文/王富有 王揮 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所
作為我國唯一的熱帶島嶼省份,海南得天獨厚的氣候條件孕育出獨特的熱帶風情,豐富多樣的熱帶作物勾勒出一道道靚麗的海南景像:碧海沙灘邊隨風搖曳的椰樹,鄉(xiāng)村行道旁秀美壯麗的檳榔……
位于海南省東北部的文昌市,享有“椰子之鄉(xiāng)”美譽,中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所就坐落于此。將近一個甲子之前的1962年,時任國務院總理周恩來做出重要指示:“椰子的科學研究一定要上馬?!币友芯克锹鋵嵵芸偫碇甘径O(shè)立的國家級公益性科研機構(gòu)。自建所以來,椰子研究所致力于椰子、油棕、檳榔等熱帶油料和經(jīng)濟棕櫚作物種質(zhì)資源收集利用、豐產(chǎn)高效生態(tài)栽培、植物保護和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等基礎(chǔ)研究和應用研究。
2018年4月13日,習近平總書記在慶祝海南建省辦經(jīng)濟特區(qū)30周年大會上發(fā)表“實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”“做強做優(yōu)熱帶特色高效農(nóng)業(yè)”重要講話;次日《中共中央國務院關(guān)于支持海南全面深化改革開放的指導意見》發(fā)布。椰子研究所全體人員不忘初心,牢記使命,在服務國家“食用油供給安全”“一帶一路”倡議和實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略與精準扶貧中貢獻力量。
椰子、油棕、油茶和油橄欖,并稱為“世界四大木本油料”;椰子、檳榔、橡膠,是海南省近年來重點發(fā)展的“三棵樹”。
2018年,我國食用油需求總量3849.6萬噸,國產(chǎn)油料榨油量1192.8萬噸,食用油自給率僅為31%,進口依存度很高,低于國際安全警戒線50%。由此,調(diào)整油料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),合理發(fā)展油棕、椰子、油茶等木本油料,是防止產(chǎn)油大國“封鎖”,提高我國食用油自給率的戰(zhàn)略舉措。其中,油棕畝產(chǎn)棕櫚油300~400千克,椰子畝產(chǎn)椰油100~200千克。特別是椰子,被公認為高效產(chǎn)油植物,且不與糧爭地,經(jīng)濟壽命長(20~30年),是大豆、油菜等草本油料的重要補充,在提升我國食用油自給率方面有很大發(fā)展空間。
當前,我國椰子、檳榔總種植面積近300萬畝,年產(chǎn)值超1500億元,種植收入涉及我國熱區(qū)、邊疆地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)100多萬農(nóng)戶的經(jīng)濟來源。由種植帶動的加工、機械、包裝、物流等產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)各行業(yè),在解決就業(yè)、改善民生、維護社會穩(wěn)定和地方經(jīng)濟發(fā)展中做出了突出貢獻,成為鄉(xiāng)村振興和精準扶貧的重要載體。2018年,海南省檳榔種植面積達230多萬畝,產(chǎn)值超過天然橡膠,成為海南省第一大經(jīng)濟作物。
椰子、油棕、檳榔等熱帶棕櫚作物遍布世界熱區(qū),全球椰子種植國超過90個、油棕種植國40多個。這些國家和地區(qū)多是我國傳統(tǒng)的外交伙伴、農(nóng)業(yè)“走出去”戰(zhàn)略的重要目的地和“21世紀海上絲綢之路”的主要參與國。多年來,椰子研究所以服務國家外交戰(zhàn)略為己任,與斯里蘭卡、密克羅尼西亞等20多個國家及國際組織建立了合作關(guān)系,先后派出科技專家100多人次,到阿聯(lián)酋、科摩羅等開展熱帶油料作物技術(shù)支持,滿足了密克羅尼西亞、瓦努阿圖等國總統(tǒng)親臨椰子研究所尋求技術(shù)支持的愿望,為深入貫徹落實“一帶一路”倡議、支持熱帶油料科技“走出去”打下了堅實基礎(chǔ)。
