美国马铃薯种薯生产及认证

包丽仙，蒋 伟，尹自友，刘凌云，李先平

（云南省农业科学院经济作物研究所，昆明 650205）

美国是世界第五大马铃薯生产国，种植面积每年维持在433 000 hm2左右，总产约2000×105吨，平均单产46.2 t/hm2［1］。其单产相比1990年以前的不足33 t/hm2，提高了近40%。产量的提高不仅得益于美国先进的育种技术、丰富的种质资源和科学的机械化种植模式，更得益于完善的马铃薯种薯生产体系和认证体系。在美国马铃薯种薯生产过程中，质量检测贯穿整个种薯生产过程，种植者通过使用经过认证的高质量种薯提高马铃薯的产量和质量。美国的种薯认证体系在限制品种混杂和病害问题方面取得了很大的成功，有助于保持美国马铃薯产业的竞争力和盈利能力。

1 美国马铃薯种薯生产概况

美国每年通过认证的马铃薯种薯种植面积稳定在42500 hm2左右，而全美认证种薯面积通过率保持在92%～95%［2］。美国有19个州生产马铃薯种薯，其中80%的种薯繁育集中在缅因、明尼苏达、爱达荷、北达科他和威斯康星等几个州，有10个州联合生产马铃薯脱毒种薯。通常生产种薯的农场不允许种植商品马铃薯，而生产商品马铃薯的农场也不繁育种薯。

选育马铃薯新品种和繁育新品种种薯是一个不可分割的过程。美国国家科研机构进行理论研究和培养各种专业人员，而种薯农场等研发部门则进行新品种的培育、品种试验和种薯繁育。种薯基地繁育原原种和原种，每年更新70%的播种材料［3］。

美国马铃薯产业对优质种薯的需求促使美国建立了规范化的种薯生产体系。美国种薯生产在美国农业部的领导下，由许多单位共同组建形成：地方性的科研实验室、联邦（州）的试验站、农场主协会和农场主等。种薯生产体系由组织培养、温室原原种生产、大田各级种薯生产等几个部分组成。种薯繁育首先选择健康薯块，将它们在隔离条件下进行繁殖，用茎尖脱毒技术获得核心种苗。繁殖脱毒种薯一般需要3年时间，第一年组织培养获得种苗；第二年繁育原原种；第三年由原原种繁育一代原种。原种由个别农场在隔离条件下种植，繁育过程中须满足脱毒种薯繁育的所有要求。农场主使用优质种薯，特别是对于不抗病毒病的品种，必须严格控制种薯来源，保证种薯质量。如该区域有蚜虫迁飞，需要在蚜虫迁飞前提前杀秧，以保证种薯不会携带病毒。

随着马铃薯脱毒快繁技术的进步，以及更加灵敏的病原检测技术的发展，马铃薯种薯鉴定过程发生了很大的变化。在基础苗阶段，每个品种100%的植株都在实验室进行检测，从组织培养的茎间切段取一些叶片检测是否存在致病病原体，包括软腐病、黑茎病、环腐病、纺锤体块茎类病毒和几种马铃薯主要病毒（CPVX、PVY、PVS、PVA、PVM、PLRV），甚至检测更多的病毒病。在温室或田间种薯生产的后期阶段，种薯认证机构对0.5%～25%的马铃薯进行抽样检测，一般只检测已知的容易在马铃薯上传播的病原体。这些检测措施使美国马铃薯种业发生了革命性的变化，提供了比以往任何时候都高质量的认证种薯，促使该行业更具竞争力。

2 马铃薯种薯质量检测与认证方式

种薯质量对马铃薯生产起着决定性的作用。为了给美国马铃薯产业提供纯度较高且不含有致病源的马铃薯“种源”，一个精心设计的马铃薯种薯认证体系应运而生。在种薯生产和认证过程中，种薯质量检测贯穿整个马铃薯生产过程，只有检测合格的种薯才能授予合格证进入市场。

美国马铃薯种薯认证始于1914年美国马铃薯协会的第一次年会。到1920年，美国12个州和加拿大所有省份均参与到马铃薯种薯认证体系中。美国马铃薯种薯认证由所有拥有法律授权的州负责，每个州有责任通过州所在地的大学、农业部门或种植者协会进行认证。在管理认证过程的规则和条例中，各认证组织之间可能存在较大差异。认证官员定期开会，讨论进行认证和病原体检测的最佳方法，并努力制定统一的规则和条例。经过多年的运作，各认证组织之间开展了良好的合作，形成了相对统一的认证标准和方法。

