甜菊糖原料供给侧改革方向

罗庆云 ，陈 锋 ，陈玉江 ，缪慧敏 ，陈婉婷 ，谭曦曦

（1.南京农业大学园艺学院，南京 210095；2.南京林业大学经济管理学院，南京 210037）

甜菊糖，又名甜菊糖苷，是从甜叶菊叶片中提取的一类低热量高倍甜味剂，具备天然、低热值特性，口味接近蔗糖，是继甘蔗、甜菜糖外第三种天然甜味剂，被誉为“世界第三糖源”，对追求健康生活方式及体重管理的消费者颇具吸引力[1]。目前，以美国FDA为代表的监管机构已认同甜菊糖及其衍生物葡萄糖基甜菊糖苷的安全性，市场需求逐渐增大[2]。自2013年以来，我国甜菊糖作为植提单品，已连续多年稳居植物提取物出口“榜首”，2016年，甜菊提取物全年出口额已达14.5亿元。据Grand view研究报告，到2024年，全球甜菊糖市场将达5.567亿美元。

甜叶菊，作为提取甜菊糖的原料作物，自上世纪70年代后引入我国以来，中国已发展为种植面积、提取加工及出口量最大的国家。中国甜菊协会公布的最新数据显示，2016年中国出口的甜菊糖量约占国际甜菊糖市场的80%。与这些数据形成鲜明对比的是，当前我国甜叶菊产业集中度低、产能过剩严重、产业链各环节协同合作差、低水平竞争激烈。具体表现为在甜叶菊种子生产、种苗繁殖、大田种植及叶片收贮等环节都存在品牌意识弱、生产规模小、质量控制差等问题。特别是在当前优势农业项目匮乏、投资主体多元、非市场主体干预强度大等背景下，盲目追求短期效益，缺乏品牌意识和长远规划，导致市场上甜叶菊原料叶品质逐年下滑，严重影响了下游甜叶菊提取加工企业的生产效益和市场竞争力。

甜菊糖原料供给侧改革，通过液体授粉、丸粒化包衣、纸筒育苗、高畦膜下滴灌、绿叶青贮等适应机械化、规模化和标准化的供给体系建设，有效解决农业从业人员日益稀缺对甜叶菊原料叶生产的影响，为甜叶菊原料叶各市场主体间协同合作搭建平台，为提高甜叶菊原料叶品质提供保障。

1 我国甜菊糖原料叶生产现状

1.1 甜叶菊种子生产现状

甜叶菊属于自交不亲和植物，绝大多数品种自花授粉不结实，靠杂交来产生种子。现有甜叶菊杂交制种方法是将各亲本株系的扦插繁殖苗或种子苗定植在同一田块，利用蜜蜂等进行传粉杂交，生产杂交种子。由于父母本植株都可以相互接受对方花粉形成种子，且甜叶菊种子轻、具冠毛、成熟后易飞散，在收获种子时难以排除以农艺性状不足父本植株为母本反交所形成种子的掺入，导致种子纯度低、混杂度高。

此外，由于甜叶菊同一植株花期多持续一个月左右，种子间成熟期差异大。目前甜叶菊种子收集方法为待大多数种子成熟时一次性收割母本植株晒干后脱落种子，或在大田间隔一定时间人工振摇母本植株收获种子，并以前一种收获方式为主。前一种种子收获方法所得种子纯度较高，不足之处在于种子成熟度不一致、发芽率低、后期精选难、收获率低等；后一种收获方法所得种子成熟度一致性较好，种子产量高，但效率低、用工量大。

此外，由于当前甜叶菊种子质量标准体系尚未建立，生产主体多为农户个体或专业合作社，规模小、管理水平良莠不齐、质量控制意识差，且种子生产者与甜叶菊种植户间利益分割，为增加种子产量，在杂交组合配置、父母本植株纯化以及母本植株种子单独收获等质量控制关键环节上缺乏客观约束和主观能动性。为此，当前甜叶菊杂交种子存在种子纯度不高、发芽率低等不足。

1.2 甜叶菊种苗繁殖现状

当前我国的甜叶菊种苗繁殖方式包括种子繁殖和扦插苗繁殖两种方式。

其中种子繁殖方式多应用于冬季气温低、扦插繁殖难度大、扦插苗调拨成本高的新疆、甘肃、内蒙、吉林等地区。由于这些地区秋季气温下降快，甜叶菊在当地无法顺利自然结实，所使用的甜叶菊种子多采购于其他地区。由于种子生产者与甜叶菊种植户间利益分割，且种子质量检测难度大，特别是目前还无法快速确定所购种子最终所产叶片含糖量及产量高低，使得最终收获的甜叶菊叶片品质难以得到有效保障。

