马铃薯生产状况及印度马铃薯研究情况探析

张 莉 王福建

（中国农业科学院蔬菜花卉研究所（国家薯类作物研究中心），北京 100081）

马铃薯适应性强，分布范围广，是世界第三大粮食作物[1]。根据联合国粮农组织（Food and Agriculture Organization，FAO）统计，2019年全世界种植马铃薯的国家和地区有159个，种植面积1 734.10万hm2，总产量达3.70亿t。马铃薯粮菜兼用，营养全面，被誉为人类的“第二面包”。联合国为减轻世界粮食危机以及实现千年发展目标，宣布马铃薯为未来粮食，并将2008年确定为“国际马铃薯年”。这是联合国第2个以作物命名的年份，充分说明马铃薯在保障世界各国粮食安全方面的重要作用。

印度与中国国情相似，都是亚洲的人口大国，保障粮食及营养安全是农业发展的主要目标。印度凭借自20世纪60年代实施的“绿色革命”基本解决了粮食问题[2]，我国学界对印度农业的研究主要集中在其农业支持政策[3-7]、科技推广体系[8-10]方面，较少涉及其具体研究体系。印度农业发展的整体水平低于中国，特别是农业基础设施建设、机械化水平、农业生产资料投入等方面远落后于中国。水稻、小麦、玉米三大谷物粮食单产低于中国[11]。但其马铃薯单产高于我国，虽然有其自然条件的优势，但其马铃薯科技研发作用凸显、效率较高。本文介绍了全球马铃薯生产状况，分析了印度马铃薯生产及研究体系特点，以期为我国马铃薯研发提供参考。

1 马铃薯生产状况

1.1 全球马铃薯生产状况

2000年以来，全球马铃薯种植面积整体呈波动性减少趋势，但科技贡献率的持续提高使得马铃薯的总产量不断攀升（图1），全球马铃薯产业保持稳定发展态势。但是，不同国家和地区间马铃薯产业发展不平衡。亚洲、非洲马铃薯生产持续增长，传统生产先进的欧洲生产减少，全球马铃薯生产区域自西向东转移。从区域发展看，全球马铃薯生产格局基本稳定，中国、印度、俄罗斯、乌克兰、美国、德国、孟加拉国、法国、波兰和荷兰马铃薯产量位居全球前十。

1.2 亚、欧及中、印马铃薯生产情况

据FAO统计数据，自2000年起欧洲马铃薯种植面积逐年减少、产量波动性降低（图2）；亚洲马铃薯生产稳步提高，近20年产量年均提高2.81%（图3）。中国与印度的马铃薯种植面积、产量分别约占亚洲76%、75%。其中，中国马铃薯近20年种植面积变化不显著，近10年保持在480万hm2左右；产量提高了38.55%，平均年增产1.93%。印度马铃薯种植面积稳步增加，20年间平均年增长1.91%；产量较20年前翻了一番，年均增产5.03%。

1.3 印度马铃薯单产与经济效益

根据FAO数据统计，印度马铃薯单产波动较大（图4），但处于较高水平，基本高于世界马铃薯平均单产和亚洲马铃薯平均单产，间或高于欧洲马铃薯单产。近10年，中国马铃薯单产虽保持稳步提高，但仍低于亚洲、世界平均水平。马铃薯经济效益较高。2013—2014年，印度农业产值占GDP的13.09%。其中：马铃薯占用1.32%的耕地，产业贡献占农业GDP的2.86%；水稻、小麦分别占用31.19%、20.56%的耕地，占农业GDP的18.25%和8.22%。马铃薯单位耕地面积的产值比水稻、小麦分别高3.7倍和5.4倍。马铃薯较高的经济效益促使其在印度种植面积逐年扩大，而印度马铃薯近20年产量翻一番离不开完善的马铃薯研发系统的支撑。

2 印度马铃薯研究体系

印度农业科技体制是在学习美国农业科技体制框架的基础上建立的，印度农业研究系统是世界上最庞大、最综合的制度化研究系统之一[12]。其农业科技体制运行机制最大的特点是中央和地方研究、教育、推广机构既有明确分工，又有紧密合作，运行效率较高[13]。印度农业研究委员会（ICAR）为农业研究系统的最高机构，统筹管理与协调全国农业科技与推广，目前设有45个国家级农业研究院（所）、30个国家级农业研究中心和10个科研项目指导委员会。

2.1 印度联邦中央马铃薯研究所

1949年在英国农业顾问的建议下，印度政府成立联邦中央马铃薯研究所（以下简称研究所），是印度早期设立的9个全国农业研究所之一。研究所设置作物改良、作物生产、植物保护、作物生理、生化与收获后技术、种子技术与社会科学等6个研究部门。在全国马铃薯产区设有7个地区试验站，在15个生产区域拥有521 hm2生产基地。

2.2 研究体系及分工

自印度第4个五年计划（1969—1974年）始，研究所领导执行全印度马铃薯协作研究计划（AICRP）。此研究计划设立的25个研究中心构成了协作研究网。25个研究中心位于全国马铃薯不同产区，其中7个中心位于研究所的区域试验站，17个中心位于不同的邦农业大学，1个为独立研究中心。现研究所及其领导的全印度马铃薯协作研究计划构成印度马铃薯研究体系，承担全印度95%的马铃薯研究工作。其余5%的研发工作由其他大学或研究机构承担。

