摘 要:日本北海道马铃薯产业各环节分工明确、各司其职,生产机械化程度高,在马铃薯种质改良、适应性鉴定、种薯脱毒、商品薯生产、原料销售、安全贮藏、加工利用、环境保护、机械制造、农协组织作用等方面管理先进、经验丰富.中国是世界马铃薯生产大国,甘肃是中国马铃薯生产大省,借鉴日本马铃薯先进生产技术具有重要意义.从设立种质资源保存机构、规范脱毒种薯繁育体系、扶持新型经营主体、贯彻植保新理念、建立多年轮作体系、加强加工环保设施建设、加快农业装备制造业研发等方面提出了可借鉴思路.
关键词:北海道; 马铃薯; 产业; 认识; 借鉴;
基金: 国家重点研发计划(2018YFD0200805); 中俄马铃薯种质资源创新利用及产业发展关键技术研究与示范(19ZD2WA002); 甘肃省马铃薯产业技术体系种薯生产和质量控制岗位(GARS-03-P3); 甘肃省农业科学院科技成果转化项目(2019GAAS-CGZH14);
全世界有155个国家种植马铃薯,播种面积2000万hm2,总产量3.4亿t[1],从总产排序看[2],2017年底世界排名前15位的国家由高到底依次为中国、印度、俄罗斯、乌克兰、美国、德国、孟加拉国、波兰、荷兰、法国、白俄罗斯、英国、伊朗、土耳其、秘鲁,前7位总产均在1000万t以上,中国为9920.56万t.全球马铃薯平均产量为18t/hm2,美国的平均产量为45t/hm2,单产居前10位的国家都在30t/hm2以上.日本2017-2018年种植面积7.6万hm2,总产量231.5万t,北海道是日本主要的鲜薯产地,约占国内产量的80%[3],生产、贮藏、加工等技术先进.目前中国马铃薯种植面积是日本的75倍多,甘肃马铃薯种植面积是日本的9.5倍,但单位面积产量低,单产在世界排序属中位偏后.
1 北海道马铃薯生产考察过程
为学习日本马铃薯组培快繁、种薯繁育、全程机械化生产、贮藏、加工等技术和先进的组织管理经验,作者一行赴北海道考察了东洋农机公司、Calbee马铃薯公司、国立带广畜产大学马铃薯种质改良实验室、十胜农场种苗管理中心、十胜农业试验场、和田农园、农产化学研究所马铃薯研究室、士幌农协纪念馆,详细了解了北海道马铃薯发展历史和现状,聆听了马铃薯种质资源创新利用、育种方法、组培快繁、良种繁育生产、贮藏等方面的讲座报告,学习了他们在病虫害综合防控、配方施肥、合理轮作倒茬、全程机械化操作等方面的管理经验,并就目前存在的技术问题进行了深入细致的互动研讨.
通过考察访问,充分认识到甘肃省马铃薯产业发展与日本北海道的差距,特别是在马铃薯规模化、标准化、机械化种植模式以及管理水平上,日本北海道更具先进性.在管理体制机制上他们更加注重质量、品质与品牌的建设,严格按照研发、推广、生产、销售等各部门的性质与职能采用阶梯式分级管理,分工明确、各司其职,从源头上解决了种苗、种薯的质量控制;农协在联合农场主、种薯配给、配方施肥、农药使用、轮作倒茬、包装运输、组织销售、落实政府补贴政策中也发挥着主体作用.
