韩元顺,许林云,周 杰
(南京林业大学机械电子工程学院,江苏 210037)
板栗(Castanea mollissimaBlume)又称栗子、毛栗等,属壳斗科(Fagaceae)栗属(Castanea)植物,世界上对栗属植物进行经济栽培的主要有中国板栗(Castanea mollissimaBl.)、欧洲栗(C.sativaMill)和日本栗(C.crenataSi.)[1]。板栗原产自中国,乃中国驯化利用最早的果树之一。板栗在富含蛋白质、淀粉、脂肪的同时,还含有丰富的B族维生素、维生素C、胡萝卜素等,板栗美味可口,营养价值高,经常食用具有益气健脾、补肾强筋等保健作用,素有“铁杆庄稼”“木本粮食”之美誉[2-3]。发展板栗产业既有利于绿化荒山,开发山区资源,促进农村经济发展,又丰富了果品种类,满足市场与人民生活需要[4],中国乃至世界各国人民的餐桌上少不了板栗产品,板栗产业具有广阔的市场前景。
中国一直是世界上板栗第一生产大国,中国板栗以优良的品质和高度的抗逆性享誉世界[5]。据联合国粮农组织统计[6],2008年中国板栗的收获面积为26万hm2,产量达145万t,分别约占世界板栗收获面积及产量的51.74%和80.74%;2018年中国板栗的收获面积已扩大至34.1万hm2,产量达196.5万t,与板栗生产第二国家玻利维亚相比,中国板栗的收获面积为其近6倍,产量为其23倍。将2008年及2018年的世界板栗产量及收获面积排名前5的数据列于表1。相比2008年,经过10年的发展,位居前3位的中国、玻利维亚及土耳其无论收获面积还是产量均保持着同等序列位置,但在第4与第5序列位置上,收获面积与产量对应的国家却完全不同,分别对应着葡萄牙、西班牙以及韩国、意大利。很显然,中国板栗的收获面积与产量对应的体量非常庞大,占有无法比拟的绝对优势,经过10年发展,不仅基数庞大,且发展势头很强劲,其收获面积增长了31.15%,产量增长了35.52%。处于第2位的玻利维亚板栗发展也非常迅猛,其收获面积增长了41.46%,产量增长了47.37%;西班牙虽然总体体量最低,但收获面积增长最快,高达146.67%;收获面积处于第3、4位的土耳其、葡萄牙,面积增长率均较低,不超过15%;韩国与意大利板栗产量呈现下降趋势,分别减少了29.33%和3.64%。
将2008—2018年世界与中国板栗收获面积以及产量的年度变化趋势绘成图1、2。从图中可知,2008—2013年,世界板栗收获面积以及产量均呈现出平缓上升趋势,而2014、2015年2个年度板栗收获面积以及产量均有所下降,从2016年开始板栗收获面积及产量呈现较快增长趋势。世界板栗收获面积以及产量的变化曲线与中国板栗收获面积及产量变化曲线之间存在非常高的变化趋势一致性关系。利用SPSS软件对2008—2018年中国及世界板栗产量曲线进行相关性分析(表2),其中皮尔逊相关性(Pearson correlation)高达0.997,说明世界板栗产量与中国板栗产量呈线性正相关,且相关性极显著。中国作为世界最主要的板栗生产国,其板栗生产直接影响着世界板栗产业,具有绝对的市场优势[7]。
表1 2008年和2018年板栗产量及收获面积排名前5的国家收获面积及产量
图1 2008—2018年世界和中国板栗收获面积的变化趋势
图2 2008—2018年世界和中国板栗产量的变化趋势
表2 世界与中国板栗产量相关性
如图3所示,2018年板栗单位面积产量排名前6的国家有罗马尼亚、斯洛文尼亚、中国、秘鲁、保加利亚和希腊,单位面积产量均在3.0 t/hm2以上。罗马尼亚和斯洛文尼亚单位面积产量明显高于其他国家,分别高达7.4、7.3 t/hm2,中国排列第3位,为5.8 t/hm2。罗马尼亚板栗单位面积产量是中国的1.3倍,紧随其后的几个国家的单位面积产量虽顺序降低,但差异并不大。处于前6位中的罗马尼亚、斯洛文尼亚、保加利亚和希腊这4个国家均属于欧洲南部,秘鲁属于南美洲,中国属于亚洲,说明欧洲的管理方式更有利于板栗的生长,可获得较高的单产。
图3 2018年排名前6位的国家板栗单位面积产量
