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赴毛里求斯甘蔗科技考察报告

2011-03-24王维赞何红唐其展陈引芝朱秋珍

中国糖料 2011年3期
关键词:糖厂毛里求斯宿根

王维赞,何红,唐其展,陈引芝,朱秋珍

(1广西甘蔗研究所,南宁530007;2广西农业科学院,南宁530007;3中国农科院甘蔗研究中心,南宁530007)

考察报告

赴毛里求斯甘蔗科技考察报告

王维赞1,3,何红2,3,唐其展2,陈引芝1,3,朱秋珍1,3

(1广西甘蔗研究所,南宁530007;2广西农业科学院,南宁530007;3中国农科院甘蔗研究中心,南宁530007)

通过对毛里求斯糖业研究所、糖厂及其甘蔗生产基地的考察学习及与蔗糖业专家进行广泛、深入交流,基本了解和掌握毛里求斯甘蔗科研最新动态及生产现状,并结合广西的实际情况提出相关建议,以供参考。

甘蔗科技;毛里求斯;考察

应毛里求斯糖业研究所(MSIRI)的邀请,以广西农科院何红副院长为团长的广西农科院甘蔗科技考察团一行5人于2010年10月22日至10月28日对毛里求斯甘蔗科研和生产情况进行考察。本次考察由国家科技支撑计划课题“高产、高糖、抗逆性强甘蔗新品种引进筛选”课题组组织,考察团成员均为课题组成员,目的是执行2010年课题的年度国际交流与合作任务。

在毛里求斯期间,考察团重点考察毛里求斯糖业研究所各研究部门及设在蔗区的试验站,并先后考察了MILLING有限公司和BELLE VUE MAURICIA S.E(制糖企业)的甘蔗生产基地,以及OMNICANE糖厂的制糖工艺。通过实地参观、听取报告、与对方广泛交流座谈等形式,对毛里求斯甘蔗育种、生物技术、甘蔗种植技术、病虫害防治、机械化生产、制糖生产工艺有了较全面的了解,并签署了与毛里求斯糖业研究所甘蔗科研合作备忘录,圆满完成了考察任务。现将考察情况报告如下。

1 毛里求斯农业资源及其糖业概况

1.1 毛里求斯农业资源概况

毛里求斯位于印度洋西南部,东经57°35'。据估计,完全不能耕种的土地合计约2.7万hm2,仅占土地总面积的14.6%,现有耕地10.7万hm2,垦殖指数为57.8%,名列非洲前茅,土壤主要是发育于火山熔岩的火山土,富含钙、磷、钾、氮等元素,自然肥力较高,土质良好。毛里求斯属亚热带海洋性气候,雨量充沛,光照充足。全年分夏、冬两季,11月至次年4月为夏季,沿海气温27℃,中部高原22℃,海水温度约27℃;5月至10月为冬季、凉季,沿海平均气温24℃,中部高原19℃,海水温度约22℃。年降水量1500~4000mm,中部雨量多达3000~4000mm,而沿海较少仅有1300~1700mm。由于地处南印度洋热带气旋风暴路径之内,每年12月至次年3月易受暴雨和飓风的袭击,这时正值甘蔗成熟时期,遇到狂风暴雨,有时造成甘蔗减产。

1.2 毛里求斯糖业近况

制糖业是毛里求斯传统支柱产业之一,毛里求斯可耕地面积10.7万hm2,其中约7万hm2种植甘蔗,占耕地面积65%左右,占国土面积的40%,路上总能看到大片大片翠绿的甘蔗田,空气中总是弥漫着一股蔗糖的甜味,说毛里求斯是一个甜蜜的国度,一点不为过。早在1639年殖民者就从爪哇引进甘蔗,18世纪以来,甘蔗就一直是毛里求斯的主要农作物,甘蔗对GDP的贡献率为3.7%,食糖出口换汇占全岛出口总额的20%(2006年)。根据与欧盟的协议,毛里求斯产蔗糖几乎全部以国际市场3倍的协议价格出口欧盟。据统计,毛里求斯人均食糖消费量是32kg/a,远远高于世界平均水平(13kg/a)。