2 对北海道马铃薯产业的认识
2.1 马铃薯机械制造紧密结合生产应用
东洋农机公司主要生产马铃薯播种机、打药机、收获机,与大学和研究机构进行合作,是旱作农业机械制造商,在各领域均取得了成绩.一是为了实现"客户紧密,地区紧密"的服务体系,东洋农机公司在北海道各地都建立了网络据点,构筑与客户的信赖关系,将客户的声音反映到产品中,将地区的特性融入到规格中,为满足用户各种各样的要求而展开机械生产;二是东洋农机公司体制完善,数千件维修零件齐全,熟练的售后服务人员分布在各个据点,服务对接到位,行动迅速高效,每个时节维护、更换配件的服务车会迅速给顾客进行售后服务,另外冬季进行机器使用后的维护,保证从生产应用季节一开始机器就会充分发挥作用;三是各地在使用中加强机械运行数据的反馈和信息交换,使提供机械的厂商及时得到反馈的信息,有利于机械的研发与改进,东洋农机公司在各地也召开技术培训会、意见交流会,通过各种信息交换,努力提高机械的操作灵活性.
2.2 马铃薯种质改良成效显着
据介绍,1600年荷兰商人将马铃薯带到日本南部地区,逐渐向北扩散,直到1706年传到北海道,1836年在崔隆野博士的《两种耐寒作物》着作中记载了马铃薯,1873年才开展马铃薯的系统研究工作,起初进行材料引种、筛选品种,1916年开始杂交育种工作,1939年开始利用野生种资源,进行物种间杂交育种,选育出了2个生产表现较好的品种.日本马铃薯育种单位共有5家,其中,北海道农业研究中心在育种中起主要作用,Calbee公司主要选育用于薯片加工品种,北海道试验场主要选育原料薯品种,长崎研发中心主要进行日本南部两季作物品种选育.日本约3/4以上的马铃薯生产在北海道,消费结构中50%为淀粉加工用,其次为薯片加工、鲜食和预留种薯,近年来的趋势是薯片、薯条等加工消费在增加,鲜食和淀粉加工消费在下降.20世纪80年代前,日本马铃薯产量的提高得益于脱毒种薯的应用和病害防控农药的应用,之后产量水平基本没有提高.1970年马铃薯包囊线虫病传入日本,马铃薯抗包囊线虫病和抗病毒病育种引起重视,1971年后很多适宜薯片加工的品种进行了注册登记(如丰白等),这些自主开发选育的加工品种与引进的美国品种男爵薯、大西洋类似.
国立带广畜产大学马铃薯种质改良实验室,是专门从事马铃薯种质资源创制和新品种选育的研究机构.2013年4月设立马铃薯种质改良实验室,在新种质创制及育种的同时,开展马铃薯种质资源培训讲座,让人们知道马铃薯种质资源的重要性.目前拥有从安第斯引来的野生资源材料200多个,冬季种植在温室中进行杂交改良,有3/4的野生资源可进行杂交利用,杂交种子夏季收获,经过6年多的反复选种、观察、鉴定,通常收获30株进行产量比较,选育出95个新材料交付北海道农业研究中心继续选择.在日本北海道马铃薯包囊线虫病是最大的病害,抗该病材料创制是重点工作,利用分子标记,选择多重性杂交,1986-1997年育成了抗性品种,如R292-50,具有100%的抗性.2018年开始,对抗包囊线虫病、X病毒病、Y病毒病等进行多重性杂交创制资源材料,从4528个个体中选出1019个带抗性基因的材料,在北海道农业研究中心继续进行选择.
2.3 马铃薯品种推广前开展适应性鉴定
马铃薯在推广应用前,由试验场承担新品种的适应性鉴定,根据各品种的表现确定推广价值.北海道具有独立行政法人的研究机构共有22个,包括农业、森林、水产、产业技术、环境地质等,其中农业方面试验场有8个,十胜农业试验场就是其中之一.十胜农业试验场占地53.6hm2,设置5个研究组,研究经费来自政府投入和民间支持两部分,前者占1/4,后者占3/4.马铃薯的生态适应性评价主要由地域技术组承担,将育种单位育成的新品种集中进行比较,确定在十胜地区的推广价值.马铃薯品种的生态适应性评价研究完成后,由试验场的技术推广部门负责面向农户进行宣传应用,研究部门、市町部门、农业团体、教育部门等多部门密切合作,通过农场展示园、谈话交流、巡回指导、技术示范、讲习培训会等形式,直接面向农民生产者进行推广.