由图4可见,2008—2018年罗马尼亚板栗单位面积产量虽然一直处于较高水平,但各年度波动比较大,如2008年单位面积产量最高,达22.00 t/hm2,而紧接着第2年即2009年则出现明显的下降,下降幅度达到47%,其后至2017年的单位面积产量虽有波动,但总体波动都不是太大,而2018年又出现明显下降,下降幅度达40%。中国板栗单位面积产量较为稳定,平均每年单位面积产量处于5.66 t/hm2左右,仅为罗马尼亚板栗平均单位面积产量的44%。
总体来说,中国板栗收获面积及产量远远高于其他国家,但单位面积产量处于第3位,并远低于第1位的罗马尼亚,仍有很大的提升空间。
图4 2008—2018年中国与罗马尼亚板栗单位面积产量
板栗是中国具有传统优势的出口产品,中国是世界上板栗出口第一大国,在国际市场上具有很强的竞争力[4,8]。据最新的联合国粮农组织数据统计分析[6],2017年世界板栗出口量达11.1万t,中国板栗出口量为3.4万t,占世界板栗出口量的30.53%;世界板栗进口量达12.5万t,中国板栗进口量为1.5万t,占世界板栗进口量的13.61%。由图5可知,世界板栗进出口量变化趋势较为一致,呈现出动态平衡,其中2014年世界板栗进出口量达到贸易高峰,进出口量分别高达12.5万t、13.4万t。2008—2017年中国板栗进口量基本稳定在1.5万t左右,而出口量呈缓慢降低的趋势,其中2009年是中国板栗出口量最多的一年,达4.7万t,2017年出口量与其相比减少了1.3万t。中国虽然是最大的板栗生产国,但主要用于自产自销,因此在世界板栗贸易中具有较大的潜力和发展空间。
图5 2008—2017年中国与世界板栗进出口量的变化趋势
2017年世界板栗进口额达3.42×108美元,出口额达3.35×108美元;中国板栗进出口额分别为2.21×107、7.34×107美元,分别占世界总额的6.46%和21.91%。由表3可知,意大利为板栗进出口额最高的国家,进口额较第2名日本高56.58%,其次为法国、德国,中国位列第5;排名第2的中国板栗出口额与排名第1的意大利相当,仅低1.28×105美元,其后依次为葡萄牙、土耳其、西班牙。由此可见,欧洲和亚洲在板栗进出口贸易中居主导地位[8]。
表3 2017年板栗进出口额排名前5位的国家及其进出口额 ×107美元
2017年中国板栗出口量达33 959 t,板栗出口额达7.34×107美元,平均出口价格为2 161美元/t;意大利板栗出口量为15 454 t,出口额达7.35×107美元,平均出口价格为4 756美元/t,是中国的2.2倍;葡萄牙板栗平均出口价格为3 201美元/t,是中国的1.5倍;土耳其板栗平均出口价格为3 746美元/t,是中国的1.7倍;西班牙板栗平均出口价格为3 110美元/t,是中国的1.4倍。中国虽然是板栗出口量最大的国家,但是板栗平均出口价格远低于意大利、土耳其等国,2017年出口总额更是被意大利超过,中国板栗在国际市场的价格竞争力较弱[9]。
我国作为板栗的原产地,板栗种植发展迅速,种植范围极为广泛,全国除黑龙江、吉林、上海、内蒙古、海南、西藏、青海、宁夏和新疆外,均有板栗产出。据中国林业统计年鉴[10],中国板栗的主要生产地集中在湖北、河北、山东、云南和辽宁等地。如图6所示,2018年,湖北、河北和山东板栗产量在20万t以上,具体产量分别为4.05×105、3.74×105、2.67×105t,占全国产量的46.02%;板栗产量在10万~20万t的地区有云南、辽宁、湖南、广西和河南,占全国产量的28.17%;除以上主要产区之外,安徽、贵州、福建、陕西、浙江、四川、广东、北京、江西、重庆、江苏和山西产量为1万~9万t,占全国总产量的25.82%;其余地区产量较少,均在1万t以下。