研究所与协作研究网络各有研究侧重点，各有明确任务分工。研究所的研究任务主要包括为提高马铃薯生产率和利用率，承担基础和战略研究；生产脱毒种薯的原种；作为国家马铃薯科研信息资源库；指导协作研究网络研究解决制约地方马铃薯产业发展的长期问题；负责与国内和国际相关机构合作；为提升科研水平，进行研究方法和技术培训；为马铃薯研究和发展提供建议。协作研究网络的研究任务主要包括协调和监测改良品种在多地区的试种；作物种植农艺技术标准化；确定适合不同耕作体系的高收益马铃薯品种；选择适合的植物保护方法；联系不同的马铃薯生产和消费群体。

3 印度马铃薯研究策略及主题

应对日益严重的全球变暖，气候变化对马铃薯生产造成的影响、提高马铃薯加工水平等是印度马铃薯中长期研究目标。为实现研究目标，采取的研究策略主要包括：①充分有效利用遗传资源改良品种，②安全使用生物技术提高马铃薯品质，③鼓励生产高质量栽培材料，④引进信息技术进行资源规划和作物种植管理研究，⑤保护环境友好型植物，⑥鼓励研发马铃薯节能贮存方式及开发马铃薯多样化利用，⑦加强科研组织与农民直接对接进行技术推广。

印度马铃薯研究为了提高竞争力，紧跟世界科技前沿，明确以前沿研究主题为基础制定未来马铃薯的研发计划。印度马铃薯前沿研究主题包括开发转基因马铃薯，解决高风险领域的问题，如生物与非生物胁迫；开发马铃薯冷切片品种；开发低血糖指数和含抗氧化成分的品种；新基因鉴定和重要特征标记；马铃薯收获自动化研究；关于马铃薯块茎形成的蛋白质组学和表型组学的研究；通过等位基因挖掘和重新排序的方法研究开发抗病和质量特征方面的下一代分子标记；在国家和地区开发生物风险智能和决策系统；利用ICT、GIS和遥感技术研究和降低气候变化、全球变暖的不良影响。

4 印度马铃薯生产目标研究

有专家预计，印度将在2030年前成为世界上人口最多的国家。印度未来的粮食消费模式已引起其国内和国际的特别关注，其研究重点从对谷物粮食的供需研究逐步转向马铃薯生产与消费的研究。

4.1 2050年印度马铃薯生产目标

由于农业科研投入与产出以及成果转化、应用、推广周期较长；且为了应对马铃薯产业发展面临的问题和挑战，印度联邦中央马铃薯研究所制定了2050印度马铃薯愿景。根据马铃薯消费变化预估了2050年消费需求（表1），并据此制定了2050年生产目标。具体方式为根据FAO统计数据计算1991—2010年印度人均马铃薯鲜食消费综合增长率（2.34%），然后在综合考虑人口增长（至2050年预计印度人口综合增长率为0.78%，城镇人口增长率2.04%）、食物种类增加等相关因素的基础上，测算人均鲜薯消费量增长率为2.265%，预估2050年鲜薯消费需求达7 847万t。

表1 马铃薯需求分量 单位：万t

预估2050年出口种薯和加工薯约300万t，国内总需求预计1.22亿t，总产量目标预计1.25亿t。根据生产模型预测2050年单产为34.51 t/hm2，则2050年需要种植马铃薯面积约为362万hm2。

4.2 基于供需模型分析的2030年目标

根据联合国《世界人口展望》（World Population Prospects）预测，印度将在2030年前成为人口最多的国家。其粮食安全已成为各界关注的焦点。随着人口增长，印度马铃薯消费量增加明显。据FAO数据统计，印度马铃薯产量从1961年的270万t增加到2014年的4 640万t，提高了16.19%；马铃薯人均消费从1962年的3.5 kg增加到2013年的24 kg，提高了5.86%。促使消费增长的主要因素是收入增加使饮食习惯多样化成为可能、马铃薯本身的中性口味及烹饪的多样性、马铃薯营养丰富以及印度饮食中的素食传统。有专家预计，随着印度人口增长、居民收入提高及饮食多样化，印度马铃薯消费需求将持续增加。

Scott等[14-15]利用2015年版的国际农产品和贸易政策分析模型（IMPACT）对印度马铃薯的生产和消费需求进行了分析预测。IMPACT是一个多时期的农业局部均衡经济模型，与作物、气候和水模型相关联。作为一个综合建模框架，它已被广泛用于研究不同时期、不同地理环境的全球特定食品供给和需求。根据高、中、低3种条件下的模型测算得出，2030年印度马铃薯产量比2010年增长2 390万～3 760万t，达到6 010万～7 380万t。这些增长基本源于马铃薯单产的提高，预测单产将从2010年的19.9 t/hm2增加到2030年的23.5～27.1 t/hm2。马铃薯总需求测算2030年将达6 300万～7 300万t。

5 结语

目前，全球约70%的国家和地区种植马铃薯。由于马铃薯水资源利用率、收获指数及单位土地生产的热量均高于谷物粮食作物，且应对气候变化的能力更强，马铃薯作为主粮或是谷物粮食的第一替代物日益被各国认同。随着亚洲人口的持续增长，作为全营养作物的马铃薯经济价值日益凸显。因受西方影响，印度较早开始马铃薯系统研究，协调统一的研发系统运行及研究成果转化也卓有成效，马铃薯单产保持较高水平。当前由于全球新冠肺炎疫情及气候变化引起的自然灾害频发等影响，粮食及营养安全成为全球关注的焦点，粮、菜、饲皆宜的马铃薯将在保障粮食安全中发挥重要作用。科技是马铃薯产业发展的重要支撑，完善研发系统、提高研发效率，尤其加强马铃薯供需分析为政策制定提供依据，均有助于马铃薯产业健康发展。