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热作产业大发展油料作物谱新篇

2020-09-05王富有王挥中国热带农业科学院椰子研究所

中国农村科技 2020年7期
关键词:油棕槟榔椰子

文/王富有 王挥 中国热带农业科学院椰子研究所

作为我国唯一的热带岛屿省份,海南得天独厚的气候条件孕育出独特的热带风情,丰富多样的热带作物勾勒出一道道靓丽的海南景像:碧海沙滩边随风摇曳的椰树,乡村行道旁秀美壮丽的槟榔……

位于海南省东北部的文昌市,享有“椰子之乡”美誉,中国热带农业科学院椰子研究所就坐落于此。将近一个甲子之前的1962年,时任国务院总理周恩来做出重要指示:“椰子的科学研究一定要上马。”椰子研究所是落实周总理指示而设立的国家级公益性科研机构。自建所以来,椰子研究所致力于椰子、油棕、槟榔等热带油料和经济棕榈作物种质资源收集利用、丰产高效生态栽培、植物保护和农产品质量安全等基础研究和应用研究。

2018年4月13日,习近平总书记在庆祝海南建省办经济特区30周年大会上发表“实施乡村振兴战略”“做强做优热带特色高效农业”重要讲话;次日《中共中央国务院关于支持海南全面深化改革开放的指导意见》发布。椰子研究所全体人员不忘初心,牢记使命,在服务国家“食用油供给安全”“一带一路”倡议和实施乡村振兴战略与精准扶贫中贡献力量。

从世界四大木本油料到海南重点发展“三棵树”

椰子、油棕、油茶和油橄榄,并称为“世界四大木本油料”;椰子、槟榔、橡胶,是海南省近年来重点发展的“三棵树”。

坚持热带油料作物自主创新研究,是支撑产业发展、保障国家食用油供给安全的战略需要。

2018年,我国食用油需求总量3849.6万吨,国产油料榨油量1192.8万吨,食用油自给率仅为31%,进口依存度很高,低于国际安全警戒线50%。由此,调整油料产业结构,合理发展油棕、椰子、油茶等木本油料,是防止产油大国“封锁”,提高我国食用油自给率的战略举措。其中,油棕亩产棕榈油300~400千克,椰子亩产椰油100~200千克。特别是椰子,被公认为高效产油植物,且不与粮争地,经济寿命长(20~30年),是大豆、油菜等草本油料的重要补充,在提升我国食用油自给率方面有很大发展空间。

注重热带油料和经济棕榈技术储备,是服务区域经济社会可持续发展的根本要求。

当前,我国椰子、槟榔总种植面积近300万亩,年产值超1500亿元,种植收入涉及我国热区、边疆地区、少数民族地区100多万农户的经济来源。由种植带动的加工、机械、包装、物流等产业链内各行业,在解决就业、改善民生、维护社会稳定和地方经济发展中做出了突出贡献,成为乡村振兴和精准扶贫的重要载体。2018年,海南省槟榔种植面积达230多万亩,产值超过天然橡胶,成为海南省第一大经济作物。

注重热带油料和经济棕榈作物自主创新,为服务我国“一带一路”倡议提供技术支撑。

椰子、油棕、槟榔等热带棕榈作物遍布世界热区,全球椰子种植国超过90个、油棕种植国40多个。这些国家和地区多是我国传统的外交伙伴、农业“走出去”战略的重要目的地和“21世纪海上丝绸之路”的主要参与国。多年来,椰子研究所以服务国家外交战略为己任,与斯里兰卡、密克罗尼西亚等20多个国家及国际组织建立了合作关系,先后派出科技专家100多人次,到阿联酋、科摩罗等开展热带油料作物技术支持,满足了密克罗尼西亚、瓦努阿图等国总统亲临椰子研究所寻求技术支持的愿望,为深入贯彻落实“一带一路”倡议、支持热带油料科技“走出去”打下了坚实基础。

