薛晓焱,刘 震,王艳梅,耿晓东,蔡齐飞,李 志
(河南农业大学林学院/中原地区森林资源培育国家林业与草原局重点实验室,郑州 450002)
山桐子(Idesia polycarpaMaxim.)属于大风子科(Flacourtiaceae)山桐子属(Idesia)落叶乔木,广泛分布在亚热带和暖温带地区,对不同立地环境均具有良好的适应性[1]。山桐子是一种优良的木本油料树种,对干旱、贫瘠的土壤具有很强的适应性,具有巨大的生态、经济、社会效益和发展潜力。山桐子是中国传统的乡土树种,生长速度快,树干挺直,枝叶繁茂,其果实含油率较高,可以加工成优质食用油,还可作为生物质能源树种[2,3]。《诗经·小雅·湛露》中记载:“其桐其椅,其实离离”,句中的“椅”就是指山桐子[4]。中国是食用油消费大国,目前食用油消费缺口依旧很大,有约60%油料需求依赖进口[5]。因山桐子具有良好的综合效益,国内的山桐子林木资源开发程度也逐渐增强,呈现多业态局面。发展山桐子产业可以促进农民就业增收,是推进林业发展方式转换的重要措施;山桐子油除了具有良好的食用性,以其为原料提取出的角鲨烯、维生素E、多酚、甾醇等深加工产品对人体具有很好的医药与保健作用;山桐子也可用做荒山造林、园林绿化树种,改善生态环境[6]。河南省是中国的人口大省,也是农业大省,肩负着国家口粮安全的重任。伴随着国家中部崛起战略的实施,从国家到地方各项改革举措都在助推中原地区的产业发展。河南省位于中国中部,其独有的气候过渡带等自然条件,适合多种林木资源及农作物生长[7]。此外,河南省教育科研事业的蓬勃发展也为山桐子产业在河南省稳步推进提供了巨大的优势条件。本研究通过分析河南省山桐子特色产业发展现状,综合探讨山桐子产业发展的优势、问题及解决措施,以期为山桐子产业化及林业高质量发展提供指导和借鉴。
山桐子多生于海拔较低的山坡,一般为400~2 000 m 的山洼、山上缓坡等针阔叶混交林和落叶阔叶林,大部分的山桐子在海拔高度为900 m(秦岭以南地区)至海拔高度为1 400 m(西南地区)的山地生长;在世界范围内,山桐子分布于中国、日本、韩国和朝鲜等区域,在中国的甘肃南部、山西南部、陕西南部、台湾北部和云南、贵州、四川、湖北、湖南、河南、浙江、江苏、安徽、江西、福建、广东、广西等省均有分布[8,9]。山桐子属下变种有毛叶山桐子(Idesia polycarpaMaxim.var.vestitaDiels)、福建山桐子(Idesia polycarpaMaxim.var.fujianensis(G.S.Fan)S.S.Lai)、长果山桐子(Idesia polycarpaMaxim.var.longicarpaS.S.Lai)[9]。根据国家林木种植资源平台公布的统计结果显示,目前,共有300 余个山桐子种质资源,而河南省是山桐子栽植的适宜区域,相关研究表明,在豫北太行山、豫西伏牛山、豫南大别山以及豫东平原区均有山桐子资源分布[10,11]。
随着山桐子的综合价值被逐渐开发,山桐子产业也日渐完善,国家和地方相继出台了一系列的指导性文件,对包括山桐子在内的经济林资源发展进行指导。目前,国内共有山桐子相关企业1 274 个,其中,四川、湖北、浙江等省注册企业均超过100 个,分别为443、276、109 个(https://www.qcc.com/)。国家企业信用信息公示系统显示,河南省内目前共有5 家直接开展种植经营的山桐子相关企业,分别是成立于2016 年4 月13 日的河南省林达山桐子新能源有限公司,成立于2016 年8 月31 日的临颍县林达山桐子种植专业合作社,成立于2017 年9 月27 日的兰考县山桐子农林科技有限公司,成立于2018 年4月20 日的平舆县毛叶山桐子种植专业合作社,成立于2019 年2 月22 日的柘城县山桐子林木种植专业合作社[12]。现在全国范围内开展山桐子相关研发的单位有10 家以上。综合来看,河南省的山桐子产业发展处于起步阶段,有着巨大的发展潜力和产业空间。