2006年欧盟开始糖业改革,分四阶段下调协议糖价,2009年度降价幅度达36%,受此影响毛里求斯糖业出口收入大幅度下降。同时随着城市化发展,毛里求斯的制糖业近几年萎缩严重。与2006年相比,2009年该行业占GDP比重由3.7%下降为2.2%,甘蔗种植者数量减少13.4%,种植面积减少约10%,出口糖价缩水高达36%。2006年全岛甘蔗种植面积70800hm2,产糖量为50.49万t,到2009年甘蔗种植面积为65850hm2,产糖量为47.06万t(表1)。为此,毛里求斯政府一方面积极争取从欧盟获取更多的财政补贴,另一方面致力于国内糖业改革,努力实现向更加集中化、机械化和多元化的甘蔗产业过渡。

1839年毛里求斯有糖厂259家,通过不断重组、合并,到2001年只有11家,2009年又合并成现有糖厂6家,预计到明年将合并为4家,通过提高压榨能力,采用新技术以及合理利用人力资源,达到降低成本、提高竞争力的目的。现有糖厂日榨能力在6000~9000t,总日榨能力在45000t左右,制糖企业从业人员8900人(包括糖厂甘蔗生产基地种植者)。每年榨季为6月至12月,出糖率10.5%~11.0%。

表1 毛里求斯2005—2009甘蔗种植面积与产糖量

2 毛里求斯糖业研究所(MSIRI)简介

闻名世界的毛里求斯糖业研究所位于毛里求斯西北部的第二大城市QUATRE BORNES,该所成立于1893年,现有职工250人,其中科学家及技术人员150人。MSIRI的任务是开展甘蔗及其他作物研究,以满足该国农业、商业和社会发展的需要,该研究所研究成果丰硕,在毛里求斯的糖业发展中起到了重要的推动作用。MSIRI是一个法定机构,实行董事会管理体制,董事会由9名成员组成,其中7人为糖厂和种植者代表,2人为政府代表(一名来自政府金融部门,另一名为农业部),董事会主要功能是研究批准本所的发展战略和项目计划,监督其工作目标完成情况,所长负责执行董事会决议。MSIRI的研究经费由甘蔗种植者及糖厂提供,每年用于开展糖业相关研究的经费约1200卢比/t糖,其中MSIRI获得约400卢比/t糖,所以MSIRI开发的技术主要为糖厂和种植者服务。MSIRI设有各类研究实验室、温室,4个区域实验站,1个专门的图书馆,局域网和地理信息系统;毛里求斯植物标本馆隶属于MSIRI并设在所内。研究领域:作物改良,植物保护,生物技术,作物管理,作物机械化,环境和自然资源管理,作物多样化和收获后技术,信息技术,经济和技术转移,糖及糖工程技术。

表2 毛里求斯2002—2009年推广品种占总面积比例

3 毛里求斯甘蔗科研现状及进展

3.1 甘蔗育种

3.1.1 自育品种在生产上的应用情况自1953年开展品种选育以来,共育成甘蔗品种64个。目前生产推广应用品种有24个,以自育品种为主;2009年自育品种占种植面积的58%,外引品种占42%,外引品种主要来自法国留尼旺。目前种植面积较大的自育品种有:M1400/86、M1176/ 77、M695/69,分别占种植面积14%、12%、7%(表2)。

3.1.2 近几年新育成的品种M1672/90(M134/75× R570):2007年育成,高产、高含糖量、晚熟品种,适宜干旱蔗区种植。M2593/92(Q555/60×Polycross):2006年育成,高产品种、含糖量高于平均水平,适宜早中晚收获、干旱蔗区种植。M2238/89(Q555/60×M2343/77):2006年育成,高产、中含糖量、高纤维品种,适宜中后收获,较湿润蔗区种植。M1861/89(Q96×M2343/77):2005年育成,高产、高含糖量品种,适宜较湿润蔗区种植。M703/89(NCo376×NA6390):2004年育成,早熟品种,适宜早中期收获,在较湿润蔗区种植。这些品种已逐渐在生产上得到应用,其中M2593/92、M703/89应用面积较大,2009年分别占新种植面积的18.4%、10.2%(表2)。

3.1.3 育种目标及选育程序:育种目标除了考虑产量、含糖量、宿根性、抗病性外,还注重根据毛里求斯不同的气候带、土壤类型培育不同生态适应性以及不同熟期的品种。近年来,为了适应甘蔗机械化的发展,以及糖厂利用蔗渣发电的需要,在品种的整齐度、抗倒及脱叶性,高纤维含量上均给予考虑。

