宋 勇 ,熊兴耀 ,吴秋云 ,赵清音
(1.湖南农业大学园艺园林学院,湖南 长沙 410128;2.作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地,湖南 长沙 410128;3.湖南省马铃薯工程技术研究中心,湖南 长沙 410128)
木薯(Manihot esculenta Crantz)别名树木薯,树番薯,属大戟科木薯属植物,多年生或一年生灌木,是世界三大薯类作物(马铃薯、甘薯、木薯)之一[1]。木薯属热带亚热带高产作物,地下块根产量和淀粉含量高,是用于开发生物燃料乙醇的高效优质原料和首选作物。木薯有适应性强、耐旱耐瘠、易种易收、生长快、产量高、病虫害少、用途广、产业链长、带动性强等优点,有着广阔的开发利用前景。
木薯原产南美洲,已有近5 000 a栽培历史,16世纪末传入非洲,18世纪传入亚洲,现主产国有巴西、泰国、刚果、印度尼西亚等[2]。木薯种植广泛分布在南北纬30°之间、海拔2 000m以下、年平均气温16~18℃以上的热带和部分亚热带地区。全世界有100多个国家种植木薯,面积达1 900万hm2以上,年产鲜薯2.4亿t,是许多热带地区国家日常食物中的主要热能来源,也是全世界6亿多人口的主要食粮[3]。木薯于19世纪20年代引入中国,现广泛分布于华南地区[2-3],以广西、广东和海南栽培最多,福建、云南次之,湖南、江西、四川和贵州等省亦有种植[4]。
木薯是热带、亚热带作物,喜温热、强光,耐旱、耐瘠,不耐霜、不耐渍;在无霜期8个月以上,降雨量 600~6 000 mm,土壤 pH值 3.8~8.0,年平均气温18℃以上的热带、亚热带广大地区均可种植。最适生长条件为年平均温度约27℃,日平均温差6~7℃,年降雨量1 000~2 000 mm且分布均匀,土壤pH值6.0~7.5,阳光充足,土层深厚,排水良好。木薯的生育期一般为7~9个月[3]。
随着木薯深加工的发展和变性淀粉的开发,其加工产品超过2 000多种,涉及食品、医药、造纸、纺织、塑料、化工等,广泛应用于工业、农业、国防、科技等各个领域。木薯可加工成5大系列产品:(1)淀粉糖类,包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、低聚糖、海藻糖等,特点是热量低,是理想的保健品;(2)淀粉类,变性淀粉广泛应用于纺织、造纸、医药、建材、农业等行业;(3)酒精类,如乙烯、乙醛、乙酸、丁醇等;(4)有机化学类,如醋酸乙酯、乳酸等;(5)精细化学品,如赖氨酸、山梨酸等[2]。
世界上木薯全部产量的65%用于人类食物,在非洲几乎所有的木薯都作为粮食食用,在拉美约40%是以加工制成各种食品而食用的,亚洲的印度和印尼也将木薯作为粮食的重要补充。20世纪50~70年代,木薯是中国南方很多城乡居民的主要粮食替代品[3]。木薯适应性强、耐旱耐瘠、抗性强、病虫害少,与其他农作物相比,生产上很少施用农药、化肥,产品绿色无污染。
木薯所含的淀粉以及其他营养成分比较丰富,热能总量大,单位面积产出比水稻、小麦、马铃薯等作物高,是畜禽、水产类等的优质饲料。木薯叶片也可养蚕、养鱼。随着养殖业的不断发展,对木薯制品的使用越来越多[2-4]。
发展绿色、环保、可再生能源,是我国保障能源安全的重要战略举措,也是当今世界能源发展的潮流。生物燃料乙醇以其可再生性、经济性、环保性,成为当前石油能源替代品首选。木薯是可再生生物资源,具有良好的生物特性,是目前国内最经济的非粮燃料乙醇首选作物。木薯作为能源作物的优势在于[3,5]:(1)木薯光、热、水资源利用率高,木薯单位面积的生物产量高于绝大多数其他栽培作物;(2)抗旱、耐瘠,木薯对土壤养分和水分利用率极高,能在其他作物难以生长的贫瘠土壤顽强生长,并获得较高的产量;(3)抗病虫害,中国目前几乎没有发现严重的木薯病虫害;(4)木薯加工燃料乙醇的工艺比较成熟,可行性强,成本低。