扦插苗繁殖方式因其前期管理在棚内进行、风险低、种植成活率高且最终收获的甜叶菊叶片品质相对稳定，受“菊农”及下游提取加工企业欢迎。扦插苗繁殖方式原多应用于冬季气温高、春季回温早的安徽和江苏等地，随着物流条件的改善，也在新疆、甘肃、内蒙、吉林等地逐渐推广开来，但存在生产和运输成本较种子繁殖方式高等不足。此外，与种子生产主体一样，当前甜叶菊扦插繁殖苗生产主体也为农户个体或专业合作社，规模小、管理水平低、幼苗期种苗质量检测难度大、甜叶菊扦插苗质量控制体系也尚未建立。同样地，由于扦插苗繁殖者与甜叶菊种植户间利益分割，使得甜叶菊扦插苗纯度和质量稳定性难以得到有效保障，同时还存在品种更新慢等不足。

1.3 甜叶菊叶片生产现状

在甜叶菊叶片生产环节，我国甜叶菊年均种植面积近30万亩（2万公顷），分布于新疆、甘肃、内蒙、吉林、山东、安徽、江苏、江西及新发展的广东、湖南和云南等地区，支撑中国甜叶菊产业的是近十万户“菊农”。

在当前优势农业项目匮乏、投资主体多元，特别是在地方政府等非市场主体干预等背景下，片面追求短期政治和经济效益，盲目建设甜叶菊种植基地，导致市场上甜叶菊原料叶品质逐年下滑，严重影响“菊农”的种植积极性和下游提取加工企业的生产效益与市场竞争力。此外，与甜叶菊原料供应链中前述环节一样，当前甜叶菊叶片生产主体也多为农户个体或小规模的专业合作社，规模小、管理水平低。种植前期，受客观条件限制，难以对种子、种苗质量进行有效甄别；大田管理中，受主观意愿影响，追求产量，盲目大肥大水，导致甜叶菊叶片中甜菊糖含量不足。

1.4 甜叶菊叶片收贮现状

由于当前甜叶菊叶片生产主体多为农户个体或小规模专业合作社，难以将所收获叶片直接销售给下游提取加工企业，而多由经纪人或收购商集中收购后再转销下游企业。在此过程中，受下述三方面客观条件限制，无法实现基于叶片甜菊糖含量差异的分类销售，导致甜叶菊叶片市场上劣币逐良币：一方面，农民的种植面积小，议价能力弱；另一方面，经纪人或收购商普遍缺乏甜叶菊叶片品质检测条件，难以做到基于叶片甜菊糖含量的优质优价；第三个方面，由于每户“菊农”的种植面积小，即使有管理精细、甜菊糖含量高者也不便进行分类收购[3]。

从上述4个方面可以看出我国当前甜叶菊原料供应链中存在的主要问题是生产规模小、品牌意识弱、质量控制差。为推动我国甜菊糖原料供给侧改革，提升下游提取加工企业生产效益和市场竞争力，有必要将适应机械化、规模化和标准化的甜菊糖原料供给体系建设的相关技术引入到甜叶菊原料叶生产中来，为甜叶菊原料叶各市场主体间协同合作搭建平台，促进产业协同合作，改变各市场主体小、散、弱现状，促进产业升级，为甜叶菊原料叶品质提供保障。

2 相关技术及其在甜叶菊原料供应链中的应用前景分析

2.1 液体授粉促进机械化制种

目前甜叶菊种苗繁殖方式包括无性扦插繁殖和种子繁殖两种方式。其中，虽然无性扦插繁殖苗具有品质稳定等优势，但无性扦插苗繁殖用工量大且往往需要短期大规模突击用工，随着农村劳动力的大量转移，扦插繁殖用工招聘越来越困难。种子繁殖方式因其劳动强度小、繁殖成本低、推广速度快而广受关注，为此种子繁殖将是甜叶菊原料供应链中种苗供给渠道的重要改革方向。

但是，当前甜叶菊制种的不足之处在于结实率低、纯度不高、发芽率低、种子苗所产甜叶菊叶片品质低且不稳定。这是由于除对优良的甜叶菊杂交组合缺乏系统研究而导致甜叶菊叶片品质低下外，主要是由于，在当前制种模式下：（1）父母本花期相遇是确保杂交结实率的基础，但甜叶菊植株开花期受温光肥等条件影响大，通常很难做到父母本植株同时开花杂交；（2）蜜蜂的访花是实现杂交结实的关键，但受天气等不确定因素影响大，若在花期遭遇阴雨等不良天气，会严重影响蜜蜂的访花频率，从而影响杂交结实率；（3）为保证杂交种子纯度和成熟度，收获时必须首先将父母本分开，再分批收获母本植株上的种子，但是由于用工多、劳动强度大，且农村劳动力日益短缺，种子的纯度和成熟度难以得到有效保障。为此，迫切需要将液体授粉结合机械化制种引入到甜叶菊制种中来，实现甜叶菊机械化高效制种。