毛里求斯甘蔗育种年限为13年左右。开花杂交在所内进行,方法与我国一样。每年规模为2000个组合,培育7万株实生苗。育种程序如下:第一期实生苗种植(第1年);第二期无性系(第2年);第三期无性系1年新植1年宿根观察(第3—4年);第四期从上期筛选约450个品系,进行1年新植2年宿根观察(第5—7年);第五期从上期筛选40个品系,到不同生态区试验站进行正规试验品比、抗病性、适应性试验,该期进行1年新植3年宿根观察,其中第1年宿根仅留下15~20个品系继续观察(第8-11年);第六期扩大示范,该期引入农民参与选种,依试验结果及农民对品种的评价,确定提交品种鉴定委员会的品种(第12—13年)。

表3 毛里求斯2005—2009年甘蔗平均单产及产糖量

3.1.4 种质资源的收集与评价MSIRI十分重视种质资源的收集、评价及利用,每2年要从世界各地引进甘蔗品种(种质)70~80个,通过评价及创新利用,为杂交育种提供优良亲本。

3.2 甘蔗栽培技术

毛里求斯甘蔗平均单产77.1t/hm2,高于世界平均水平。其中大的种植农场平均为84.1t/hm2,小的种植户平均为66.5t/hm2(表3)。其栽培技术特点为:

(1)碎石改土肥田:毛里求斯岛是一个火山岛,许多地区石块多,为了利用土地,除了把大的石块移出田外,小的石块均用大功率机械进行碎石处理。对酸性的土壤施用硅酸钙、珊瑚砂、石灰等降低土壤酸度,并进行深耕,新开垦的土地还要种2年的豆科植物,增加蔗田肥力。

(2)新植甘蔗深植并延长植期:一般种蔗沟深为40cm,采用大型拖拉机深犁,种后不必中耕培土。要求在3月份种植,到次年7、8月份砍收,生长期长达16~17个月,产量高,可达到200t/hm2。

(3)宿根蔗保持合理年限:毛里求斯扩大宿根蔗面积,保持其合理的更新年限,甘蔗种植周期一般为8年(1年新植7年宿根),从而大大降低生产成本。采取的技术措施主要是:甘蔗砍收后必须施肥,如无雨水,及时灌溉,保证宿根蔗发芽率高、苗壮、苗齐。在毛里求斯,我们没有看到如国内的宿根甘蔗破垄松蔸作业,但是宿根蔗发株却很整齐,苗数多。

(4)测土配方施肥:毛里求斯从1936年就开始采用测土配方施肥技术,是世界上应用该技术较早的国家,很多国家从这里学习推广应用。其做法是:新植蔗每5hm2采一个10点的混合样,根据测定土壤的肥力来确定施肥的种类和数量,一般是种植3个月后施肥(只施1次);宿根蔗采用比色法分析甘蔗顶叶以下第化张叶片的含氮量来确定是否需要施氮肥及施用量。每生产周期(新植宿根)结束,再重新采样分析。

(5)酒精废液还田:酒精废液100%作为液肥直接运到蔗地还田,既能解决环保问题,又能灌溉蔗地,还能培肥地力,一举三得。但仅用于宿根蔗在苗期施用,每公顷用量3t,并在酒精废液中加入N、P肥,使养分满足甘蔗的需要。

(6)注重灌溉:毛里求斯可分3个气候带,即干旱气候带,降雨量1500mm;次湿润气候带,降雨量1500~2500mm;湿润气候带,降雨量3000~4000mm;而且由于蔗田处于岩溶区,水分渗漏严重,因此在沿海及西北部干旱少雨的蔗区,均配备有喷灌、滴灌设施,只要甘蔗出现旱情即进行灌溉。我们在毛里求斯访问期间,正值旱季,到处可以看到大型或小型移动式喷灌机械在蔗地喷淋甘蔗,构成一道独特的风景。