改进湿法加工技术引领椰子油行业发展

基于国外天然椰子油(VCO)湿法加工工艺,结合我国海南省椰子产业现状和工艺要求,椰子研究所确定了适合大规模工业化生产的稳定工艺2项(冷冻-解冻-离心工艺和高速离心工艺)与小规模中试工艺1项(冷冻-解冻-酶处理-离心工艺),并成功地应用优化工艺在印度尼西亚建立规模化加工厂,加工能力高达200~300千克/小时;在我国文昌建立中试工厂,提油率达85%以上;明确了影响产品质量和贮藏稳定的关键因子,并研发了一系列质量控制技术,产品酸价控制在0.30mgKOH/g以下。

科研团队研发的天然椰子油湿法加工技术体系,促进了国内VCO产业的建立,推动了海南椰子加工业产业升级和创新创业发展,开发出纯VCO、复配VCO(玉米椰油、橄榄椰油、油茶椰油和葵花椰油)和营养强化VCO(木瓜椰油)产品5类,并于2011年推出首款国产有食品质量安全认证的“椰科”天然椰子油,带动“娜古香”“椰泽坊”“椰润道”等30多个品牌陆续上市销售,引领了椰子油加工行业发展,其中6家示范企业累计新增销售额3192.25万元,新增利润689.44 万元。

左: 原料椰奶

中: 离心分离(一次、二次)

右: 离心分离(三次)

突破关键技术成为大面积生物防治典范

椰心叶甲是我国重要检疫性害虫,于20世纪90年代在广东发现。2002年入侵海南,最严重时其危害面积达665万亩,染虫株302万株,给海南椰子等棕榈产业发展带来严重冲击。

化学防治存在药效短、有污染风险、人工成本高等突出问题,大规模防治难以实施。

在借鉴国外生物防治经验的基础上,椰子研究所和中国热科院内其他单位共同组建科研团队引进和利用椰心叶甲两种天敌寄生蜂啮小蜂和椰甲截脉姬小蜂对其进行防治,突破规模化人工繁育、田间释放与复壮、生物防治及化学防治协同增效等技术瓶颈,首创两种天敌寄生蜂混合释放技术,显著地提高了防效;制定出椰心叶甲动态监测和两种天敌生物防治技术操作规范,形成椰心叶甲生物防治综合防控核心技术;建立椰心叶甲寄生蜂规模化人工繁殖天敌工厂,年产寄生蜂5亿头以上。研究成果整体达到国际领先水平,在大量繁殖、规模化释放和控制技术方面达到了国际领先水平。

利用寄生蜂防治椰心叶甲病虫害,经济、简便、绿色环保,每株树防治成本仅为化学防治的1/3,同时防效持久。通过释放寄生蜂,就海南而言,按每年结果椰树50万亩计算,每年挽回椰子1.35亿个以上,挽回直接经济损失5.4亿元以上。

该核心技术分别在我国海南、广东、云南、福建、香港、澳门等省区及“一带一路”沿线马尔代夫、柬埔寨、泰国等国家和地区转化应用,推广面积达200万亩以上,赢得经济效益50亿元以上,保障了我国南海岛礁及其他热带地区和“一带一路”沿线国家及地区的生物生态安全,经济、社会、生态效益显著,成为国内外大面积生物防治的成功典范。

该成果获海南省科技进步奖特等奖、中国植物保护学会科学技术奖一等奖。

油棕标准化科研示范基地从无到有

目前,世界各国对种子进出口审批均非常严格。

椰子研究所的油棕引种过程历时3年,困难重重,但都被科研团队人员一一克服。2014年10月,经海南省林业厅向国家林业局申请引进油棕种子后,椰子研究所于2015年3月获国家林业局批准引进林木种子、苗木及其他繁殖材料,进而成功地从国外引进油棕种子7.5万粒,为油棕引种、试种工作迈上新台阶奠定了基础。