党的十八大以来,习近平总书记高度重视生态文明建设,提出了“绿水青山就是金山银山”的重要发展理念,创立了习近平生态文明思想。党的十九大确立了坚持人与自然和谐共生的基本要求、建设美丽中国的奋斗目标和以乡村振兴战略统揽三农工作全局的重大战略。河南省是“黄河流域生态保护和高质量发展”国家战略计划的重要布局和建设区域;2018 年11 月国家发展改革委分别印发了《淮河生态经济带发展规划》和《汉江生态经济带发展规划》通知,河南省也是规划区域内的重要参与方;同时河南省还肩负着国家粮食生产核心区和中原经济区建设的重任;郑州市作为河南省会,是国家新一线城市,在国家《中原城市群发展规划》中处于核心地位,也承担着“航空港经济综合实验区”“郑洛新国家自主创新示范区”“河南自贸区”“跨境电商综试区”等多重国家级战略的引擎作用;为贯彻落实党的十九大精神和习近平生态文明思想,认真落实省委、省政府重大决策部署,加快林业现代化建设,编制了《森林河南生态建设规划(2018—2027 年)》。这些政策方针是生态文明和可持续发展战略在空间和区域上落实的重要举措。
林业是生态建设和保护的主体,承担着保护自然生态系统的重大职责。发达的林业、良好的生态,是国家文明、社会进步的重要标志。近些年来,中国不断加大对木本油料产业的扶持。2014 年国务院办公厅发布关于加快木本油料产业发展的意见,为木本油料产业发展指明了方向。2019 年3 月,国家食品和物质储备局已开始实施LS/T 3258—2018《山桐子油》,为山桐子油迈进市场发展提供了技术支持。
河南省结合各地区优势积极鼓励群众种植木本粮油作物,结合当地发展需要的同时,坚持因地制宜原则,取得了较好的成效。发展木本粮油既提高了土地利用率,也为群众带来不错的经济收益,如栾川、嵩县、林州等地发展的核桃产业;新县、光山、固始等地栽种油茶;林州、辉县、巩义等地种植黄连木。山桐子喜阳、耐寒、抗旱,在中性、微酸与微碱土壤长势良好,潜在适宜栽种地区范围广,山桐子自身生物资源优势使山桐子产业颇具潜力。
中国拥有种植经营木本粮油植物的悠久传统,在长期栽培木本作物的过程中,积累了丰富的种植和经营经验,像板栗、红枣、柿子、核桃等作物有上千年的种植历史,为发展山桐子木本粮油特色产业奠定了良好的历史环境。
河南省位于中纬度地带,划分温带和亚热带的地理分界线从河南省伏牛山脊和淮河穿过,此线以北的半湿润半干旱区占全省面积的70%,以南的湿润半湿润区占30%,省内区域属于大陆季风性气候,在山桐子高生长期的夏季降水较多。全省年均气温12~16 ℃,全年无霜期200~280 d,年均降水量600~1 100 mm,南部及西部山地较多。同时,河南省地处亚热带与暖温带过渡区,二三阶梯(山地-平原)过度带,也是半湿润区与半干旱区的交错带,拥有豫西山地、豫东平原、豫南丘陵、豫西南盆地等完整地形单元,为山桐子产业发展提供了良好的自然环境,适合对山桐子产业进行多样化布局[13]。
