摘 要:芋頭是一種重要的蔬菜兼糧食作物,其營養豐富、風味獨特,且藥用價值高,是老少皆宜的營養品。近幾年隨著消費升級的需求,人們對高品質的芋頭產品越來越青睞。廣東地區芋頭栽培歷史悠久,在長期的發展過程中形成了具有一定地方特色和知名度的品種,為更好利用廣東地區的芋頭資源,促進芋頭產業發展,概述了國內芋頭的種質資源圃建設、育種研究、產業發展等現狀,分析了廣東地區芋頭的主栽品種與種植分布、區位資源、品牌、產業化、科學研究等發展現狀,指出芋頭產業發展中存在品種退化、品質下降,病蟲害嚴重,栽培技術落后,機械化程度低、勞動成本偏高,技術創新服務不足等主要問題。同時從健全芋頭脫毒種苗生產推廣體系,加強病蟲害防治,開展種質資源的收集、保存與利用研究、新品種選育、加速發展芋頭深加工研究和科技培訓,推進芋頭產業機械化作業,加強領導、增加科技投入等方面提出促進廣東芋頭產業發展的對策建議,以便引導更多人員參與到芋頭產業當中,進一步保證廣東芋頭產業良性發展。
本文源自戴修純; 羅燕羽; 黃紹力; 劉紹欽; 曹健松, 廣東農業科學 發表時間:2021-07-19
關鍵詞:廣東芋頭;品種資源;產業現狀;對策建議
芋(Colocasia esculenta (L) . Schott)是天南星科芋屬多年生草本植物,常作 1 年生栽培,又稱芋頭、艿芋、毛芋[1-2],原產于中國、印度馬來半島等熱帶沼澤地[3-4],世界上廣為栽培,尼日利亞、麥克隆和加納等地栽培最盛,中國、日本及太平洋等地次之[5]。中國則以珠江流域及臺灣省種植最多,長江及淮河流域次之[6],然后是膠東半島[1]。
芋頭的營養價值極高,含有豐富的淀粉[7]、蛋白質、膳食纖維、維生素[8]、礦物質等,且不含龍葵素,既可食用又可藥用[9],具有補脾胃、降血脂、降血壓、延緩衰老、免疫調節等保健功能,深受國內外廣大消費者的青睬[10]。在中國,芋主要作為蔬菜用,其主要食用器官為球莖,某些品種的葉、葉柄和花也可食用[11]。近幾年,隨著粵港澳大灣區“菜籃子工程”建設,芋頭作為市場流通的主要大宗農副產品之一,銷量也越來越高,在《特色農產品區域布局(2013—2020)》中,芋頭被列入 14 種重點發展的特色蔬菜之一[12],可見芋頭在蔬菜中的地位越來越高。
粵語中“芋頭”與“護頭”諧音,一家人一起吃芋頭表示合家團圓平安的意思,另外,芋頭是多子的生物,而且母芋頭總是和小芋頭同生在一處,象征母子團圓。在廣東地方風俗中,芋頭具有獨特的地位。在喜慶宴席上,香芋扣肉乃九大菜品之一;在新婚大床擺上“一母多仔”的芋頭以期多子多孫討吉利;中秋之夜,一家人邊品嘗芋頭,邊共賞明月,更富有家鄉情味[13]。
廣東地區芋頭栽培歷史悠久,在長期的發展過程中形成了具有一定地方特色和知名度的品種,特別是近幾年,受消費升級的影響,芋頭的栽培面積逐年增加。為更好利用廣東地區的芋頭資源,促進芋頭產業的發展,本文概述了國內芋頭產業發展現狀,分析當前廣東芋頭產業發展的現狀和存在問題,并針對存在問題提出促進廣東芋頭產業發展的對策建議,以便引導更多人員參與到芋頭產業當中,進一步保證廣東芋頭產業良性發展。
1 國內芋頭產業發展現狀
1.1 主栽品種與種植分布
中國作為芋頭主要生產國之一,據 FAO 統計,至 2019 年中國芋頭收獲面積 9.85 萬 hm 2,產量達 1 954.8 萬 t。全世界的芋頭品種有 700 多種,而中國就有 400 多種[6],中國芋頭栽培歷史悠久,至今已有 2 300 多年[14],且自然生態多樣性高,使得我國芋頭品種資源特別豐富,其中資源類型較豐富的省份有福建、海南、云南、廣西、廣東、四川等。國內主要品種有魁芋(檳榔芋、荔浦芋、江永香芋、奉化芋)、多子芋(紅芽芋、香沙芋、萊陽 8520 白芋)和多頭芋(狗爪芋)等[1],目前已列入國家地理標志保護的芋頭品種有 18 個[15],其中福建最多,有 4 個,其次是江蘇和山東,各有 3 個,其他依次是廣東、湖南、江西各 2 個,浙江、廣西各 1 個。
1.2 種質資源圃與育種研究現狀
種質資源是進行育種、科研和生產的重要物質基礎。目前國內芋頭的種質資源圃有 5 個,其中種質資源最豐富的是國家種質武漢水生蔬菜資源圃,該資源圃共收集并保存了來自全國各地的芋種質資源 400 多份[6];中國科學院昆明植物研究所收集了 100 多份[16];福建農學院收集了 177 份[17];廣西農業農業科學院收集了 112 份[18];江蘇省農科院經作所、揚州市農科院等單位引進和保存的芋頭地方農家品種種質資源 281 份[19]。
