油用牡丹产业化的制约因素及对策
2021-06-15马会萍彭正锋冀含乐王晓晖胡晓亮刘莹莹丁建兰
马会萍 彭正锋 冀含乐 王晓晖 胡晓亮 刘莹莹 丁建兰
摘 要:油用牡丹是一种高品质油料植物,近些年市场需求旺盛,种植面积不断扩大。但是相较于其他油用作物,其产业化发展中仍存在适应性高产品种缺乏、无性繁殖速度慢、组织培养快繁技术不完善、高产栽培技术不成熟等制约因素。该文介绍了油用牡丹产业发展现状,分析了制约其产业发展的因素,并提出了油用牡丹产业化可持续发展的对策。
关键词:油用牡丹;产业现状;制约因素;发展对策
中图分类号 S685.11文献标识码 A文章编号 1007-7731(2021)08-0051-03
Abstract: Oil peony is a kind of high-quality oil plants. In resent years, the planting area of oil peony maintains a rapid development, and its markets demand increases in a stage of continuing expansion. Comparing with other oil plants, there are still many limiting factors that restrict the industrialization development of oil peony, such as technological barriers of cloning rapid-propagation, slow rate of agamogenesis, rudimentary high-yield cultivation techniques and so on. According to the current situation of industrial development, the factors that restrict industrialization of oil peony were analyzed and measures of sustainable development were provided in our study.
Key words: Oil peony; Industry status; Constraints; Development strategies
牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.),属芍药科(Paeoniaceae)芍药属(Paeonia)落叶灌木[1-2],是一种深受人们喜爱的观赏花卉,其野生种全部原产中国,中国的栽培品种数量和栽培面积居于世界首位[2-3]。牡丹全身都是宝,根可入药,叶、花瓣、花粉可深加工后食用、药用、做美容产品,籽可榨油。牡丹籽中油含有丰富的油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸,尤其是ɑ-亚麻酸的含量高。ɑ-亚麻酸对维护人体细胞膜结构完整性和细胞功能正常的发挥起着重要作用,是人类神经大脑组织生长发育不可缺少的一类营养素[4-6],且是人体自身不能合成的必须物质。2011年牡丹籽油被国家卫生部批准为新资源食品。
近年来,随着人民生活水平的不斷提高,中国油脂需求快速增长[7],人均食用植物油消费量从1996年的每年不足8kg,上升至2016年的每年24.8kg。在国内油料产量有限的情况下,增加油料进口已成为满足国内需求的主要途径[8]。中国一直是食用油消费大国,2015—2016年度,我国食用油的消费总量为3426.5万t,利用国产油料(扣除大豆、花生、芝麻和葵花籽等4种油料部分直接食用外)的榨油量为1105.5万t,国产食用油自给率仅占32.2%,已远远超过国际安全警戒线[9,10,11]。
油用牡丹是产量高、出油率高、油质高的优良木本油料植物[12],也是《国务院办公厅关于加快木本油料产业发展的意见》(国办发〔2014〕68号)中重点发展的11个油料树种之一。因此,大力发展油用牡丹对于解决我国食用油短缺、保障粮油安全、农业耕地不足、增加农民收入等,都具有十分重要的意义。
1 油用牡丹产业化发展的制约因素
油用牡丹是指具有结实力强,能够用来生产种子、加工食用油的牡丹类型,生产上将牡丹组植物中产籽出油率高(≥22%)的品种统称为油用牡丹。近些年,受国家政策导向性引导和市场需求升温,油用牡丹发展势头迅猛,种植积极性高、种植面积不断增加,但一些制约产业化发展的瓶颈问题正影响着油用牡丹的产业化发展。
1.1 新品种培育起步晚、适应性品种少 牡丹籽油是以牡丹籽仁为原料,经压榨、脱色、脱臭等工艺制成,是近些年逐渐发展成熟的一种高档食用油。国家卫生部监督局于2011年3月批准牡丹籽油等作为我们国家的新资源食品。牡丹长期以来的新品种培育主要是以观赏性和花期作为主要评价指标,而作为油用型牡丹新品种的培育工作,起步较晚,生产中更多的是栽种凤丹和紫斑牡丹的实生苗。牡丹的新品种培育,如果不考虑外因的影响,组合设计科学合理,从授粉开始,到选育审定成为一个品种,至少需要10年时间。现在多家专业科研单位和国内多个牡丹育种团队都在进行此项工作,有一些油用牡丹新品种已经通过鉴定、走向市场,但是相较于全国大面积种植所需求的油用牡丹品种还是太少,尤其是显著高产、高含油量的油用型品种较少,且种苗数量严重不足,所以大部分种植户只能选择种植实生苗为主。育种基础薄弱,针对不同地区、不同环境、地质、气候条件的适应性高产品种更是欠缺。