随着社会经济的发展、生活水平的不断提高,人们对食物的营养保健以及多样性和安全性需求不断提高,五谷杂粮、粗粮等身价倍增,广受欢迎。木薯也从度荒充饥的低效、低值的食粮成为了人们青睐的营养、保健、绿色高档食品。同时,木薯作为重要的工业原料,随着能源工业、淀粉工业和饲料工业的迅速发展,国内外市场对木薯的需求逐年大幅度增长。据预测,到2020年世界木薯需求量将从目前的2亿t增加到2.7亿t,市场的巨大需求将为湖南木薯产业发展提供广阔的空间。
湖南地处北纬 24°38′~30°08′之间,处于木薯分布区域的北缘,位于亚热带东亚季风区,属亚热带季风湿润气候,具有气候温和、四季分明、雨水集中、光热资源丰富的特点。年平均日照时数1 400~2 000 h,年平均气温一般为16~19℃,大部分地区日平均气温稳定,10℃以上的活动积温为5 000~5 840℃,可持续 238~256 d,15℃以上的活动积温为4 100~5 100℃,可持续 180~208 d,无霜期 253~311 d。雨水丰沛,平均降雨量在1 200~1 700mm之间。总体来看,湖南的温光、雨水等气候条件完全可以满足木薯生长的要求[6]。
湖南省土地总面积约2 067万hm2,其中山地和丘陵占2/3,以山地和丘陵为主的地形地貌决定了湖南有着丰富的荒山、荒坡等边际土地资源。这些边际土地大多保水保肥性能弱,土壤贫瘠,灌溉条件较差,季节性干旱严重,如果用于种植其他作物则成本高、产量低、效益差。而木薯粗生易种、耐旱耐瘠,这些边际土地如果用于种植木薯也可获得高产,是较好的土地资源[7],这样既不会与粮、棉、油、果、菜、林等争地,还可以同其他作物间种或套种,使多种边际土地受益。湖南有荒山、荒地等未利用的适合木薯生长的宜耕性边际土地约66.7万hm2,若开发1/5,则可增加木薯种植面积约13.3万hm2,木薯产量按2 t/667m2计算,可收获约400万t木薯,增加粮食80万t(按折粮薯类计算),可生产燃料乙醇约50万t。湖南省宜耕性边际土地资源丰富,发展木薯产业既不会影响粮食生产,也不会与其他作物争地,还能促进能源工业、淀粉工业和饲料工业的发展。
国家发展生物燃料乙醇的基本原则是“因地制宜,非粮为主”、“不与人争粮,不与粮争地”,发展非粮食乙醇的首要条件是解决原料的生产及供应问题,综合考虑国家能源安全、粮食安全和生产成本,木薯是生产燃料乙醇的首选非粮作物。随着我国开发生物质能源力度的进一步加大,作为生产燃料乙醇的主要原料,木薯的优势更加突出,市场前景将更加广阔。仅就国内木薯市场而言,国内生产不能自给自足,每年要进口木薯干片和木薯淀粉上百万t。为保障木薯原料供应,农业部计划到2015年将木薯种植面积从目前的46.7多万hm2增加到100万hm2,将木薯产量从目前的700多万t提高到3 000万t。为了实现这一目标,在稳定木薯传统种植区面积的基础上,通过木薯北移扩大种植区域来提高木薯种植面积和产量将成为必然选择。农业部将木薯北移种植确定为“十二五”国家木薯产业技术体系重点研究任务,将湖南、江西、贵州等地作为木薯北移种植的重点发展区域,并通过了国家木薯产业技术体系项目,将在“十二五”期间对湖南的木薯科学研究和示范推广进行连续5 a的资助。因此,湖南发展木薯产业符合国家战略需要、有国家产业政策引导、有国家木薯产业技术体系技术支撑、有项目经费资助、有巨大的市场需求,将迎来重大发展机遇。