2.4 马铃薯原原种有专门机构生产
十胜农场种苗管理中心主要从事马铃薯脱毒及种苗管理与原原种生产,由于原原种生产技术要求高、投资成本大,同时要遵守国家植物检疫法规进行检疫检查;之后的原种田、采种田(生产用种),都是在国家政府的管理下进行,由国家财政预算给予支持.
原原种生产主要流程:新品种引进(由育种者提供,国家登记注册的品种)→种苗脱毒→小粒块茎生产(单粒10~15g)→原原种生产.
原原种生产体系:生产出原原种至少需要5~6年时间.第1~2年新品种的引入、生长点的人工剥离培养、试管内的人工扩繁增殖,第3年小粒块茎生产,第4~5年原原种生产,第5~6年原原种增殖扩繁.
生产的原原种下放到道县部门生产原种,原种下放到农业协会团体生产采种田,采种田生产的种薯销售给农户,农户生产出商品薯后进入市场.原原种生产年限长,繁育增殖过程很严格,小粒块茎薯要在网棚隔离进行,生产田要进行严格的防范措施,如隔离林带、栅栏维护等,有车进入田地要严格喷雾消毒,人进入田地也要消毒、套鞋套等.田间检查结合实验室的诊断检测,一旦发现病株要彻底拔出,确保田间无病.原原种的扩繁农田必须实行4~5年的轮作,十胜地区原原种增殖繁育一定要与牧草轮作,比如燕麦草等.
2.5 农协组织开展马铃薯种薯生产
农协是农民自己的组织,农协联合起来成立了农协联合会,农协工作人员的费用由农民共同负担,农协在马铃薯种薯生产和商品薯生产中扮演着主要角色,发挥着重要作用.从原种生产开始,到采种田繁育生产用种,由农民协会统筹管理.每年生产原种需求的种薯数量,由各农协按照农户的需求做出计划,上报汇总,农林水产部统计安排,专门机构提供足够的原原种.
十胜地区约33.8万人口,有20多个农协,拥有土地25.39万hm2.2017年8个农协种植原种繁育田238.6hm2、20个农协种植采种田1925.65hm2,面积占日本全国的40%,农户的种薯必须从农协购买,不得私自留种薯.繁种区位居寒冷凉爽地区,避免了蚜虫为害,种植的是适宜加工的品种,8月中旬茎叶干枯、达到成熟.田间病害由农协的植物防疫所进行病毒病的检查鉴定,包括种薯真实性、耕地环境质量、田间巡检、产品质量等,田间巡检一般在6月下旬至7月中旬进行3次.巡检人员由防疫官(政府公务员)和防疫辅助人员(农协成员、职员、农民代表)构成,互相监督,有连带责任,辅助人员起关键作用.如果田间病毒病株率大于0.3%就不合格,病田面积大于0.1%整个地区种薯就不合格.如果检测不合格,产品只能作商品薯,价格相对偏低,会影响收益.
2.6 农协服务马铃薯商品薯生产
和田农园由父子俩经营,忙时雇佣6~7人,管理着120hm2耕地,主要种植马铃薯、冬小麦、山药、南瓜、牛蒡子、牧草等,实行轮作倒茬,年种植马铃薯50hm2左右,有的年份与别的农户交换土地进行轮作.倒茬作物的秸秆下部耕翻还田,上部如麦草、牧草可以与养殖户交换有机肥,也从中国、蒙古国购买过有机肥;化肥主要是配方施肥,由农协提供免费的土壤养分测定,主要是购买农协的配方肥;从农协购买的采种田种薯一般不带病,但种植后仍然要喷施农药7~8次;化肥、农药严格按照推荐的标准执行,生产的马铃薯产品不存在农药残留.为防止土壤的老龄化,需要增施有机肥,提高土壤肥力,也需要补充施入钙肥.和田农园有配套的深耕机、施肥机、播种机、植保机、收获机,多数购于东洋农机公司,同时拥有大型贮藏库,马铃薯收获后进行机械化智能分选,自动装入贮藏箱,通过升降机码放在智能库中.销售方面可直接包装运输到超市,不通过农协帮助可以销售完结,每hm2产值一般在250万日元左右,各类成本约占70%.