美国种薯认证机构颁布了一些法规，限定或限制各种薯批次可获得种薯认证程序的年数。种薯等级鉴定或种薯种植的田间世代数在种薯认证机构之间差别很大，原则上有限的世代开始于种薯在田间种植或组培苗离开实验室和温室之后。美国缅因、纽约、威斯康星等州和加拿大都有政府经营的种薯农场，世代数从5年到9年不等，这取决于各种薯生产地区的法规［3］。一般来说，从这些农场生产的种薯在离开农场并由马铃薯种植者种植之前，不会获得世代数。分级及认证世代见表1、表2。

表1 美国马铃薯种薯分级体系

马铃薯种薯认证的主要目的是在提供品种纯度的合理保证的同时，减少种薯传播病原和其他如化学残留或发芽问题等的发生率。早期的认证工作集中在对病毒的控制上，现在除了确保品种的纯度外，还通过目测和实验室检测来处理种薯携带病害问题。为了有效减少这些问题的发生，检测体系建立了对种薯种植地块的品种混杂度和某些病害的容忍制度（即可以容忍一定比例的混杂和病害），这种容忍制度与种薯级别和种薯世代相关。一般来说，种薯在地里种植世代越长，对种薯的容忍级别越高。

表2 美国马铃薯认证种薯世代限制：田间种植时间表

种薯认证机构负责进行所有种薯在田间、储存和运输过程中的检测。种薯认证机构、种薯种植者和马铃薯商品化之间的互动与沟通，推动了种薯质量认证制度不断健全完善。

3 美国马铃薯种薯质量检测与认证程序

3.1 提出申请

在马铃薯种植季节开始时，希望进入认证体系的马铃薯农场主须向认证机构提出申请。申请表列出种植者的相关信息（姓名、地址等）和需要认证的种薯。申请内容包括品种名称、种薯来源、播种日期、被认证种薯的世代和等级，以及其他相关信息，用以提供检测机构做出检测决定。这一记录由认证机构核实，种植者被告知是否有资格获得该年的认证。大多数州要求种植农场的所有种薯批次都符合认证条件才能作为种薯销售。此外，在提交申请时种植者将支付种薯认证的基本费用。认证体系大部分是由种植者按照种植面积交纳的费用和其他额外费用资助，这些经费用于检测、组织培养等。

3.2 实地检查

一旦认定了资格、等级和世代，就会对马铃薯种薯进行一系列的检查。首先是认证机构派出训练有素的检查员到田间进行目测。生长期间在不同的时间进行3次或更多的检查，以最大程度地发现种薯传播的病虫害问题。检测结果将会影响次年的种薯级别评判。在田间检测中容忍度是有效的，每一次检查都有品种混杂度和病害的特定容忍度。第一次检查的容忍度较高，第二次和最后一次检查的容忍度较低。通过容忍度设置的方式，种植者有机会去杂和拔除病株。这是一个非常有效的机制，可以减少病害（如病毒病）和品种混杂。由检查员进行准确的统计，记录受病虫害影响的植株数量以确定其占比。如果一个地块被认为超过容忍度的话，认证程序将会降低其种薯级别，若超过容忍限度太多将被拒绝认证，该地块生产的马铃薯将不能作为种薯销售，但可以进入商品薯市场或通过其它如加工渠道进行处置。田间和收获检测参照标准如表3。

表3 美国马铃薯种薯田间和收获检验标准 %

3.3 仓库/收获检查

在马铃薯种薯种植地通过田间目测检查后可以收获和储存。检查员将在种薯储存期间进行一次检查，以确保种薯质量和批次的一致性。收获时种植者从每个种薯种植地随机采样（100～400个薯块），样品块茎送到较热的地区如佛罗里达和夏威夷等地进行反季种植，或者在温室内种植并检测病毒。送到位于夏威夷的病毒检测中心进行病毒Elisa检测，主要检测PVY、PVX和PLRV，有时抽样检测PVA和PVM，病毒含量超过标准的不能作为种薯销售。必要时检查员会对这些库存进行目测和实验室检测，以确定是否有未检测到的病毒感染、品种混杂和化学药害等。收获后检测的所有程序是对下一年种薯资格的再次确认。此外，使用此评估的许多程序还用于确定是否有资格挂牌标记为认证种薯进行销售。收获后的测试标准如表4。