刚起步做油棕研究时,椰子研究所没有专门的油棕科研基地,仅有椰子大观园景区里的30株油棕树。油棕团队就在杂草丛生的胶林里开辟一块土地,定标、定植、浇水。同时,积极争取基础设施改造修缮购置项目的支持,逐步完善田间设施(道路、排水沟渠、灌溉设施)、安全设施(围栏和大门)、辅助设施(育苗大棚、田间作业所需农用设备和农用物资)等。目前,已建成80亩油棕种质资源圃、80亩油棕高产栽培示范园、120亩油棕新品种试种基地,成为油棕科学研究、项目执行、技术示范和成果转化的“桥头堡”。

继油棕示范基地投产后,椰子研究所又建立了小型棕榈油加工厂,为我国油棕产业产前、产中和产后关键技术研究和集成示范提供平台,也为今后油棕产业在我国较大规模发展做好技术储备和支撑。2016~2020年,在海南文昌、三亚,云南保山和广西防城港市东兴等地建立试种点,进一步扩大试种面积和范围,初步筛选2个高产、抗寒新品种,助推我国油棕产业的可持续发展。

以技术支撑龙头企业走出国门发展油棕种植业

油棕品种抗寒,但耐旱性差;我国油棕加工产业基础雄厚,但国内种植面积受限;一些国家和地区油棕资源丰富,但种植管理粗放、成本高。

随着我国龙头企业在东南亚、非洲等国家和地区对油棕种植业的推进,椰子研究所油棕团队以“走出去”方式对其进行技术推广与服务— 为我国10余家油棕企业在印度尼西亚、刚果金、塞拉利昂、瓦努阿图的油棕种植提供服务:联合建立油棕种子、种苗繁育技术体系,缩短育苗周期30天左右;初步突破油棕体胚诱导关键技术,建立组培苗繁育技术体系;研发油棕采果机,采摘效率提高5%~10%,降低劳动强度30%以上;集成信息素绿色防控二犹犀甲关键技术,单个产品的诱集面积高达15~20亩,较化学防治成本降低10%。

天津聚龙集团在印度尼西亚的300万亩油棕中有105万亩进入结果期,年产棕榈油25万吨,输入我国可提高食用油自给率0.8%,油棕团队主动对其油棕种植基地开展技术服务,使示范点经济效益提高15%以上。辽宁三和矿业投资有限公司在刚果金有10万亩油棕,油棕团队向种植基地提供种苗繁育技术和定植技术,使其种苗繁育成活率达80%以上,定植成活率达90%以上。油棕团队还先后为江苏双马化工在印度尼西亚的油棕种植园提供林下种养技术;为中地国际工程有限公司在塞拉利昂的油棕种植加工园提供种植规划、可行性报告和田间管理技术;为缅甸90万亩油棕种植与加工项目提供咨询和可行性报告等,为我国油棕产业今后较大规模发展做好技术储备与支撑。

国家和地方政府的高度重视,为产业发展提供了前所未有的机遇。然而,行业共性关键技术问题依然突出,对科技进步需求愈发迫切。椰子研究所拟持续开展热带油料和经济棕榈种质资源收集保护与利用等长期性、基础性研究和信息共享等公益服务工作,继续引领热带油料科技前沿,致力解决热带油料作物遗传转化、分子育种等重大科学问题,抢占科技制高点,提高种业竞争力;继续直面经济主战场,全力突破椰子致死性黄化病、槟榔黄化病和椰枣红棕象甲防控,突破棕榈作物质量安全与标准化等行业瓶颈,巩固脱贫攻坚成果,促进地方经济发展;继续支撑国家重大科技需求,竭力优化绿色高产高效栽培技术,提升热带油料产量和品质,保障食用油供给安全;集成示范产业技术,支撑热带农业“走出去”,服务“一带一路”建设。