液体授粉技术，国内最早见报道于1978年，国外以日本最早报道于1981年，目前在梨等果树上应用较为广泛[4-5]。液体授粉是将人工收集的花粉溶解于等渗透势的溶液中，借助微量喷雾器等将花粉喷射到柱头上以实现授粉，它具有授粉快、成功率高等特点。

利用液体授粉，可以通过父母本植株单独种植、花粉低温干燥长期保存及母本植株授粉期避雨处理等措施，有效避免父母本花期不遇及花期阴雨等不利因素对杂交结实率的影响，确保杂交种子纯度，并为栽培、授粉、种子收获等环节的机械化操作提供平台。

2.2 丸粒化包衣和纸筒育苗促进机械化育苗移栽

育苗、移栽作为一套栽培体系，由于作物幼苗期是在棚（室）内集中管理，具有直播难以比拟的优势：（1）可有效避免霜冻、早春低温、倒春寒等灾害性气候影响，移栽后成活率高，易达到单位面积作物株数等农艺要求；（2）可有效延长作物生育期，提高作物单产和品质；（3）有效免除前期田间间苗、杂草控制等大田管理投入，显著节本、增产、增收。此外，与传统操作方式相比，机械化育苗移栽的优势主要体现为保障操作质量、提高作业效率、降低劳动强度。

甜叶菊种子小，千粒重仅0.3～0.4 g，且具冠毛，易随风四处飞散，为育苗等操作带来不便，并最终导致种子苗长势不一，大田移栽等田间管理难度大。其原因在于：（1）由于种子成熟度不一致、种子发芽参差不齐；（2）由于种子小、具冠毛，撒播育苗时种子间距无法把握，导致种子苗疏密不均、长势不一。为此，有必要将丸粒化包衣结合纸筒育苗引入到甜叶菊育苗中来，以实现甜叶菊机械化播种育苗，并为基于机械化移栽的规模化种植提供条件。

丸粒化包衣技术是上世纪80年代引入我国的一项种子加工技术，是将农药、化肥、生长调节剂、保水剂等有效成份和辅助材料分层有序包敷到种子上，使种子放大增重，为育苗及直播等过程机械化精密播种创造条件，有效实现齐苗壮苗、节约用种[6]。

纸筒育苗是我国上世纪50年代开始在树木育苗中采用，并自上世纪70年代开始在甜菜等作物早期育苗中开始应用的一种育苗技术，是将种子播入装满营养土的育苗纸筒内，在棚内通过温、光、水控制培育幼苗的一项技术，纸筒育苗30～35 d后就可以利用移栽机连同纸筒移栽大田。与目前的甜叶菊种子苗和扦插苗移栽方法相比，纸筒育苗移栽具有3方面的优势：（1）由于甜叶菊幼苗柔弱，而纸筒具有一定机械强度，为利用移栽机进行甜叶菊幼苗机械化移栽提供了条件；（2）由于是带土移栽，植株根系未受到损伤，田间管理容易；同样地，（3）由于是带土移栽，植株定植后不存在缓苗期，也相对地提早了甜叶菊植株的大田有效生长期，有利于提高甜叶菊叶片产量和品质[7]。

2.3 高畦膜下滴灌促进规模化种植

规模化种植是甜菊糖原料供给体系改革的必然选择，只有实现规模化，才可使种植环节很好地与下游提取企业互动，形成利益共同体，共同提高甜叶菊品质。

与农户依托自主承包的零散土地进行小规模种植相比，随着农业从业人员的急剧减少和老龄化，规模化种植因管理规范性强、效率高而受到关注。随着农村土地“三权分置”的实施，规模化种植将是我国农业发展的主要方向。而规模化种植效益得以保障的关键在于如何合理减少种植、除草、施肥及收获等环节的人工成本，也就是需要提高机械化程度。