(7)用地和养地结合:除甘蔗砍收后,实行蔗叶还田,培肥地力外,在甘蔗种植一个周期后,新种的蔗地要休耕半年。

3.3 甘蔗病虫害防治

毛里求斯甘蔗主要病害有5种,分别为流胶病、黑穗病、锈病、黄点病、白叶病,虫害主要为螟虫、绵蚜虫。

对病害的防治主要以种植抗病品种为主。MSIRI极其重视抗病育种,植保专家一项重要工作是直接参与抗病育种。他们的做法是在不同生态区试验站设立感病苗圃,把进入后期的品系与感病品种一起种植,在自然条件下观察其抗病性,只要发现有感病植株的品系即淘汰,也就是说,凡是最后通过审定的品种一定是抗病品种,因此生产上很少有病害发生。对虫害主要采用生物防治的方法,如赤眼蜂防治螟虫,因此生产上基本不施用农药。

3.4 甘蔗机械化

目前30%蔗田采用全程机械化,主要集中在大的种植农场及糖厂(自有土地),由于机械化可提高效率,大大降低成本,因此,应用面积还会不断扩大。整地机械包括:钩机(挖石)、移石机、碎石机、深松、耕犁、圆盘耙等,碎石机由176.5kW的拖拉机带动,转速达1000r/min,可粉碎足球大小的石头,经碎石机粉碎的土壤非常精细。甘蔗种植为双行宽窄行种植,宽行140cm,窄行50cm,下种量为10~15t/hm2,效率为0.5~0.8hm2/h。甘蔗田间管理机械包括:施肥机、喷药机、大型移动式喷灌机、蔗叶清行机等,大型移动式喷灌机,展臂长500~800m,采用电脑控制,自动移动喷淋,一次性可覆盖80~100hm。蔗叶清行机主要用清除覆盖在宿根甘蔗行上蔗叶,使蔗叶集中到行间,提高蔗蔸温度,促进蔗蔸发株。甘蔗收获为凯斯公司生产的331kW大功率收割机,50~60t/h,效率高。每台收割机配备2台载重5~6t田间网车,以及2台载重35t的运输车。收获大多采用绿叶收获:收割时,甘蔗的绿叶落到地里,可变成有机肥料,减少土壤腐蚀,保持水土养分,利于作物生长。极少数采用燃烧收割,一般只用于新植蔗,主要为方便清理蔗田石块,以减少对机械的损害,采用燃烧收割的必须在12h收获入厂。

从2006年开始,毛里求斯部分种植农场采用先进精细机械化耕作管理系统,该系统从备耕—种植—管理—收获,采用GPS(全球定位系统)进行精准定位,即在备耕时用GPS定位好机械行走道,在以后的种植、管理、收获均根据系统定位作业,机械行进过程驾驶员不用操作方向盘,机械根据GPS定位自动行进,误差不超过2cm,既达到提高工作效率,实现精准管理,又达到增产增收的目的。

3.5 生物技术

从实际出发,将大于3.57×(0.01)的BDP平均分成10段,计算在运用同一技术,使用寿命一样的条件下基层强度的最低限度。这一实验表明,上述关系式可以用来确定不同的基层刚度对应的强度。

主要开展4方面的研究工作:(1)组织培养;(2)转基因研究;(3)分子技术进行病害诊断鉴定;(4)分子辅助育种。组织培养主要应用于新品种的快繁及健康种苗,年生产能力可达15~20万苗。转基因研究:已开展4~5年的抗旱和抗除草剂转基因研究,目前已获得一些好的抗旱和抗除草剂的转基因植株,与对照相比,抗旱转基因植株耐旱期可延长10d左右,但由于政府对转基因作物控制较严,还不能在大田应用。利用RTPCR、PCR技术对主要的病毒病如甘蔗黄叶病、白叶病、斐济病等进行分子诊断,主要应用于引进的、出口的品种检疫以及育种,目前正在承担欧盟的一个甘蔗病毒病鉴定方法的研究项目。分子辅助育种方面对主栽的品种及亲本都建立了DNA指纹图谱,同时利用微卫星标记研究品种的遗传多样性,并对杂交后代进行鉴定。拥有2个组织培养实验室、1个遗传转化实验室、2个分子生物学实验室、1个DNA指纹图谱实验室、1个放射性同位素实验室,这些实验室均按国际ISO17025标准进行建设。