河南省是全国重要的综合交通枢纽和人才信息交流中心,便利的交通环境为山桐子产品流通运转奠定了基础,也为人才汇聚提供了便利。河南省科研力量强大,省内拥有多所林业和粮食类科研机构,如国家粮食局粮油食品工程技术研究中心等国家、省部级科技创新平台,是首批通过“2011”计划的国家协同创新中心——河南粮食作物协同创新中心的主要组成部分;另外,还有河南省林业科学研究院、小麦和玉米深加工工程实验室以及河南工业大学粮油食品学院等,这些机构科技实力雄厚,汇聚有一批卓越的学科带头人,拥有国际国内公认的原创理论和技术,为粮油食品产业的发展起到了推动作用。河南农业大学是较早对山桐子开展系统性研究的单位之一,目前已经有20 多年的科研成果积累。研究者最早对日本和国内的山桐子种源性状进行了分析[8-14],为山桐子的深入研究建立了良好的基础;随后代莉等[15]建立了山桐子ISSR-PCR 反应体系,并筛选出适用于山桐子的ISSR 引物;王艳梅等[16]分析了以赣州、贵阳、遵义、南昌、张家界、九江、临安、宜昌、成都、广元、重庆、洛阳12 个分布区山桐子的遗传变异特征,而后结合先进的育种及培育技术,研究了山桐子休眠、萌芽与内源生长调节剂动态变化的相关机制[2,3],并且选育出了抗旱、抗寒、干形优美、果实鲜红、结实量大的山桐子优良无性系‘豫济’山桐子(Idesia polycarpaMaxim‘yuji’),主持编著了《山桐子栽培技术规程》[17]。这些都为山桐子产业在河南省乃至全国的发展提供了良好的科研基础。
河南省地处中原腹地,至2020 年省内常住人口达9 640 万人。庞大的消费群体和较强的购买能力,导致该区域内需旺盛,保障粮油的供应问题显得尤为重要。目前,河南省农村的土地资源利用还存在一些问题,有的地方为了经济发展积极引进企业,将耕地改为工厂用地,造成耕地面积减少;为了增产增收大量使用化肥,耕地地力下降;人多地少矛盾突出,农村种粮主力军老龄化,机械化程度较低等,这都制约着河南省粮食生产。确保河南省粮油安全不仅是“坚持总体安全观”的重要内容,也是重大战略。
发展山桐子产业可以有效改善“粮安问题”。当今中国粮食安全是有保障的,粮油产量逐年提升,较为有效地缓解了内需供应;但随着中国居民对粮食的需求不断增长,不少农产品依赖进口,耕地、淡水资源紧缺,国产粮食处于一种紧平衡状态。而山桐子适应性强,能在贫瘠的土地上生长,在中国推广的十大木本油料中,山桐子是野生分布最广的树种。山桐子单株产油量高、油质好,油中的亚油酸含量最高可达81.46%,是一种优质食用油,发展山桐子产业可以解决中国60%以上食用油依靠进口的难题。综合当今国内外发展环境,山桐子油还可发展绿色环保的“生物柴油”,缓解能源问题;同时,山桐子食用油的营养价值明显高于其他油,而当前人们对食品的营养、健康方面的重视度逐渐提高,发展前景也非常可观。
目前,从国家和省级及地方层面上,关于山桐子的科研项目数量不多,山桐子的项目资金支持力度较弱,而发展木本粮油产业,积极投入资金是保障,需要有充足的资金为山桐子研究提供强劲支撑力。综合山桐子产业发展情况,该产业处于起步阶段,相关的研究多处于探索阶段,重大的技术突破和研究成果还较少,社会重视度不足,导致科研项目支持力度较弱。同时,影响科研项目开展的因素也有很多,例如科研项目需要不同领域、不同地区之间进行合作;项目的研究时间无法准确预测;科研项目需要经费金额巨大,随着研究的深入,前期预估的资金可能难以继续支持项目的研究。这些因素最终影响着相关研究的进展,在对山桐子进行科学研究时,要做好科研项目风险管理和防范,稳步推进山桐子的科学研究。
现阶段山桐子的发展受多方面的制约。一条完整的山桐子产业链由研发、育苗、种植、加工、销售等组成。但目前山桐子产业链各个环节的发展水平不均衡,受各方面因素影响:从事山桐子研发的科研机构较少,科技力量投入少;低成本、高存活率、高质量的山桐子苗木繁殖技术还未解决;山桐子林地种植面积较小,大多为个体种植户,且机械化程度较低,仍需投入大量人力;山桐子油工业化提取工艺还不完善;山桐子市场认知度不高,急需加大对山桐子的宣传力度,打开市场。加快山桐子产业链发展任重道远。