基于國外天然椰子油(VCO)濕法加工工藝,結(jié)合我國海南省椰子產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和工藝要求,椰子研究所確定了適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的穩(wěn)定工藝2項(冷凍-解凍-離心工藝和高速離心工藝)與小規(guī)模中試工藝1項(冷凍-解凍-酶處理-離心工藝),并成功地應用優(yōu)化工藝在印度尼西亞建立規(guī)?;庸S,加工能力高達200~300千克/小時;在我國文昌建立中試工廠,提油率達85%以上;明確了影響產(chǎn)品質(zhì)量和貯藏穩(wěn)定的關(guān)鍵因子,并研發(fā)了一系列質(zhì)量控制技術(shù),產(chǎn)品酸價控制在0.30mgKOH/g以下。
科研團隊研發(fā)的天然椰子油濕法加工技術(shù)體系,促進了國內(nèi)VCO產(chǎn)業(yè)的建立,推動了海南椰子加工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展,開發(fā)出純VCO、復配VCO(玉米椰油、橄欖椰油、油茶椰油和葵花椰油)和營養(yǎng)強化VCO(木瓜椰油)產(chǎn)品5類,并于2011年推出首款國產(chǎn)有食品質(zhì)量安全認證的“椰科”天然椰子油,帶動“娜古香”“椰澤坊”“椰潤道”等30多個品牌陸續(xù)上市銷售,引領(lǐng)了椰子油加工行業(yè)發(fā)展,其中6家示范企業(yè)累計新增銷售額3192.25萬元,新增利潤689.44 萬元。
左: 原料椰奶
中: 離心分離(一次、二次)
右: 離心分離(三次)
椰心葉甲是我國重要檢疫性害蟲,于20世紀90年代在廣東發(fā)現(xiàn)。2002年入侵海南,最嚴重時其危害面積達665萬畝,染蟲株302萬株,給海南椰子等棕櫚產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來嚴重沖擊。
化學防治存在藥效短、有污染風險、人工成本高等突出問題,大規(guī)模防治難以實施。
在借鑒國外生物防治經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,椰子研究所和中國熱科院內(nèi)其他單位共同組建科研團隊引進和利用椰心葉甲兩種天敵寄生蜂嚙小蜂和椰甲截脈姬小蜂對其進行防治,突破規(guī)?;斯し庇?、田間釋放與復壯、生物防治及化學防治協(xié)同增效等技術(shù)瓶頸,首創(chuàng)兩種天敵寄生蜂混合釋放技術(shù),顯著地提高了防效;制定出椰心葉甲動態(tài)監(jiān)測和兩種天敵生物防治技術(shù)操作規(guī)范,形成椰心葉甲生物防治綜合防控核心技術(shù);建立椰心葉甲寄生蜂規(guī)?;斯し敝程鞌彻S,年產(chǎn)寄生蜂5億頭以上。研究成果整體達到國際領(lǐng)先水平,在大量繁殖、規(guī)模化釋放和控制技術(shù)方面達到了國際領(lǐng)先水平。
利用寄生蜂防治椰心葉甲病蟲害,經(jīng)濟、簡便、綠色環(huán)保,每株樹防治成本僅為化學防治的1/3,同時防效持久。通過釋放寄生蜂,就海南而言,按每年結(jié)果椰樹50萬畝計算,每年挽回椰子1.35億個以上,挽回直接經(jīng)濟損失5.4億元以上。
該核心技術(shù)分別在我國海南、廣東、云南、福建、香港、澳門等省區(qū)及“一帶一路”沿線馬爾代夫、柬埔寨、泰國等國家和地區(qū)轉(zhuǎn)化應用,推廣面積達200萬畝以上,贏得經(jīng)濟效益50億元以上,保障了我國南海島礁及其他熱帶地區(qū)和“一帶一路”沿線國家及地區(qū)的生物生態(tài)安全,經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益顯著,成為國內(nèi)外大面積生物防治的成功典范。
該成果獲海南省科技進步獎特等獎、中國植物保護學會科學技術(shù)獎一等獎。
目前,世界各國對種子進出口審批均非常嚴格。
椰子研究所的油棕引種過程歷時3年,困難重重,但都被科研團隊人員一一克服。2014年10月,經(jīng)海南省林業(yè)廳向國家林業(yè)局申請引進油棕種子后,椰子研究所于2015年3月獲國家林業(yè)局批準引進林木種子、苗木及其他繁殖材料,進而成功地從國外引進油棕種子7.5萬粒,為油棕引種、試種工作邁上新臺階奠定了基礎(chǔ)。