典型案例1.矮种椰子“文椰”系列40 年两代人科研成果

“文椰2号”椰子品种证书

“文椰3号”椰子品种证书

“文椰4号”椰子品种证书

左:“文椰5号”椰子品种证书

右:“文椰6号”椰子品种证书

海南省万宁市兴隆镇东和农场,有个矮种椰子种植基地,一行行排列整齐的椰子树上挂着一串串椰子果,个头不算很大,但颜色各异:有的是橙红色,如同一个个超大号柑橘在树头;有的是亮黄色,恰似黄元帅苹果膨胀了;还有的是青绿色,圆圆的果形像小皮球。摘下一个,插上吸管就能品尝甘甜的椰水。

海南省是我国椰子主产区,种植面积占全国面积的99%。过去,椰农采用随机育苗方式种植,对椰子性状不加选择,基本都是海南本地高种,种植7~8年才能开花结果,而这时椰子树已高达八九米,最高的近30米,采摘椰果需用勾刀。

矮种椰子“文椰”系列,是在两代人科研基础上选育出来的。

1982年,爱国华侨从马来西亚、泰国等地引进矮种椰子种苗,种于当时华南热带作物科学研究院文昌椰子试验站(中国热带农业科学院椰子研究所前身),科研人员开始扩繁。1993年,取颜色均匀、果型一致的实生种果200个催芽育种后种下,并在1997年获“自交1代”种果;1998年,选择颜色均匀、果型一致的“自交1代”种果育成“自交1代”种苗,种于椰子研究所半岛试验基地;“自交1代”种苗2002年第一次开花,选择最早开花植株培育种果。2003年,获“自交2代”种果,选择颜色均匀、果型一致的“自交2代”种果育成自交2代种苗,种于椰子研究所半岛基地。自2007年起,中国热带农业科学院椰子研究所研究员范海阔开始接过前辈的接力棒,继续开展选育工作。这一年,“自交2代”第一次开花、结果,经对初花时间、果型大小、颜色等性状进行严谨的测试和分析进而确定性状一致、可稳定遗传后,获“文椰”新品系:“文椰2号”“文椰3号”“文椰4号”“文椰5号”“文椰6号”。

“文椰”新品系自2008年开始扩繁,并在文昌、琼海、万宁等地开展生产试验。该种苗繁育技术研究成果主要为:(1)确定了种果的成熟度与形状标准;(2)确定了“切除外果皮法”为最佳种果处理方法,可提高发芽率9.62%~10.21%,发芽时间最高可缩短至18天;(3)明确了“45°斜播法”为最佳播种方式,提高发芽率18.89%,缩短发芽时间15.34天,种苗生长指标优于“横播”和“竖播”;(4)提出了“全根苗”技术(主要涉及育苗基质和育苗圃的改良),提高种苗移栽成活率4.78%~10%,提早出圃90~120 天,种苗生长指标显著增加。

矮种椰子“文椰”系列,是国内唯一取得品种审(认)定证书的高产、早结系列品种,果重适中、果皮靓丽,投产早——较海南高种椰子提前4~5年;产量高——较海南高种椰子产量提高3倍左右;效益好——每亩地直接收入为10800元,约为海南高种椰子的5倍;植株矮化——平均株高比高种椰子矮3米左右;嫩果椰子水含糖量高、风味好,在海南椰子品种更新和鲜食椰子供应上具有明显优势。

作为矮化、早结、高产品种,范海阔认为,“文椰”系列未来有望替代本地高种,扩大水果型椰子供应,改写我国椰子种植供给结构,改善本地高种椰子占比过高、供给同质化带来的一系列产业发展问题。

据中国热带农业科学院椰子研究所所长王富有介绍,我国椰子产业目前处于转型升级的关键时期。多年来,我国椰子栽培普遍存在的问题是品种单一、生长慢、更新慢、产量低,“文椰”系列在培育初期就是奔着解决这几点综合目标而出发的,培育引领未来椰子产业的新品种。他说,近几年椰子鲜食市场火爆,泰国等东南亚国家的椰子果被我国市场狂扫,仍供不应求。实际上,我国海南“文椰”系列椰子品质更好,运输成本更低,市场前景非常可观。目前,海南省政府已经制定椰子产业发展规划,计划用16年时间在全岛种植“文椰”系列椰子56万亩,年供鲜果量突破15亿个,直接经济效益可破百亿元,并可提供大量就业岗位,更好地为作为国际旅游岛、自由贸易岛的海南省发展做出贡献。