表4 美国马铃薯种薯收获后测试标准 %

以上检测程序都会打印一份种薯目录，列出每年出售的所有合格种薯批次，通常包含该批次种薯的田间病害发生信息。这份目录将被种薯生产者用来宣传销售他们的认证种薯。

3.4 收获后的装运点检查

完成种薯认证过程，还需要以下步骤：购买了经认证的种薯后将进行装运，装运过程中由联邦/州检测机构进行装运点检查，以核实种薯是否符合等级和大小等标准。经装运点检查后，该批种薯将被标记为正式认证，每个标签或散装认证须标明产地、品种、等级和世代等，以及种薯生产者。

3.5 发放种薯标牌（植物健康证书）

种薯认证的最后一个步骤是获得北美马铃薯健康证书（North American Health Certificate，NAHC）。该证书列出种薯所有关键信息，包括产地、种植地块、所有检查数据、病害检测程序和种植者信息等。这样种薯购买者通过NAHC就能获得该批种薯的全部信息。

4 美国马铃薯种薯生产及认证对中国马铃薯种薯质量控制的启示

4.1 种薯产业现状差异

通过对美国马铃薯种薯生产和认证的考察，进一步印证了种薯质量的优劣是马铃薯产业持续发展的原动力，关系到种薯生产企业是否具有市场竞争力。美国马铃薯种薯的生产、检测、质量认证等程序是在一系列的法律、法规约束下强制进行的，整个种薯生产与认证过程，由美国政府部门、研究机构、学校、马铃薯协会、种植者多方参与，且各环节能够有机地衔接在一起。与美国相比，我国马铃薯脱毒种薯在生产、管理和检测方法方面基本相同，存在的差异主要体现在以下几方面：

第一，种薯市场品种混杂，种薯质量参差不齐，合格种薯率低，很大一个原因是市场对马铃薯质量的主动监管力度不够［4］。我国在马铃薯种薯质量检测技术研究及标准制定修订方面，已形成了完善的体系；在硬件设施方面，大部分马铃薯主产区地市级以上的农业科研推广部门，均已配备了检测设备，可保证种薯质量检测工作的开展。现阶段市场缺乏整体的协调和控制，在环境、经济能力和对标准的认识程度等因素限制下，种薯质量主要依靠生产企业内部管控，企业常因生产检测硬件条件配备不全和专业技术人员缺乏，或为了减少投入而放弃应有的质量检验，使种薯质量得不到保证。甚至在各级种薯间、种薯与商品薯间没有界定，按国标要求种薯合格率低，种薯市场混乱［5］。

第二，国内马铃薯种薯质量监测和认证体系不完善［6］，其生产过程的监测和检测还未普及，认证工作还未开展。我国虽然有适用马铃薯生产的标准和能承担质量监督任务的质检机构，但马铃薯生产并不是由国家或权威部门统筹、组织、管理和协调，也不是在质检部门的质量监督下进行的［5］。从生产方面看，我国马铃薯生产区域广，生产条件和方式复杂多样，且马铃薯种薯生产环节较多，周期长，管理部门实施管理操作难度大，难以持续多年多点跟踪和监控。从种薯交易过程看，要在短时间内完成一系列的检测过程，监管难度大。从种薯检测成本和种薯销售价格综合分析来看，如按国家标准质量要求全面进行检测，检测成本过高，靠种薯销售利润无力支付检测费用［7］。

第三，企业作为马铃薯种薯生产和经营的主体，受专业技术人员缺乏、生产设施配备不齐、检测投入费用不足等条件限制，要生产出符合国家标准的合格种薯，面临着许多困难。长期以来，马铃薯种薯生产、检测的技术力量主要集中在科研院校和农技推广部门，因管理体制、科企联合机制等方面条件限制，科研与生产企业尚未建立起真正有效的连接机制，科研院校的技术优势没有在企业种薯生产中发挥作用。

4.2 建议

由国家相关权威部门统筹组织和协调，充分利用科研机构、农业技术推广部门、行业组织、种薯生产经营主体的力量，在现行法律法规的支撑下，建立和完善适宜当前生产条件下的符合国情的种薯质量认证管理体系。由种薯质量认证管理部门设置监督生产标准强制实施的部门，加强具有约束力的马铃薯种薯生产质量的强制性标准，建立行之有效的种薯质量检验认证制度。

我国现阶段在质量检测队伍能力建设方面，专业检测人员少，仍不能满足种薯检测的实际需要［4］。要加强种薯检测队伍和检测能力建设，优化种薯质量检测体系，降低种薯检测成本，大力开展针对生产者和检测检验人员的培训，提高种薯行业整体人员素质。

积极开展“科企”、“校企”合作，建立起一个适合中国国情的马铃薯种薯生产、检测及服务体系。创新机制，鼓励科研院校的科技人员到种薯生产企业中发挥作用，弥补种薯生产企业技术力量的不足。