剛起步做油棕研究時,椰子研究所沒有專門的油棕科研基地,僅有椰子大觀園景區(qū)里的30株油棕樹。油棕團隊就在雜草叢生的膠林里開辟一塊土地,定標、定植、澆水。同時,積極爭取基礎(chǔ)設(shè)施改造修繕購置項目的支持,逐步完善田間設(shè)施(道路、排水溝渠、灌溉設(shè)施)、安全設(shè)施(圍欄和大門)、輔助設(shè)施(育苗大棚、田間作業(yè)所需農(nóng)用設(shè)備和農(nóng)用物資)等。目前,已建成80畝油棕種質(zhì)資源圃、80畝油棕高產(chǎn)栽培示范園、120畝油棕新品種試種基地,成為油棕科學研究、項目執(zhí)行、技術(shù)示范和成果轉(zhuǎn)化的“橋頭堡”。
繼油棕示范基地投產(chǎn)后,椰子研究所又建立了小型棕櫚油加工廠,為我國油棕產(chǎn)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后關(guān)鍵技術(shù)研究和集成示范提供平臺,也為今后油棕產(chǎn)業(yè)在我國較大規(guī)模發(fā)展做好技術(shù)儲備和支撐。2016~2020年,在海南文昌、三亞,云南保山和廣西防城港市東興等地建立試種點,進一步擴大試種面積和范圍,初步篩選2個高產(chǎn)、抗寒新品種,助推我國油棕產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
油棕品種抗寒,但耐旱性差;我國油棕加工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚,但國內(nèi)種植面積受限;一些國家和地區(qū)油棕資源豐富,但種植管理粗放、成本高。
隨著我國龍頭企業(yè)在東南亞、非洲等國家和地區(qū)對油棕種植業(yè)的推進,椰子研究所油棕團隊以“走出去”方式對其進行技術(shù)推廣與服務— 為我國10余家油棕企業(yè)在印度尼西亞、剛果金、塞拉利昂、瓦努阿圖的油棕種植提供服務:聯(lián)合建立油棕種子、種苗繁育技術(shù)體系,縮短育苗周期30天左右;初步突破油棕體胚誘導關(guān)鍵技術(shù),建立組培苗繁育技術(shù)體系;研發(fā)油棕采果機,采摘效率提高5%~10%,降低勞動強度30%以上;集成信息素綠色防控二猶犀甲關(guān)鍵技術(shù),單個產(chǎn)品的誘集面積高達15~20畝,較化學防治成本降低10%。
天津聚龍集團在印度尼西亞的300萬畝油棕中有105萬畝進入結(jié)果期,年產(chǎn)棕櫚油25萬噸,輸入我國可提高食用油自給率0.8%,油棕團隊主動對其油棕種植基地開展技術(shù)服務,使示范點經(jīng)濟效益提高15%以上。遼寧三和礦業(yè)投資有限公司在剛果金有10萬畝油棕,油棕團隊向種植基地提供種苗繁育技術(shù)和定植技術(shù),使其種苗繁育成活率達80%以上,定植成活率達90%以上。油棕團隊還先后為江蘇雙馬化工在印度尼西亞的油棕種植園提供林下種養(yǎng)技術(shù);為中地國際工程有限公司在塞拉利昂的油棕種植加工園提供種植規(guī)劃、可行性報告和田間管理技術(shù);為緬甸90萬畝油棕種植與加工項目提供咨詢和可行性報告等,為我國油棕產(chǎn)業(yè)今后較大規(guī)模發(fā)展做好技術(shù)儲備與支撐。
國家和地方政府的高度重視,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了前所未有的機遇。然而,行業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)問題依然突出,對科技進步需求愈發(fā)迫切。椰子研究所擬持續(xù)開展熱帶油料和經(jīng)濟棕櫚種質(zhì)資源收集保護與利用等長期性、基礎(chǔ)性研究和信息共享等公益服務工作,繼續(xù)引領(lǐng)熱帶油料科技前沿,致力解決熱帶油料作物遺傳轉(zhuǎn)化、分子育種等重大科學問題,搶占科技制高點,提高種業(yè)競爭力;繼續(xù)直面經(jīng)濟主戰(zhàn)場,全力突破椰子致死性黃化病、檳榔黃化病和椰棗紅棕象甲防控,突破棕櫚作物質(zhì)量安全與標準化等行業(yè)瓶頸,鞏固脫貧攻堅成果,促進地方經(jīng)濟發(fā)展;繼續(xù)支撐國家重大科技需求,竭力優(yōu)化綠色高產(chǎn)高效栽培技術(shù),提升熱帶油料產(chǎn)量和品質(zhì),保障食用油供給安全;集成示范產(chǎn)業(yè)技術(shù),支撐熱帶農(nóng)業(yè)“走出去”,服務“一帶一路”建設(shè)。
典型案例1.矮種椰子“文椰”系列40 年兩代人科研成果