左上:种果处理方式研究:右上:处理1,切除全部外果皮;左下:处理2,剥取裸果后用完整椰衣重新包裹;右下:处理3,裸果

种果催芽试验(用于种果处理方式的筛选)

1. 文椰2号新品种

2. 文椰4号新品种

3. 文椰3号新品种

不同育苗方式下根系的比较(1)左:地栽苗;中:袋装苗;右:全根苗(2)与地栽苗和袋装苗相比,全根苗一级根损伤较小,二级根保留较多,根系优势明显

典型案例2. 突破低产瓶颈创建槟榔种苗标准化繁育等基地

“热研1号”槟榔优良种苗标准化繁育基地

2020年春,新冠肺炎疫情流行,槟榔被列入《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》推荐处方,为全民抗“疫”做出了突出贡献。

中国热带农业科学院椰子研究所研发的“热研1号”新品种,突破了槟榔低产瓶颈,其审定证书于2014年6月获批。这是截至目前我国唯一通过国家审定的槟榔品种。

此前,海南槟榔种源混杂、良种匮乏,研究团队选择本地种槟榔优良群体共220株,采用混合选择育种法进行品种选育及生产性试验,最终选育获得性状稳定的“热研1号”品系。该品系性能指标为定植后4~5年开花结果,鲜果(受精后发育至140~160天)为长椭圆形、果皮青绿色,果实纵径5.10~6.10分米,横径2.90~3.60分米,单果重23.8~27.8克,槟榔碱含量0.51%,粗纤维15.3%。鲜果硬度小,符合加工需求;平均亩产1047.2千克,单株年产量9.52千克/株,比农家自留种产量提高约12%。

此后,科研团队开始规模化繁育健康种苗,推动槟榔产业健康发展。

首先是苗圃大棚建设。从苗圃规划、整地平地、框架搭建、荫棚建设、喷灌安装、种苗繁育到推广宣传,历经近5年的艰辛探索,建成设施完善的标准化槟榔种苗繁育基地20亩,年生产种苗可达20万~30万株,潜在种苗生产量可达60万~80万株。

与此同时,构建“热研1号”槟榔种苗繁育技术体系。针对海南槟榔种源混杂、种苗质量参差不齐的状况,在明确种子最佳萌发温度、筛选出适宜的育苗基质配方、制定槟榔种苗分级和出圃标准、明确槟榔种苗生长的致死低温、建立槟榔种苗生长发育的Logistic模型5方面内容基础上,构建了“热研1号”槟榔种苗繁育技术体系,种果萌发率提高12.5%,种苗出圃率提高27%,生产成本降低31.5%。

在通过研究明确了槟榔养分和水分需求规律后,研发团队又攻克了如下关键技术:突破了营养诊断施肥技术、水肥一体化促花保果技术;集成了槟榔园病虫害防治和立体栽培技术;形成了成熟的低产槟榔园改造技术及丰产栽培技术,研发出槟榔幼龄期、促花保果、壮果专用肥3种,平均增产30%以上。其中,率先突破了槟榔专用肥的液体化关键技术,同等产量条件下施肥量和用工成本降低50%以上;研发出心部肥药包1种及配套施用器械1套,槟榔园农药施用量降低35%以上。以上研究成果在海南万宁、琼海、屯昌、琼中、保亭、乐东等槟榔主产区被广泛应用,极大提升了海南槟榔栽培技术水平。

如今,海南文昌已建立起“三园一体”品种试验示范基地45亩,集成“育-繁-推”技术展示新模式;在海南省建立“一省五园”槟榔品种示范园5个,年繁育种苗50万株,为单位创造产值200万元以上,累计推广面积5万亩,技术覆盖率达85.5%。

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