3.6 农业化学研究

重点开展两方面的研究:(1)肥料在土壤中的运转规律;肥料(缺素)对甘蔗生长的影响,同时和种植户合作,提供测土配方服务。正在开展的研究项目包括:1)尿素作为氮源其在蔗田氮气态损失。2)利用控释肥料(CRF)满足甘蔗需氮的研究。3)通过土壤中氮动力学研究预测氮素对甘蔗的供应。4)监测评估钙、镁和微量元素对甘蔗的作用。5)研究利用酒精废液浓缩糖蜜(CMS)的氮、磷作为甘蔗营养源。(2)探讨肥料、农药对环境的影响。他们通过采集地面径流的水检测,结果表明,随径流的水排入河流,农药约0.25%,P<1kg/hm2,N<10 kg/hm2,沉淀物<2 kg/hm2。正在开展的研究项目包括:1)土壤磷水平对环境的风险评估;2)侵蚀和地表径流对脆弱性环境评估标准的建立;3)甘蔗渣、煤灰、酒糟在蔗田施用方法。4)煤灰、酒糟沥滤液对地下水质量的影响。

3.7 甘蔗间套种

为了用好日益紧缺的土地资源,提高耕地的复种指数,MSIRI近年来开展甘蔗间套种研究。目前全国已有5%的蔗田进行甘蔗间套种,随着城市的发展和扩充,人口增多,预计间套种将会进一步扩大。间套种作物主要为马铃薯、西红柿、玉米、大豆等,其中马铃薯、玉米品种均由MSIRI选育并提供种植户,他们利用汽肥繁殖马铃薯种子,成本低,繁殖系数大,是传统方法的3~4倍,单株可以结薯70~100个。

3.8 技术转移

毛里求斯甘蔗种植主要由20多个大型农场和约23000个小的种植农户组成,其中大型农场种植面积占总面积的70%,小的种植农户占30%。MSIRI设立有专门的技术转移部门,主要负责大的种植户(农场)的技术推广及咨询服务,而小的种植农户则由其他小的研究所和推广站负责。技术转移部门功能主要是加强研究所与种植者的联系,确保技术研究成果有效延伸、转移到生产者,同时把技术应用效果及需要解决的技术问题及时反馈给科学家,以便科学家调整或制订研究计划。主要工作包括:(1)为种植户提供最新的农艺、制糖等技术。(2)新品种的试验示范。(3)技术培训及示范。(4)定期走访种植户,了解他们对技术的需求并解决生产问题。此外,还策划宣传资料,印刷传单、小册子,制作影视录像等。

4 OMNICANE糖厂

为了了解制糖工艺,我们参观了OMNICANE糖厂——毛里求斯最大的糖厂,甘蔗产量、糖产量占全岛的1/3,2009年甘蔗总产110万t,糖厂日榨能力8500~9500t,全厂管理人员及工人400人。该厂有如下特点:

(2)生产工艺技术先进,自动化程度高:拥有高效、先进的机械设备和蔗糖生产技术。加工方面采用新技术,在压榨时直接把水蒸发得到糖浆,再生产糖。甘蔗从入榨到成品糖包装全程实行电脑控制,生产过程自动化程度很高,产业工人只需在电脑控制室监控和操作,就可完成岗位工作,因此整个生产车间并没有看到有如国内忙碌的工人;整个生产线工作工人共129人,实行24h生产制,3个班组每班组43人,劳动生产率高。

(3)配备发电厂,提高效益:为了提高经济效益,毛里求斯糖厂均配备有火力发电厂,周年发电;在榨季期间主要用蔗渣燃烧发电,而非榨季则从南非进口煤发电。

5 主要收获

(1)与毛里求斯糖业研究所签订甘蔗科研合作备忘录,双方今后将在甘蔗育种、种质资源交换及人员交流培训等方面加强科技合作,将有助于提高广西甘蔗科研水平。

(2)了解了毛里求斯甘蔗的科研、生产的现状和发展趋势,特别是在抗病育种、分子生物技术以及甘蔗机械化生产等方面的先进技术,值得我们学习和借鉴。

(3)提高了广西甘蔗科研的知名度。考察团每到一处,都通过交流介绍、赠送资料的方式,向同行宣传和推介广西甘蔗发展状况及取得的科研成果,增进了毛里求斯甘蔗同行对广西蔗糖业的了解,提高了广西甘蔗科研的知名度。