河南省现有5 家企业和相关组织从事相关山桐子产业发展,分别在河南省漯河市、柘城县、兰考县、平舆县、临颍县成立了公司和合作社,积极引导带动当地山桐子产业发展,经过近些年的不断发展,做出了一定成绩。其中,河南林达山桐子新能源有限公司是河南省山桐子发展中的典范,该公司对推动山桐子产业发展作出了很大贡献。纵观这些企业的发展历程,其种植经营的山桐子林木规模普遍还不够大,主要原因是农户对山桐子认知度不足,种植后对山桐子收益还抱有疑虑。因目前农户对种植山桐子的接受度不高,难以大范围种植,导致山桐子产量较小,同时原料资源的短缺也导致该产业难以进行大规模的工业化生产。
四川省目前从事山桐子相关产业的公司和合作社共有443 家,湖北省276 家,贵州省44 家。与其他省相比,河南省山桐子相关企业起步晚、规模小,这可能与山桐子的市场宣传、产品推广等方面有关。
山桐子主要产品包括山桐子油、山桐子提取物以及深加工产品等。全国范围内,山桐子油在食用油市场中占比小,且没有形成品牌,不利于产品在市场流通。山桐子果实中含有丰富的亚油酸,同时含有角鲨烯、DHA、维生素E 等天然活性物质,但目前提取技术仍有很大的发展空间,未能形成成熟的提取工艺。山桐子深加工产品主要来源于两个方面,一方面山桐子油经深加工可以成为生物柴油、日化品、药品的原料,另一方面榨油后的果粕可以生产有机饲料、有机肥料、农药等产品[18],现阶段山桐子已有保健品、农药、化妆品等方面的深加工产品专利,还需要继续研究加工生产工艺,推动构建完整产业链。
山桐子产品的市场知名度不高,这严重制约了山桐子产业的发展。目前,山桐子产业存在品牌意识薄弱、宣传推广方式单一等问题,山桐子油的相关知识,在网络上的宣传也较少,传统媒体上则更难看到,导致较多的人都缺少对该产业产品的认识;尽管现在网民的数量庞大,网上的信息海量,但真假难辨,特别是一些企业网站、自媒体上的信息有夸大和虚假成分,人们即使看到,也可能半信半疑。此外,仍有不少群体,特别是年长人群,他们作为山桐子油的目标市场,在生活中却难以接触到山桐子油的相关信息,对山桐子产品缺少基础认知,这些问题都亟待解决。
产业的良性发展,离不开科研的支持,进行科学研究的创新与突破,可以为产业发展提供活力。一般的企业科研力量薄弱,企业自身的技术人才有限,缺少核心竞争力,难以满足企业的科技创新和新产品研发,而科研单位往往掌握大量先进的技术和前沿的研究成果,如果不能有效地进行技术成果转化,就会造成资源浪费。政府具有强大的统筹力,需要准确获取企业和科研单位的需求,才能发挥其应有的作用。
在山桐子产业发展过程中,可以建立以政府为主导的“政府、企业、科研单位”三位一体的协调体制,发挥政府宏观调控和资源整合能力,加大对山桐子科研支持力度,完善社会化科技研发和产业服务。促进企业和科研机构对接,形成科研合作的伙伴关系,并向企业和科研机构提供资金等其他方面的支持。科研单位的研究成果一般由企业完成转化,其转化过程中会与企业进行技术和信息的交流、讨论和改进生产过程中出现的问题,二者实现共赢发展。政府也应对科研单位进行监督,及时关注企业与科研单位的合作进程,实现科研工作的有序进行。通过三者的有机结合,加大对山桐子科研支持力度,才能更好发掘山桐子的潜力,并为产业发展提供强力、稳定支持。
中国现阶段对山桐子的研究集中在生态学、林木培育方面,涉及山桐子产品深加工利用的研究报道还较少。山桐子油的最佳提取工艺研究主要以油脂得率为工艺优化的评价指标,当前山桐子油的提取普遍采用索氏提取法,但该方法安全性得不到保证,而其他提取工艺如水酶法、超声辅助有机溶剂提取法等方法,虽然提高了山桐子油脂提取率,但还不能实现大规模工业化生产。因此,需要加强山桐子产品深加工方面的研究,完善产业发展链条,实现山桐子油的高效利用。