1.2 种苗的繁殖周期长、繁殖方式落后,制约新品种的推广 油用牡丹的生产如果使用实生苗,经过有性种子繁殖,后代材料基因分离严重,且个体间不一致,存在结实率、产籽量、百粒重、含油量等较大差异化问题。实生苗产籽量调查,在一块栽种时间为4年的大田中随机圈定1个3m×3m样方,调查实生苗单株12株,产籽量如表1所示。
王占营等通过筛选,‘佳丽‘蓝蝶迎春‘银红飞荷‘蓝蝶迎春‘景泰蓝‘明眸等油用型品种的平均结实数为15.8粒,平均百粒重为33.03g[13]。通过对比可知,作为油料作物生产,要想获得稳定高产的牡丹籽,选用种植适应性强、高产油用牡丹品种是基础。
受牡丹生物学特性的影响,一个优良的新品种从审定后开始扩繁,到稳定推向市场需要10年时间。油用牡丹的品种繁殖,生产中常用的方法是无性的嫁接和分株,1棵嫁接苗从生产、栽种、分栽定植到稳定结实最快需要8年,而分株繁殖需要有充足的苗源,种植5年后结实率逐渐稳定。这2种繁殖方式的繁殖系数小、扩繁周期长,所以在油用牡丹产业化中,种苗的商品化繁殖生产技术是关键一环。
1.3 组织培养快繁技术不完善,存在难以突破的障碍 种苗生产中最为高效的是组织培养无性快繁技术,牡丹组织培养快繁技术自20世纪80年代初就有研究报道,在外植体增殖、培养基选择、继代生根培养、生根率提高、褐化抑制等方面进行过很多研究。油用牡丹组织培养的外植体主要包括种胚[14-17]、子叶、胚轴、顶芽、腋芽、叶柄、叶片、花药、花瓣[18-20]等。牡丹因其独特的生理性质,培养物褐化、玻璃化、生根难、移栽难等问题,是目前组织培养快繁技术中的国际性技术难题,多个团队都在公关,至今尚未有成熟技术可以应用于生产。
1.4 高产栽培技术不成熟,产量不高 油用牡丹要想实现高产,除了选择具备适应性的品种,生产中还需要配套的高产栽培管理技术,包括种植密度、浇水、施肥、中耕除草、修剪定型、采收期等。由于缺乏行业内出台的生产技术规程和专业技术人员的技术指导,大部分种植户都是粗放型管理,种苗质量参差不齐、生产管理技术欠缺、产量低、收益薄,未能实现从传统的园林植物向大田作物的转变。
2 油用牡丹产业化可持续发展的对策
2.1 加快油用牡丹新品种的培育 目前,油用牡丹产业化市场急需的是高产、高含油量、规模化种植的优良品种,以改变现在无优良种苗可用的现状。由于牡丹的育种周期较长,在做好育种人才培养、育种队伍建设的同时,应加大油用牡丹新品种培育项目开展和资金投入,加强行业内导向性政策引导和项目支持,促进有条件的育种单位和团队的重心轉移,吸引更多的优秀育种人才汇集。油用牡丹的品种培育和推广,既能提升牡丹的产籽量,又能保证牡丹油的油品质量,因此,单株产量、抗性、油品质量等都是育种工作中筛选品种的衡量因素[21]。油用牡丹品种的筛选标准包括:易成花、结实率高、抗性强、单株产量130g以上、含油率25%以上、不饱和脂肪酸含量85%以上等。育种时,在满足高产、优质的同时,还应结合抗旱、抗寒、耐湿热特性,培育适合不同地区应用的适应性品种。
2.2 开展无性系组培快繁技术攻关 无性系组培快繁技术既是油用牡丹品种可以较短时间内大规模繁殖的最佳途径,也是今后产业化发展的主要方向和关键技术。经过这么多年的摸索和研究,在无性系组培快繁方面取得了很多经验和技术,虽然遇到一些阻碍,但是从科学发展到市场需求方面,都需要科研机构和团队组织优秀人才进行技术攻关。朱向涛等利用‘凤丹种胚、子叶、胚轴等外植体进行体细胞胚的诱导时发现种胚的诱导率最高;花药在蔗糖质量浓度为6%、4℃条件下处理8d,愈伤组织的诱导率可达50.8%,优化了‘凤丹花药愈伤组织培养组合[16]。在紫斑牡丹分生结节的诱导试验中,钟原等研究发现,紫斑牡丹理想外植体是叶柄薄层,叶柄薄层外植体在SH培养基上培养初期几乎不发生褐化,愈伤组织诱导率达100%[22]。
对于油用牡丹培养基的选择以及继代生根培养,唐豆豆等以‘凤丹芽为材料进行组织培养,结果表明,最适初代诱导和继代增殖培养基分别为MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.2mg/L和MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.2mg/+PIC(毒莠定Picloram)1.0mg/L,增殖系数为4.84;生根培养基1/2MS+CaCl2220.0mg/L+IBA3.0mg/L+NAA0.5mg/L,生根率为74.30%[23]。
解决组织培养中的外植体褐化、生根困难等技术性难题,其技术突破既是国际科学界的重大成果,也为我国的油料作物生产提供了科技生产力。
2.3 制定配套高产栽培技术规程 油用牡丹种植想获得稳定高产,一方面要根据种植地区的生长环境和土壤气候条件,选择适应性品种,另一方面需要成熟的高产栽培管理技术作为保障。改变生产中的粗放管理模式,从种植时间、种植模式、种植密度、栽培管理等方面[24]制定配套的高产技术行业规程,壮大种苗培育市场,提供栽培管理技术支撑,逐步形成大田作物培育模式,从技术层面上助推油用牡丹产业化的可持续发展。
2.4 建设油用牡丹新品种市场化推广平台,做好成果转化 建立一批标准化、集约化、规模化、产业化的国家级试点示范基地,通过高产新品种的种植推广和配套技术丰产示范,促进油用牡丹品种的规模化、良种化种植,让经过审定的新品种可以快速从成果中走出来,在产业中推广应用。
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(责编:张宏民)