“文椰2號”椰子品種證書
“文椰3號”椰子品種證書
“文椰4號”椰子品種證書
左:“文椰5號”椰子品種證書
右:“文椰6號”椰子品種證書
海南省萬寧市興隆鎮(zhèn)東和農(nóng)場,有個矮種椰子種植基地,一行行排列整齊的椰子樹上掛著一串串椰子果,個頭不算很大,但顏色各異:有的是橙紅色,如同一個個超大號柑橘在樹頭;有的是亮黃色,恰似黃元帥蘋果膨脹了;還有的是青綠色,圓圓的果形像小皮球。摘下一個,插上吸管就能品嘗甘甜的椰水。
海南省是我國椰子主產(chǎn)區(qū),種植面積占全國面積的99%。過去,椰農(nóng)采用隨機育苗方式種植,對椰子性狀不加選擇,基本都是海南本地高種,種植7~8年才能開花結(jié)果,而這時椰子樹已高達八九米,最高的近30米,采摘椰果需用勾刀。
矮種椰子“文椰”系列,是在兩代人科研基礎(chǔ)上選育出來的。
1982年,愛國華僑從馬來西亞、泰國等地引進矮種椰子種苗,種于當時華南熱帶作物科學研究院文昌椰子試驗站(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所前身),科研人員開始擴繁。1993年,取顏色均勻、果型一致的實生種果200個催芽育種后種下,并在1997年獲“自交1代”種果;1998年,選擇顏色均勻、果型一致的“自交1代”種果育成“自交1代”種苗,種于椰子研究所半島試驗基地;“自交1代”種苗2002年第一次開花,選擇最早開花植株培育種果。2003年,獲“自交2代”種果,選擇顏色均勻、果型一致的“自交2代”種果育成自交2代種苗,種于椰子研究所半島基地。自2007年起,中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所研究員范海闊開始接過前輩的接力棒,繼續(xù)開展選育工作。這一年,“自交2代”第一次開花、結(jié)果,經(jīng)對初花時間、果型大小、顏色等性狀進行嚴謹?shù)臏y試和分析進而確定性狀一致、可穩(wěn)定遺傳后,獲“文椰”新品系:“文椰2號”“文椰3號”“文椰4號”“文椰5號”“文椰6號”。
“文椰”新品系自2008年開始擴繁,并在文昌、瓊海、萬寧等地開展生產(chǎn)試驗。該種苗繁育技術(shù)研究成果主要為:(1)確定了種果的成熟度與形狀標準;(2)確定了“切除外果皮法”為最佳種果處理方法,可提高發(fā)芽率9.62%~10.21%,發(fā)芽時間最高可縮短至18天;(3)明確了“45°斜播法”為最佳播種方式,提高發(fā)芽率18.89%,縮短發(fā)芽時間15.34天,種苗生長指標優(yōu)于“橫播”和“豎播”;(4)提出了“全根苗”技術(shù)(主要涉及育苗基質(zhì)和育苗圃的改良),提高種苗移栽成活率4.78%~10%,提早出圃90~120 天,種苗生長指標顯著增加。
矮種椰子“文椰”系列,是國內(nèi)唯一取得品種審(認)定證書的高產(chǎn)、早結(jié)系列品種,果重適中、果皮靚麗,投產(chǎn)早——較海南高種椰子提前4~5年;產(chǎn)量高——較海南高種椰子產(chǎn)量提高3倍左右;效益好——每畝地直接收入為10800元,約為海南高種椰子的5倍;植株矮化——平均株高比高種椰子矮3米左右;嫩果椰子水含糖量高、風味好,在海南椰子品種更新和鮮食椰子供應上具有明顯優(yōu)勢。
作為矮化、早結(jié)、高產(chǎn)品種,范海闊認為,“文椰”系列未來有望替代本地高種,擴大水果型椰子供應,改寫我國椰子種植供給結(jié)構(gòu),改善本地高種椰子占比過高、供給同質(zhì)化帶來的一系列產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題。
據(jù)中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所所長王富有介紹,我國椰子產(chǎn)業(yè)目前處于轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期。多年來,我國椰子栽培普遍存在的問題是品種單一、生長慢、更新慢、產(chǎn)量低,“文椰”系列在培育初期就是奔著解決這幾點綜合目標而出發(fā)的,培育引領(lǐng)未來椰子產(chǎn)業(yè)的新品種。他說,近幾年椰子鮮食市場火爆,泰國等東南亞國家的椰子果被我國市場狂掃,仍供不應求。實際上,我國海南“文椰”系列椰子品質(zhì)更好,運輸成本更低,市場前景非??捎^。目前,海南省政府已經(jīng)制定椰子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,計劃用16年時間在全島種植“文椰”系列椰子56萬畝,年供鮮果量突破15億個,直接經(jīng)濟效益可破百億元,并可提供大量就業(yè)崗位,更好地為作為國際旅游島、自由貿(mào)易島的海南省發(fā)展做出貢獻。