由表4可知,湖北省2008—2012年板栗产量增长较快,2012—2017年板栗产量呈平稳增长的趋势,2018年板栗产量略有所下降;河北省2014—2016年2年期间发展最快,2016年高达5.55×105t,2017年又出现大幅减产,2018年产量也略有所下降;山东省基本维持在(2.41~3.15)×105t较小波动的较高产量;云南与辽宁省处于相当的中等产量;河南省2011年处于相当高的产量2.50×105t,之后反而基本呈现平缓下降趋势;其余主产地板栗产量基本呈波动上升的趋势,部分地区2015年板栗产量都有一定的减少,后又趋于稳定。此外,贵州省是我国板栗增长速度最快的省,其2008年板栗产量为15 921 t,2018年产量为87 668 t,是2008年产量的5.51倍,年均增长率达18.60%。相比2017年,2018年我国大部分板栗主产区产量略有下降,但总体而言,近10年我国板栗生产处于稳定发展阶段,各产地因受气候干旱等因素的影响,板栗产量偶有下降,但总体产量仍在缓慢上升。
图6 2018年中国板栗主产区产量占比
表4 2008—2018年我国板栗主产区产量 ×105t
近10年来,我国板栗种植面积与产量快速增长,板栗产业也随之发展,但仍存在管理粗放、机械化程度低、生产成本偏高、产量低等问题。我国板栗的种植多以家庭为单位,种植规模较小,大多数板栗种植在山区或坡地上,板栗树间行距较小,栗农对于板栗树的整形修枝并不上心,造成了板栗树形态不一、冠幅过大等问题,这些因素直接限制了板栗的单位面积产量,而作业空间的不足与生长地形的复杂使得生产机械难以入园作业,间接导致了生产机械化水平低,生产成本随之增加。
我国板栗生产从种植、管理到采摘都以人工为主,生产成本高,劳动强度大。现如今,在种植方面,挖坑、开沟和植保等机械已经较为成熟,但这些机械在板栗种植上的应用还未能普及;板栗的采收多为人工捡拾或竹竿打落这2种方式[11],费时费力、效率低,并存在掠青早采等问题,板栗收获机械更是鲜见报道。生产机械化程度低限制了我国板栗的规模化种植,劳动力成本的增加使得板栗生产成本随之增加,降低了种植板栗的收益,栗农对于板栗种植的热情随之减少,宁愿出去打工,也不愿在家种植,阻碍了板栗生产的进一步发展。
我国板栗产量日益增多,但贮藏、保鲜能力还存在不足,部分地区板栗贮藏仍以沙藏法、塑料薄膜袋等方式贮藏,贮藏效果不佳;作为现在应用广泛的低温冷藏方式,因其中如贮藏温度、相对湿度等关键参数不尽科学合理,贮藏效果仍不理想[4,11-13]。
加工方面,板栗去除栗苞和剥壳去衣的机械化水平过低,多以人工为主,效率低、成本高。近年来,板栗脱壳机械正在积极发展,但是发展比较缓慢,脱壳率低、果仁破损率高、通用性较差等问题还未得到充分解决,脱壳机械尚不能完全满足板栗产品深加工的需求,这也导致了板栗加工产品种类较少、板栗加工制品简单、精加工产品少等问题,限制了产品销路[4,11-12];脱去的板栗栗苞、栗壳大多被栗农当作垃圾处理或者胡乱丢在园地里,并没有得到充分利用,造成了资源的浪费。
我国板栗品质检测方面主要还依赖于传统的化学检验方法,需要进行样品制备等一系列流程,操作较为复杂,检测效率较低。近年来利用近红外光谱对果实品质进行快速、无损检测的技术得到了发展[13],但应用于板栗品质上的近红外光谱检测技术研究起步较晚,尚处于发展阶段,未能普及。板栗品质分级工作的繁杂性导致了我国板栗品质相较于国外的较低,限制了板栗产业的发展,降低了我国板栗在国际市场的竞争力。
在市场与信息方面,我国板栗流通有很多都是以零散收购的方式,缺乏市场销售网络,栗农的板栗若无经销商收购,则会滞销、霉变,影响栗农的经济效益与积极性;板栗产业的信息化程度较低,栗农往往无渠道了解板栗产业的发展,亦不能及时了解到板栗种植的新技术、新机械,限制了栗农种植板栗的规模与质量;板栗加工企业多为中小型或个体户,规模小,龙头企业较少,整体经济实力不足,企业之间往往会出现低价竞争和无序竞争等问题;我国板栗企业品牌意识不强,缺乏对品牌的利用、开发和保护,影响到我国板栗出口的价格,致使中国板栗国际市场势力不明显[14-16]。
今后板栗种植一定会向标准化、规模化方向发展,这种趋势还将会进一步扩大。为适应机械化作业,提高板栗产量,增加市场竞争力,提倡科学种植,合理布局栽培,鼓励整形修枝,建设高效板栗园[5,9,11]。科学、合理的布局有利于生产各环节的机械化作业,使得本来不能入园及没有作业空间的机械能够适用,可以根据标准化的板栗园进行设计研发,提高新研发机械的实用性;规模化的种植模式,使得生产资源更加集中,降低板栗生产的成本,从而提高市场竞争力。
