有新的侵蚀沟。秋季作物全盛期的植被覆盖：2020年8月10日，哨兵卫星植被指数NDVI。结合田块尺度的地形、土壤、植被，案例区农田目前整体安全，不存在水土流失，处于可持续发展水平。
| 图12 哨兵2号卫星NDVI（2020-05-10） | 图13 哨兵2号卫星NDVI（2020-08-10） |
4 泽州黄小米品种特性
4.1 泽州黄小米农学特征
天下小米看山西，山西小米看晋城，晋城小米属泽州。2020年泽州黄小米的品种选用经生产时间认可的高产优质、抗倒伏能力和抗逆能力强的并且适合于本产地条件的优良品种晋谷21号[13]。该品种幼苗绿色，单秆，主茎高146157 cm，茎粗0.66 cm，主茎节数23节。穗圆筒型，穗长2225 cm，单穗重2224.5 g，穗粒重16.722.7 g，出谷率7590%，出米率70%80%，千粒重33.3 g。单株草重46 g，谷草比值1∶2.3。
4.2 泽州黄小米营养特征
泽州黄小米含有碳水化合物、蛋白质及氨基酸、脂肪及脂肪酸、维生素、矿物质等，各种营养元素比例适宜，是良好的食品营养源。从营养角度看：蛋白质、脂肪含量都超过了地方标准DB/1300 B22 13—90[14]。籽粒含粗蛋白15.12%，脂肪5.76%，淀粉73.84%，赖氨酸0.28%，不饱和脂肪酸总含量高达85.54%；每千克小米含钙153.8 mg、铁53 mg，锌30.9 mg。小米胶稠度150 mm，碱消指数2.1。米色金黄发亮、颗粒圆满、晶莹明亮，粳性，细柔光滑，营养丰富、味道香甜可口。与大米相比，小米中矿物微量元素的含量特点是：K、Fe、P含量较高，其中硒以有机硒的形式存在，Se、K含量分别为0.06 、207 mg/100g，Mg、Zn含量分别为993、23 mg/kg。且小米多酚类物质含量约为0.3%3%，有很强的抗氧化活性（表3）。高都镇谷物的理化分析由农业农村部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）完成。
| 品质参数 | 单位 | 检验值 | 检验方法 | DB/1300 B22 13—90 [14] |
|---|---|---|---|---|
| 粗蛋白（干基） | g/100g | 12.1 | GB 5009.5—2016 | >11.8 |
| 粗脂肪（干基） | g/100g | 4.5 | GB 5009.6—2016 | >4.2 |
| 粗淀粉（干基） | % | 79.27 | NY/T 11—1985 | |
| 直链淀粉（占淀粉重） | % | 26.6 | NY/T 55—1987 | 17.1-20 |
| 碱消值 | 级 | 4.1 | >2.5 | |
| 胶稠度 | mm | 121 | >115 | |
| 维生素B1 | mg/100g | 0.282 | GB 5009.5—2016 | |
| 维生素B2 | mg/100g | 0.0239 | GB 5009.6—2016 | |
| 硒（以Se计） | mg/100g | 0.060 | GB 5009.93—2017 | |
| 磷（P） | mg/100g | 117 | GB 5009.6—2016 | |
| 钾（K） | mg/100g | 207 | GB 5009.93—2017 | |
| 钠（Na） | mg/100g | 2.54 | GB 5009.93—2017 | |
| 铜（Cu） | mg/kg | 5.3 | GB 5009.93—2017 | |
| 铁（Fe） | mg/kg | 26.7 | GB 5009.90—2016 | |
| 锌（Zn） | mg/kg | 23 | GB 5009.93—2017 | |
| 镁（Mg） | mg/kg | 993 | GB 5009.93—2017 | |
| 钙（Ca） | mg/kg | 71.1 | GB 5009.92—2016 |
5 高都镇社会经济与经营管理
5.1 高都镇2020年社会经济状况
本案例高都镇东部14个村2020年有2,472户7,522口人，1,335.86 hm2耕地。其中谷子播种面积410.27 hm2，总产量210.65万kg（表4）。高都镇黄小米播种面积和产量分别占泽州县的61.56%和82.25%，是泽州县黄小米的核心区。
5.2 泽州黄小米种植规范
5.2.1 种植与田间管理
| 序号 | 村庄/自然村 | 户数 | 人口数量 | 耕地（hm2） | 谷子面积（hm2） | 谷子单产kg/hm2 | 谷子总产（104 kg） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 横岭村 | 190 | 541 | 87.73 | 40.00 | 3,750.00 | 15.00 |
| 2 | 湖里村 | 111 | 332 | 82.80 | 43.33 | 6,000.00 | 26.00 |
| 3 | 岭上村 | 433 | 1,253 | 200.33 | 84.00 | 6,000.00 | 50.40 |
| 4 | 黄三河自然村 | 58 | 135 | 37.67 | 17.33 | 6,000.00 | 10.40 |
| 5 | 大泉河村 | 150 | 524 | 70.67 | 20.00 | 4,500.00 | 9.00 |
| 69 | 东玉寨、玉寨、任圪套、大路 | 356 | 1,126 | 226.67 | 40.00 | 5,250.00 | 21.00 |