山桐子油中富含亚油酸,提取出的高纯度亚油酸在医疗卫生领域有较佳的作用,它可以降低胆固醇,对高血压、高血脂、心绞痛、冠心病、动脉硬化、老年性肥胖症等病症也有很好的防治作用。山桐子产品深加工可以从药用价值角度出发,提取山桐子油中对人体有益的成分,进行新产品研发。
山桐子油经过酯化或酯交换工艺可制备“生物柴油”。通过发展山桐子产业,加快生产生物柴油,能充分利用土地资源,缓解中国能源问题;生物柴油燃烧释放的二氧化碳、二氧化硫等污染物较少,对生态环境起到较好的保护作用;汪全义等[19]用毛叶山桐子油为原料,制备生物柴油,优化了工艺条件,使油转化率最高达到95.5%。优化山桐子油制备生物柴油的生产流程和加工工艺,形成了完整的生产链,对完善山桐子产业链、加快山桐子产业发展具有促进作用。
山桐子产业经过多年的发展,在产业发展、普及、科技应用等方面取得了显著成果。目前,部分山桐子产业形成了“农户-企业-村集体”的“631”分配模式,农民以退耕还林入股、公司转租土地等形式共建基地,山桐子产果收入种植农户得到收益的60%,公司得到收益的30%,所在村集体和合作社得到收益的10%[20]。该模式根据山区农村贫困实际,优选引进,规模种植,采取市场化运作方式,迅速发展推广。通过“631”产业模式紧抓基地建设,依靠农民,结合农民需求,帮助群众增收致富;村集体协调企业与农户合作,推动产业发展,实现了三方共赢,增加了农户对山桐子的认可度和种植热情。山桐子是优良的木本粮油作物,政府应加大山桐子种植方面的帮扶力度,坚定山桐子产业发展的信心,坚持“631”的发展模式,推进政府、企业与农户三者深度结合,为山桐子进一步扩大生产创造良好的条件基础。
当今社会正处于快速发展的互联网时代,人们应拓宽思想,积极创新,努力宣传山桐子产品,提高民众及市场认可度,采用多种宣传渠道如户外广告、媒体宣传、网络推广、农业观光旅游等,对山桐子产品进行宣传。中国使用手机上网人数众多,线上直播的销售模式逐渐兴起,山桐子产品也可采用线上的形式进行宣传销售,打破线下销售局限性,提高山桐子产品曝光度;在山桐子产地开展农业观光旅游活动,让游客以亲身经历的方式,了解山桐子产业特色及文化内涵,加深其对山桐子产品印象,扩大山桐子影响力,吸引更多消费者。此外,优秀的产品宣传固然重要,但严格的产品质量品控也是产品在市场长足发展的关键之一。政府应大力培育、壮大山桐子龙头企业,加强政府、企业、科研机构合作,集合资金、技术、人才、品牌等要素资源,重点培育一批规模型、带动型、现代型、科技型山桐子龙头企业,提高企业市场竞争力。企业自身应加强品牌建设,用优良的产品和好的品牌效应,不断为山桐子产业注入新的生命力。企业还需与时俱进,不定期对市场进行多方位的调查研究,进行产品创新,增加产品特色,开发符合现代居民消费需求的山桐子产品,实现山桐子产业又好又快发展。
近几年,国家多个政策及文件都明确提出,要结合重大生态工程,加快发展木本油料等特色经济林。山桐子是中国特色木本油料作物,用作食用油可以减轻中国食用油的外部依赖性,也可作为制备生物柴油和润滑油等基础油的原料;栽培优良山桐子品种,选育高产优质苗木,可以美化环境,防止水土流失;在种植过程中,林下栽种其他经济作物能帮助提高当地林农的收入,实现精准扶贫。山桐子作为高价值经济林木资源,在未来的产业发展中将呈现快速崛起的态势,河南省发展山桐子产业在政策、生态、科研、供求等方面都具备优势条件,同时也在市场、企业、生产等方面存在一些问题。因此,在未来的山桐子产业发展过程中,需要充分调配科研、教育、生产中的各项资源,加大科研支持,完善“产-学-研”结合制度,保障山桐子产业健康有序的发展。