(4)通过交流,增进了友谊和了解,结识了许多甘蔗同行,拓宽了联系渠道,有利于今后及时追踪和掌握国际甘蔗糖业发展动态,更好学习先进技术以及拓展科研思路,同时更为下一步的合作打下了基础。

6 体会及建议

与许多甘蔗生产大国相比,虽然毛里求斯甘蔗种植规模不算大,但他们在甘蔗科研上取得显著的成就,许多先进的技术及理念值得我们学习和借鉴。

(1)毛里求斯十分重视抗病育种。在甘蔗亲本的选择上注重选用抗病亲本,在选育过程中设立感病苗圃进行筛选,只要发现有感病植株的品系即被淘汰,由于育成的品种有较强抗病性,因此生产上基本没有病害发生。广西也应加强抗病育种研究,可借鉴毛里求斯抗病育种的方法,建立与广西甘蔗研究所现行育种程序相适应的抗病育种方法和程序。

(2)农民参与选种的方法值得我们学习和借鉴。毛里求斯在育种最后示范阶段,由农民与育种专家一道共同选种,并充分尊重他们的选择,筛选出他们认为好的良种,提交审定委员会审定。由于农民是甘蔗种植的主体,他们需要什么样的品种,他们最清楚,因此往往选育出的新品种在生产上都得到推广应用。

(3)注重选育宿根强的品种,并加强宿根蔗的管理。毛里求斯甘蔗一般宿根年限长达6~7年,而且是在机械收获、机械压实,及不进行开垄松蔸的条件下,仍然发株好,长势旺,产量下降不多,这也是其种蔗成本低的主要原因之一。他们的成功经验除了选育适宜机械化作业宿根性强的品种外,非常重视宿根蔗管理即甘蔗砍收后必须施肥,如无雨水,及时灌溉,保证宿根蔗发芽率高、苗壮、苗齐。而在广西甘蔗仅宿根2~3年,产量就很快下降,必须重新翻种,因此生产成本高。因此一方面应该加强品种宿根性的研究,特别是今后采用机械化收获将是广西甘蔗生产发展趋势,应该立即开展选育适应机械化收获(机械压实)条件下,强宿根性的品种,以适应今后生产发展的需要。另一方面,要加强长宿根栽培技术的研究,形成适应我区生态条件的长宿根栽培技术体系,延长甘蔗宿根年限,降低甘蔗生产成本。

(4)学习和引进毛里求斯甘蔗机械化生产技术和装备,有利于加快广西甘蔗生产机械化进程。特别是精细机械化耕作管理系统技术,如能在连片种植的农垦蔗区加以引进及推广应用,将大大提升广西甘蔗机械化生产水平。另外,毛里求斯法律规定糖厂可收购含杂率为12%的甘蔗,这也为机械化收获的应用奠定了基础,广西要推进甘蔗生产机械化,也必须放宽对原料蔗含杂标准。

(5)毛里求斯注重保护蔗农利益。如在产品(糖)的利益分配上,政府规定蔗农占78%,而糖厂仅占22%,这个分配比例在世界各蔗糖生产国是很少见。另外毛里求斯还建立糖业保险基金,该基金不以盈利为目的,对因自然灾害而造成的严重损失,给予有效的经济补偿,增强蔗农抵御自然灾害、分散灾害风险的能力。广西甘蔗生产近年来连续遭受自然灾害的影响,如2008年的冰冻灾害,连续影响3个榨季甘蔗生产,2009/2010年的秋冬春连旱,造成甘蔗产量大幅下降,蔗农经济损失较大,一定程度上影响了蔗农种植的积极性。广西可借鉴毛里求斯的经验和做法,建立糖业保险基金,确保蔗糖业的可持续发展。

S566.1

B

1007-2624(2011)03-0079-05

2010-12-24

国家科技支撑(2007BAD30B01)、广西科技重点攻关(桂科攻0782004-1)项目:“高产、高糖、抗逆性强甘蔗新品种引进筛选”资助。

王维赞(1970-),男,硕士,副研究员。研究方向:甘蔗引种选育、栽培及机械化应用。E-mail:wwz003411@126.com。

何红(1955-),男,学士,研究员。研究方向:甘蔗选育种。

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