高畦膜下滴灌栽培是上世纪90年代在我国保护地生产中推广的栽培技术，是把高畦 （筑成高出地面15～20cm的种植畦）、地膜（在畦面覆盖地膜）和滴灌（在地膜下设置滴灌软管）结合起来的一种栽培技术[8-9]。高畦可以促进排水、有效降低地下水位、提高土壤透气性及土壤温度，促进植物根系发育；地膜覆盖可以控制杂草生长、减轻多雨季节对植株根系生长的影响、提高土壤温度、促进植物根系发育；滴灌有利于实现水肥一体化管理，可以通过自动化控制有效减少人工需求及人为不可靠性、提高大田种植安全性和田间管理一致性。为此，高畦膜下滴灌栽培技术必将促进甜叶菊规模化种植的有效实施。

2.4 青贮促进机械化收获及原料叶储存安全等

甜叶菊叶片中的甜菊糖含量受植株生育期影响大，以现蕾期至开花前期叶片中的甜菊糖含量较高，为甜叶菊的适宜收获期。在现行农户分散种植模式下，劳动力不足，很难保障适时收获，难以实现规模化种植。

干燥是保存作物品质的重要手段，其原理在于通过降低物料含水量，抑制细胞呼吸速率和化合物的酶促降解强度，在传统农业生产中被广泛采用。由于当前甜叶菊是干叶销售，甜叶菊叶片收获后的即时干燥对叶片中甜菊糖含量影响极大。例如，在我国安徽明光地区，因每户农户种植面积小，收获季节晴朗天气多，基本能够做到当天收获当天干燥，最终所获叶片中甜菊糖含量相对较高；相对地，在我国江苏东台地区，由于每户种植面积相对较大且因地处沿海，收获季节多雨，所获甜叶菊叶子难以及时干燥，最终所获叶片甜菊糖含量相对较低。此外，在我国的新疆、甘肃、内蒙、东北等地，收获环节的叶片干燥问题也已成为影响这些产地甜叶菊叶片中甜菊糖含量的重要因素。

近年来在青饲料贮存中广为采用的青贮技术有望替代并破解甜叶菊收获环节的干燥问题，将极大地促进我国甜叶菊种植规模化水平。青贮原指把青饲料埋起来发酵。其原理在于使青贮的饲料与空气隔绝，乳酸菌等（兼性）厌氧微生物产生有机酸，抑制好氧腐败菌生长，减少养分损失，保障饲料经久不坏。据考证，青贮技术起源于古埃及，18世纪末由北欧传入美国。在我国，早在700多年前的元代《王祯农书》和清代《幽风广义》中就有苜蓿、马齿苋等发酵方法的记载。在近代，西北农学院教授王栋等于1944年在《西北农林》上以《玉米窖贮藏青贮料调制实验》为题首次报道了带棒玉米窖贮藏青饲料实验。青贮技术经历了从高水分青贮到低水分青贮再到添加剂青贮的发展过程。到目前，青贮法已成为调制、贮存青饲料的一种有效方法[10]。

若能改良利用现有青贮技术，实现甜叶菊叶片的绿叶青贮，在确保叶片甜菊糖含量不受影响基础上，利用工程菌促进不同种类甜菊糖间有效转化，提高甜叶菊叶片提取附加值，必将有力推动甜菊糖原料供给侧改革，促进以甜叶菊提取为代表的整个植物提取业的升级。

此外，甜叶菊青贮还具有3个方面的优势：（1）由于青贮技术适应机械化操作，容易实现边收获边处理，所需周转场地小或不需要周转场地，必将有力促进甜叶菊机械化收获设备的开发应用和规模化种植的有效开展；（2）由于较干贮叶水分含量高，甜叶菊青贮大大地减轻了原料叶储存期间的防火压力及提取等环节的粉尘污染；（3）甜叶菊叶片经青贮处理后，其组织和细胞壁被部分降解，可提高提取效率、减少提取所需次数。

为此，本文针对我国当前甜叶菊原料供应链中存在的产业集中度低、生产规模小、品牌意识弱、质量控制差等现状，为推动我国甜菊糖原料供给侧改革，提升下游提取加工企业生产效益和市场竞争力，围绕甜菊糖原料叶的生产和储存链，在对我国甜叶菊生产现状及相关技术发展趋势进行分析基础上，提出了液体授粉、丸粒化包衣、纸筒育苗、高畦膜下滴灌、绿叶青贮等适应机械化、规模化和标准化的甜叶菊叶片生产和储存体系建设方向，可有效解决劳动力不足对甜叶菊产业的影响，为甜叶菊原料叶各市场主体间协同合作搭建平台，为甜叶菊原料叶品质提供保障。该甜叶菊叶片生产和储存体系的建设和实施，必将有力推动甜菊糖原料供给侧改革，促进以甜叶菊提取为代表的整个植物提取业的产业升级。