2.7 马铃薯商品薯加工利用好
Calbee马铃薯公司是日本加工马铃薯薯片的企业,1970年开始生产薯片,公司有商标"Calbee",拥有生产基地、原料储藏库,与日本各地很多公司有业务往来,与中国青岛、烟台、台北的食品及商贸公司有合作业务.2018年公司在日本生产马铃薯27.2万t,其中北海道21.6万t,公司贮藏约19.6万t.1980年成立了Calbee带广分公司,为确保加工原料来源,与农民合作生产,业绩持续增加,目前产值达2500亿日元.
原料贮藏形式采用有孔箱式集装,自动化分选、装箱,在智能库中相叠码放,每个箱约装1.3t,标明生产年份、地点、农户、品种名称等标识信息,便于追踪和原因分析.为了节约成本,部分也分选后散放贮藏,需要时装箱便于拉运.加工使用的品种主要是北海道育成的中早熟品种丰白、北极,除此还有引进的其他国家的品种.在加工过程中,严格执行环保规定,注重资源循环再利用,将原料产品边角料再利用生产调味料、废渣生产堆肥,工厂排水也循环利用,在锅炉的燃料中导入木质生物量和LNG(液化天然气),努力削减CO2排放量.
2.8 实现了马铃薯栽培全程机械化
北海道的十胜农作区属于平原地带,无论是原原种、原种、采种,还是到农户的商品原料生产,从施肥播种、田间管理、打秧收获,整个生产流程均实现了机械化.春季利用机械进行土地深耕、有机肥的耕翻、整地旋耕;种薯播前日光暴晒催芽,一般单粒60g以下整薯应用,60g以上纵切一刀,用全自动卫星定位系统的智能机同肥料一起进行播种,播种行笔直均称,每次播种4行,行距70cm,根据不同品种株距调整在28~30cm;北海道通常无地膜种植,之前一般平作后再培土起垄,近年来采用一次性起垄种植,与前者相比地下立体结薯、薯块大小整齐一致;出苗前进行机械喷洒除草剂,出苗后机械化追肥与喷洒农药,植保机洒液臂展幅达31m,一次可喷施覆盖40多行;8月中旬品种成熟,有的品种也采用机械化喷洒杀秧剂;收获时一般由2台机械并排行进,机械拉运、机械分选、品质检测、升降机箱储等.栽培耕作体系上,原原种生产田要求只能与牧草进行4年的轮作,原种田、采种田、商品薯生产田,用"马铃薯-冬小麦-豆类-甜菜(或牧草)"进行轮作,培肥地力、防止病虫害的传播.
3 对甘肃马铃薯产业发展的启示
3.1 设置保存种质资源创新机构,规范脱毒种薯繁育体系
马铃薯种质资源是马铃薯的基因库,是重要的遗传资源,也是产业起步的核心,全省要设立马铃薯种质资源保存与创新机构,为各育种单位提供优异种质资源.在甘肃省目前马铃薯脱毒种薯三级繁育体系的基础上,针对马铃薯脱毒种薯繁育技术研究的科研单位和种薯生产企业进行分工,选择2~3家具有科研实力的马铃薯脱毒种薯繁育技术研究单位负责茎尖剥离、病毒检测、生产提供核心脱毒组培苗,并对全省马铃薯脱毒种薯生产单位进行繁育技术培训、指导和种薯质量监测;选择省内8~10家技术力量较强的马铃薯脱毒种薯繁育企业扩繁马铃薯脱毒组培苗,并生产原原种;在本省的河西、中部、南部及东部马铃薯种薯适宜繁育地区选择生产企业或专业合作社生产原种和一级良种.充分发挥科研单位的技术、人才优势,打破生产单位求全求多的局面,实现产学研一体化,把三级种薯繁育体系有机结合起来,确保种薯质量安全,降低风险,促进马铃薯种业健康有序发展.