左上:種果處理方式研究:右上:處理1,切除全部外果皮;左下:處理2,剝?nèi)÷愎笥猛暾轮匦掳?;右下:處?,裸果
種果催芽試驗(用于種果處理方式的篩選)
1. 文椰2號新品種
2. 文椰4號新品種
3. 文椰3號新品種
不同育苗方式下根系的比較(1)左:地栽苗;中:袋裝苗;右:全根苗(2)與地栽苗和袋裝苗相比,全根苗一級根損傷較小,二級根保留較多,根系優(yōu)勢明顯
典型案例2. 突破低產(chǎn)瓶頸創(chuàng)建檳榔種苗標準化繁育等基地
“熱研1號”檳榔優(yōu)良種苗標準化繁育基地
2020年春,新冠肺炎疫情流行,檳榔被列入《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》推薦處方,為全民抗“疫”做出了突出貢獻。
中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所研發(fā)的“熱研1號”新品種,突破了檳榔低產(chǎn)瓶頸,其審定證書于2014年6月獲批。這是截至目前我國唯一通過國家審定的檳榔品種。
此前,海南檳榔種源混雜、良種匱乏,研究團隊選擇本地種檳榔優(yōu)良群體共220株,采用混合選擇育種法進行品種選育及生產(chǎn)性試驗,最終選育獲得性狀穩(wěn)定的“熱研1號”品系。該品系性能指標為定植后4~5年開花結(jié)果,鮮果(受精后發(fā)育至140~160天)為長橢圓形、果皮青綠色,果實縱徑5.10~6.10分米,橫徑2.90~3.60分米,單果重23.8~27.8克,檳榔堿含量0.51%,粗纖維15.3%。鮮果硬度小,符合加工需求;平均畝產(chǎn)1047.2千克,單株年產(chǎn)量9.52千克/株,比農(nóng)家自留種產(chǎn)量提高約12%。
此后,科研團隊開始規(guī)?;庇】捣N苗,推動檳榔產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
首先是苗圃大棚建設(shè)。從苗圃規(guī)劃、整地平地、框架搭建、蔭棚建設(shè)、噴灌安裝、種苗繁育到推廣宣傳,歷經(jīng)近5年的艱辛探索,建成設(shè)施完善的標準化檳榔種苗繁育基地20畝,年生產(chǎn)種苗可達20萬~30萬株,潛在種苗生產(chǎn)量可達60萬~80萬株。
與此同時,構(gòu)建“熱研1號”檳榔種苗繁育技術(shù)體系。針對海南檳榔種源混雜、種苗質(zhì)量參差不齊的狀況,在明確種子最佳萌發(fā)溫度、篩選出適宜的育苗基質(zhì)配方、制定檳榔種苗分級和出圃標準、明確檳榔種苗生長的致死低溫、建立檳榔種苗生長發(fā)育的Logistic模型5方面內(nèi)容基礎(chǔ)上,構(gòu)建了“熱研1號”檳榔種苗繁育技術(shù)體系,種果萌發(fā)率提高12.5%,種苗出圃率提高27%,生產(chǎn)成本降低31.5%。
在通過研究明確了檳榔養(yǎng)分和水分需求規(guī)律后,研發(fā)團隊又攻克了如下關(guān)鍵技術(shù):突破了營養(yǎng)診斷施肥技術(shù)、水肥一體化促花保果技術(shù);集成了檳榔園病蟲害防治和立體栽培技術(shù);形成了成熟的低產(chǎn)檳榔園改造技術(shù)及豐產(chǎn)栽培技術(shù),研發(fā)出檳榔幼齡期、促花保果、壯果專用肥3種,平均增產(chǎn)30%以上。其中,率先突破了檳榔專用肥的液體化關(guān)鍵技術(shù),同等產(chǎn)量條件下施肥量和用工成本降低50%以上;研發(fā)出心部肥藥包1種及配套施用器械1套,檳榔園農(nóng)藥施用量降低35%以上。以上研究成果在海南萬寧、瓊海、屯昌、瓊中、保亭、樂東等檳榔主產(chǎn)區(qū)被廣泛應用,極大提升了海南檳榔栽培技術(shù)水平。
如今,海南文昌已建立起“三園一體”品種試驗示范基地45畝,集成“育-繁-推”技術(shù)展示新模式;在海南省建立“一省五園”檳榔品種示范園5個,年繁育種苗50萬株,為單位創(chuàng)造產(chǎn)值200萬元以上,累計推廣面積5萬畝,技術(shù)覆蓋率達85.5%。