人工生产作业,劳动强度大、效率低,板栗产业机械化的发展能够有效解决这些问题。提高科技投入,加强板栗生产机械的研究,可以降低生产成本,提高生产率;有针对性地研发板栗专用生产作业机械,实现全生产过程的机械化作业与管理,实现板栗从筑田、耕作、挖坑、栽培到灌溉、施肥、除草、修剪再到板栗的采收、运输等环节的机械化;提倡研发多功能一体的生产机械,一机多用,提高机械利用率,降低因购买众多不同种类的机械而增加生产成本;自动化机械的研发与应用,将会提高操作的便捷性,使得非专业人士也可以轻松上手,大大降低劳动强度,提高生产率。
加工机械需更加精深化、多样化的发展,降低板栗加工时因果实破碎造成的损失,提高加工产品的多样性与科技含量,扩大产品销路。在品质检测等方面可以大力发展更加智能化便捷化的技术与工具,如利用近红外光谱技术与传统化学检验的方式相结合的检验方式,可对板栗的品质进行大量且快速的分级,提高板栗产品的质量,提高我国板栗产品的竞争力。
随着中国板栗产业的发展,板栗产业的信息化得到了初步的发展和进步,未来板栗产业的信息化程度将越来越高。在信息化发展方面,首先应提高基础建设,如水利、通讯等设施,尤其是山区,方便栗农与市场的信息交流,避免无人收购导致滞销的问题;其次需以网络、多媒体、数据库技术等为基础,完善板栗产业的信息,使栗农足不出户,利用电脑、手机等设备就能够及时获取板栗生产、加工、贸易以及销售等情况;大力发展网络学习平台,请专业人士现场授课或录制课程,便于栗农在网上及时学习新的板栗生产技术,提高栗农的综合素质。
当今绿色发展、可循环发展已成为产业发展的主流趋势之一,国外早已对板栗的栗苞、果壳等工业废料可循环利用进行了研究,我国尚处在发展阶段。提高板栗产业的可循环发展,应加大科技研究的投入,创新研究出栗苞与栗壳等废弃物的循环应用,不仅仅局限于作为工厂的燃料,还可以利用板栗壳生产具有生物活性的化合物,如国外Squillaci等[17]就对板栗的工业废料进行了提取,详细研究了提取物中的成分,并证明了提取物可作为护肤品配方中潜在活性成分。我国应当借鉴国外现有的研究,开发适宜我国国情的可循环利用方式,提高资源利用率,促进产业的绿色发展。
我国作为世界板栗出口量最大的国家,板栗产业的发展呈现出与国际接轨的趋势。促进板栗市场的国际化发展,需加强板栗市场体系建设,要做到拓宽销售和流通渠道,及时提供板栗产业信息,促进板栗生产者与销售者的交流,严格禁止恶意竞争等行为,努力优化企业发展环境,优化对板栗生产、加工、经营企业的管理与服务,积极引导组织栗农形成板栗生产、经营合作社,共同抵抗市场风险,共享技术、设备、信息[18]。健全板栗产品安全卫生和质量监控体系[5],加大对药物及其他残留有害物的检测,与国际板栗产品质量检测等级标准接轨,提高国内板栗产品质量。大力培育龙头企业,实行生产、贮藏、加工和销售一体化,龙头企业与周边板栗产区联合协作,充分发挥规模优势,带动地区板栗产业发展[19]。实施品牌战略,增强栗农以及企业的品牌意识,注意品牌保护,杜绝假冒品牌,积极开拓国际市场,开发板栗加工食品贸易,提高中国板栗价格竞争力。
中国作为世界板栗生产第一大国,近10年来板栗收获面积以及板栗产量有较稳定的增长,中国板栗的生产情况直接影响着世界板栗产业的发展,但中国板栗单位面积产量仍有很大的发展空间;我国板栗主产地产量基本呈增长趋势,部分地区板栗产量自2015年开始有所下降,后又趋于稳定;中国是板栗出口量最多的国家,但出口单价远低于世界板栗出口额位于前5的国家,致使出口总额于2017年位居第2,因此在国际市场中价格竞争力较弱。
中国作为板栗的原产地,近年来板栗产业得到很大的发展,但依然存在种植品种杂乱、管理粗放、机械化水平低、经济效益不高等问题,这导致了中国板栗在国际市场上竞争力的降低。中国板栗产业应向着规模化、机械化、信息化、可循环化和国际化的方向发展,开拓板栗的发展前景,提升板栗的国际市场竞争力。