3.2 扶持新型经营主体,引领马铃薯种植方向
由于农村劳动力的转移,马铃薯规模化、规范化种植实现能力越来越弱,马铃薯种植企业、合作社、种植大户等新型经营主体大量出现,从种植品种、生产规模、耕作成本、销售效益,均与分散农户种植形成明显竞争.建议合理布局全省马铃薯生产基地,采取"龙头企业 农民专业合作社 科研技术部门"合作的运行模式,组建马铃薯产业联合体,统一实施机械化播种、除草、病虫害综合防治、收获、贮藏与销售,实现马铃薯种植规模化、布局区域化、生产标准化、品种专用化、加工集约化、营销品牌化,达到农民、专业合作社、企业等多方共赢,代管农户田块,带动农民增收.
3.3 贯彻植保新理念,病虫害绿色防控
农作物绿色防控是按照"绿色植保"理念,采用农业防治、物理防治、生物防治、生态调控以及科学、合理、安全使用农药的技术,达到有效控制农作物病虫害,确保农作物生产安全、农产品质量安全和农业生态环境安全.针对马铃薯常见的病虫草害,农业防治以抗病品种、脱毒良种、合理轮作、深松土壤、施足有机肥等为主;物理防治虫害以杀虫灯诱杀、黄板诱杀、鲜马粪引诱人工捕杀、利用成虫假死性捕杀为主,草害以人工拔除为主;化学防治以低毒农药为主.要建立多年轮作体系,尤其是流转土地的企业更要注重轮作倒茬,培育有机肥源,提升耕地质量,在使用大量元素肥料氮、磷、钾配方的同时,注重施入钙、镁、硫、铁、锌、硒等一些中微量元素,经过土壤中的化学物理作用和微生物的发酵、分解,使养分逐渐释放,使肥效长而稳定,有利于作物均衡吸收利用,同时有利于促进土壤团粒结构的形成,使土质疏松,提高保水、保温、透气、保肥的能力,营造马铃薯生长的良好环境.
3.4 加强企业加工环保设施建设,扶持马铃薯加工企业
由省相关部门出台政策,以补贴形式投资扶持加工企业的废弃物处理设备;按照地域合理布局加工企业,使马铃薯产量与企业产能结合,加大对马铃薯产业链中全粉、淀粉、主食产品等加工企业"托底环节"的扶持;解决种植者生产原料的去向问题,消除原料销售的后顾之忧,拉动马铃薯产业发展,让种植者生产的产品有出路、能销售、赚到钱、增收益.
3.5 依据地域特点,加快农业机械装备研发
我国马铃薯产区地貌多样、地类各异,尤其是甘肃山地多、塬地少,多数地块面积小,形状不规整,大型马铃薯耕作机械适应不了生产需要,缺乏小型的农业机械.需要因地制宜,一是整合耕地资源建设高标准农田,利用机械耕作;二是山区的平地加大机械化应用力度.根据各自特点,加快农业机械研发,制造出合乎地域特点农业机具,特别是生产出适宜山地从种植到收获的各类小型机械,以提高马铃薯生产机械化水平.
参考文献
[1] 张振中.中国和世界马铃薯生产发展概况.(2017-06-10)[2020-05-18].http://blog.sina.com.cn/s/blog_631123b90102x1r0.html
[2] 中国薯业暨休闲食品.世界马铃薯产量前25国最新排名.(2019-09-27)[2020-05-18].http://59.175.200.19:8000/rwt/CNKI/https/P75YPLUUN7VHKLUDN7XB/a/343761571_706224
[3] 佚名.日本马铃薯产业报告(鲜薯篇).(2018-07-12)[2020-05-18].http://59.175.200.19:8000/rwt/CNKI/https/P75YPLUUN7VHKLUDN7XB/a/240931303_275263