| 10 | 大兴村 | 364 | 1,182 | 207.67 | 57.67 | 5,250.00 | 30.28 |
| 11 | 小丰头自然村 | 80 | 251 | 41.00 | 11.00 | 4,500.00 | 4.95 |
| 12 | 北上矿村 | 248 | 728 | 128.00 | 26.67 | 4,500.00 | 12.00 |
| 13 | 大丰头村 | 233 | 690 | 125.99 | 23.60 | 4,500.00 | 10.62 |
| 14 | 岭后底村 | 249 | 760 | 127.33 | 46.67 | 4,500.00 | 21.00 |
| 合计/平均 | 2,472 | 7,522 | 1,335.86 | 410.27 | 5,137.50 | 210.65 | |
地块，应进行合理轮作倒茬，以调节土壤养分，及时恢复地力，减少病虫草害，避免选择重茬和迎茬地块。由合作社统一提供种子和技术服务，在播种前23天，选择晴天中午将谷种均匀摊在地上晒种，播种前1天先用清水去秕籽，再用10%的盐水溶液浸泡，将下沉饱满籽实捞出，用清水洗净，晾干待播。谷子的播种方法有撒播、穴播、条播多种，谷子的播种量一般每亩地用种500 g左右，播种深度以35 cm左右为宜，播后镇压使种子紧贴土壤，以利于种子吸水发芽（图14-1、14-2、14-3）。
5.2.2 收获与存储
收获时间一般在9月下旬至10月中旬，蜡熟末期或完熟期进行收获。此时谷子下部叶片变黄，上部叶片稍带绿色或呈黄绿色，籽粒变硬，成熟（断青）时及时收获。收获时要做到单收、单运、单脱粒、单储存，收获后及时清洁晾晒，严禁直接晾晒在水泥路面，避免由于水分过高导致霉变现象，干燥后严禁与有毒、有害、有腐蚀性、有异味物质、易挥发物质混存混放，以免影响小米的品质（图14-4）。
5.2.3 产品加工
黄小米的加工严格按照国家有关标准进行生产操作，企业取得生产许可证，加工人员取得健康证。泽州黄小米利用传统工艺加工，采用传统石碾工艺加工，小米的营养成分集中在表皮，通过石碾脱皮的小米，在石碾低速运转过程中，不产生高温，避免了机械设备碾磨的高温对原粮品质的破坏，完整保留了小米本身的矿物质、维生素等营养成分，为顾客提供最优质的小米。
加工过程要精益求精，把好“三关”：原料入厂关、过程控制关、产品出厂关。生产过程中经过清杂、砻谷、脱壳、碾米、分级、色选、计量、包装、检验等工序完成。按要求
| (1) 合作社选择红黏土农田农户 | (2) 统一提供种子和技术服务 | (3) 谷子成熟 |
|---|---|---|
| (4) 人工收割 | (5) 传统脱粒 | (6) 自然晒干 |
| (7) 工厂精加工 | (8) 小米成品 | (9) 包装车间 |
| (10) 成品待售 | (11) 成品仓库 | (12) 产品品质 |
建立地理标志农产品泽州黄小米生产档案，详细记录产地环境、生产技术、病虫害防治和采收、生产过程等各环节所采取的具体措施。记录应字迹清晰，填写及时，内容应完整、准确。记录应至少保存5年。
5.3 泽州黄小米传统文化
泽州黄小米历史悠久，《泽州百科》记载，泽州黄主产地在泽州县大兴乡（现在的大兴村），由于特定土壤、气候、品种及管理措施，该乡所产谷子品质优良。去糠成米后，色泽金黄、颗粒圆润、晶莹明亮、营养丰富、味道香甜可口，因此誉满泽州。据传，明代兵部侍郎张昺回乡（高都镇大兴村）探亲时，把“大兴米”带回朝中，献给皇帝，受到皇帝的赞扬，“泽州黄”从此闻名。泽州黄小米生育期短，适应性广、耐干旱、耐储存、价格低廉，深受当地老百姓的厚爱。
6 讨论与结论
泽州黄小米的生长区域海拔范围7411,076 m，昼夜温差大，种植谷子有利于大多数氨基酸和蛋白质的积累，且小米中的VB2、钾、铜、锌含量也高，该气候下生产的谷子有较低的糊化温度和较高的胶稠度，所以该气候条件种植的小米营养品质优良，适口性好[15]。谷子生长区域土壤为红黏土，红黏土上种植谷子的小米中蛋氨酸、甘氨酸、胱氨酸、异亮氨酸较高，脂肪积累显著，有利于小米镁、铁、铜等的积累[15]。所以高都镇独特的地理环境造就了泽州黄小米优质的品质。
泽州黄小米的生产从产地要求、品种范围、生产控制、收获极产后处理、生产记录要求进行了标准化；产品品质质量安全从外在感官特征、内在品质指标、强制性技术规范等方面进行了规范化指引；谷子种植基地有统一的操作规程和技术要求。所有这些为泽州黄小米地理标志品牌的打造提供了保障、奠定了基础。
泽州县高都镇东部14村，地处黄土高原地区的东南缘，与中国3个优质黄小米都处于北纬36度左右。通过地学数据以及地面样地数据分析，案例区农田以水平梯田为主，地面坡度主要在10度以内，地表有机质及营养元素丰富，雨季植被覆盖很好，地表没有明显的水土流失现象。其独特的气候条件以及在第三纪红黏土母质上发育的红色土壤，是形成特色泽州黄小米的主要因素，丰厚文化底蕴造就了泽州黄小米品牌，优质绿色农产品泽州黄小米可持续发展有待可期。
作者贡献：张艾英与郝转芳负责数据分析与论文写作。张建军与关军胜采集案例区基本数据、地块样地土壤理化数据。焦凌与焦红林收集农业合作社信息和土壤与谷物信息。郝奇奇负责案例区界线数据。王飞采集案例区气象数据。杨利斌负责团队组织、策划与协调、产品营销。王正兴负责地形、土壤、植被空间数据处理。
致谢：本项研究得到中国科学院地理科学与资源研究所刘闯研究员指导和帮助。笔者谨此深表谢忱。
利益冲突声明：本研究不存在研究者以及与公开研究成果有关的利益冲突。