政府要提高对木薯产业的重视和支持力度,加强对木薯产业的政策指导,要制定木薯产业发展目标、进程和措施,从宏观上扶持木薯产业的发展;合理规划和布局木薯种植业和加工业,使加工能力与原料供应相匹配;在确保粮食安全的前提下,大力引导在荒山、荒地等边际土地开发种植木薯;加大对木薯科学研究、新品种引进、示范和种茎繁育等工作的资金支持力度,加快新品种、新技术在生产上的应用;相关部门对加工企业在技术改造、流动资金、税收政策等方面实施政策倾斜,促进木薯加工企业的发展壮大,带动木薯产业的联动发展[8]。
在湖南,木薯产业还是一个新兴产业,各级政府和科研机构有义务加大宣传力度,加强对木薯的种植技术、食用方法、加工利用前景的宣传,逐步提高木薯产业的地位。要改变和打破木薯产业是低效益产业的传统旧观念;宣传发展木薯产业的重要性及其对社会经济的贡献,坚定发展木薯产业的信心;在边远贫困山区,应积极引导农民引种、试种木薯,促进木薯产业的发展[9]。
发展木薯加工业是木薯产业化发展的重要前提。加强木薯科研推广单位与生产、加工企业的联合,培育壮大木薯产业化龙头企业,提高产业化经营水平。围绕木薯加工企业,建立原料基地,划分相应的原料产区,进一步创新完善企业、科研机构与农民的利益联结机构,完善“科研+政府+企业+农户”的生产模式。
扶持建立木薯产业协会,提高木薯种植的规模化和组织化水平,建立木薯购销公司,配合木薯加工企业完成木薯的收购、加工、保管、调运等工作,完善产销体系。鼓励企业从种子、种植到收获提供全程服务,对农户进行指导和安排,为农民无偿提供技术支持,通过企业规划和建设木薯良种种植示范基地,与农户签订产销合同,保价收购木薯产品[10]。以木薯加工企业为龙头带动销售、加工和种植,从而推进木薯产业化进程。
湖南全年适合木薯生长的时期有7~8个月,应以发展早中熟木薯品种为宜[11]。食用型的甜木薯品种,氢氰酸含量低,口感好,可以直接蒸煮食用,也可以加工成食品。推广食用型木薯品种种植,可以极大地缓解我国的人口增长与粮食生产的矛盾,促进食物多样化。应立足湖南自然资源条件,因地制宜,突出湖南早熟、食用型的区域特色,在满足木薯加工企业需求的同时,积极引导和鼓励农民发展种植早熟的甜木薯品种,满足市场多样化和优质化的需求,为国家粮食安全作贡献。
加快完善以科技创新为主的木薯研发推广体系,政府在政策制定、财政支持、人员配置等方面加大支持力度,增加对木薯科研、推广与培训的经费投入,改善木薯科研、推广体系条件,壮大科技人才队伍,加强木薯科研与推广工作,提高木薯种植、加工的科技含量[12]。切实加强木薯实用技术培训,通过多种形式的教育和培训,不断提高农技人员和木薯种植户的科技素养和种植水平,推动木薯产业与农村经济的发展。
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[7] 袁展汽,肖运萍,刘仁根.江西发展能源作物木薯的可行性及前景分析[J].江西农业学报,2008,20(4):93-94.
[8] 黄 洁,李开绵,叶剑秋,等.中国木薯产业化的发展研究与对策[J].中国农学通报,2006,26(5):421-426.
[9] 张振文,李开绵,黄 洁,等.我国木薯产业发展形势与策略—广西武鸣县木薯产业发展启示 [J].广西农业科学,2006,37(6):743-747.
[10] 谭冠宁,韦本辉,周 晓,等.防城港市木薯产业的现状和发展对策[J].广西农学报,2008,23(2):80-81.
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