目前芋的新品種選育主要是通過芽變選育和輻射誘變為主,尚沒有通過雜交育種選育出的新品種。雖然芋是以無性繁殖為主,但也是可以通過有性繁殖進行繁育的,這也為芋的雜交育種研究提供了可能。自 1984 年薩摩亞培育出芋雜交新品種之后,國內外相繼開展了芋頭的雜交育種研究,黃新芳等[20]對國家種質武漢水生蔬菜資源圃的芋資源進行了開花結實研究,發現只有紫柄芋可自然開花結實,魁芋需經人工誘導才能開花,魁子兼用芋、多頭芋要通過人工誘導開花及加倍處理。黃偉華[18]等對廣西農業科學院的芋種質資源開展了雜交育種研究,并成功獲得種子,經無菌播種繁育后種苗已進入試驗栽培階段。
1.3 科研與產業現狀
芋頭是一種藥食兩用的食品資源,在日常生活及健康方面扮演重要角色,國內對芋頭的研究主要集中在高產栽培技術、種苗繁育、貯藏保鮮、加工及營養成分等方面。隨著科學技術的發展,芋頭生產已逐漸向產業化方向發展,膜下滴灌栽培模式的應用提高了水肥利用率,且經濟環保、省時省工、高效增產[21-23],對芋頭的產業化發展具有關鍵性作用。組培脫毒快繁技術的應用解決了種性退化、產量下降和病蟲害發生嚴重等問題[24-27],但其脫毒苗在不斷增殖擴繁過程中植株體內也積累較多的激素[28],栽培后會出現種苗成活率低、子芋過多、主芋產量低等問題,嚴重影響了脫毒苗的推廣。芋頭的上市期主要集中在每年 10 月至次年 2 月,沒法做到全年供應,為滿足人們對新鮮芋頭的消費需求,商家一般是通過埋藏、窖藏、速凍、真空等控制貯藏溫度和壓力實現保鮮[29],現在市場上也有些通過添加 1- MCP[30] 、 L-半胱氨酸[31]等抗褐變劑,或殼聚糖[32]、雙乙酸鈉[33]、海藻酸鈉[34]等進行涂膜以達到保鮮的目的。傳統芋頭主要是以鮮食為主,銷售量不穩定、市場波動大,為減輕市場壓力,拓展芋頭產業鏈,人們對芋頭進行了加工,目前國內市場上芋頭的加工產品有:芋頭全粉[35]、芋頭淀粉[36]、芋頭脆片[37]、芋頭酸奶[38]、芋頭清汁飲料[39]、芋頭醋[40]、芋頭酒[41]等,其加工產品已經向多樣化和精細化發展。芋頭營養價值高,既可做菜肴,亦可藥用,是老幼皆宜的佳品,為了更好的利用其生物活性和功能性物質,科學家們對其的淀粉[7,36]、多糖[42]、蛋白質[43]等進行提取研究,以指導功能性食品的研發,提高芋頭產品附加值。
2 廣東芋頭產業發展現狀
2.1 主栽品種與種植分布
廣東是芋頭的重要產區之一,以檳榔芋為主,紅柄芋、白芋、毛芋、狗爪芋等品種也有少量種植[44-46],其中最為著名的當屬韶關樂昌張溪檳榔香芋[47]和廣州炭步文岡檳榔香芋[48]。
據調查,目前廣東芋頭栽培面積達 13 000 hm 2,以韶關、廣州、湛江、茂名和揭陽等地為主。韶關樂昌張溪香芋栽培面積約 3 000 hm 2,每年 10 月至次年 3 月大量上市,每 667 m 2 產量 1 500~2 000 kg,單個重量在 3~3.5 kg 之間的張溪香芋,產地價格可達 16~18 元/kg,常年處于供不應求的狀態。廣州地區芋頭栽培面積約 1 800 hm 2,其中以炭步文崗香芋栽培面積最大,也最為出名,炭步文崗香芋具有香、粉、浮的特點,目前栽培面積約 1 300 hm 2,上市期主要集中在每年的 11 月至次年 3 月,每 667 m 2 產量 1 500~2 000 kg,其價格基本可以達到 16 元/kg,產值可達 2.4 萬元。湛江和茂名是廣東地區芋頭栽培面積比較大的產區,湛江栽培面積約 3 300 hm 2,茂名栽培面積約 2 000 hm 2,但由于該種植區域背靠合浦、北海、欽州等廣西香芋重要產地,其價格受到較大沖擊,每千克僅 3~6 元,每 667 m 2 產值 1 萬元左右,與廣東其他地區的芋頭價格差異明顯。揭陽地區雖然栽培面積較小,僅有 200 hm 2 左右,但揭陽芋頭是聞名粵東地區的農特產品,也是當地的一大農業品牌,其栽培已有 300多年歷史,每 667 m 2 產量約 1 500 kg,產值約 2.4 萬元。
2.2 區位資源優勢
芋頭原產于高溫多濕地帶,在長期的栽培過程中形成了水芋、旱芋等栽培品種[49]。但無論水芋還是旱芋都需要高溫多濕的環境條件[50]。同時,芋頭是喜肥性作物,其球莖是在地下土層中形成的,因此有機質豐富、土層深厚的沙質土或粘壤土是最合適的[51]。
廣東是中國的南大門,處在南海航運樞紐位置。東鄰福建,北接江西、湖南,西連廣西,南臨南海,珠江口東西兩側分別與香港、澳門特別行政區接壤,西南部雷州半島隔瓊州海峽與海南省相望,地理位置十分優越,有利于芋頭的出口與內銷。
廣東省屬于東亞季風區,從北向南分別為中亞熱帶、南亞熱帶和熱帶氣候,是中國光、熱和水資源最豐富的地區之一。全省平均日照時數為 1745.8 h、年平均氣溫 22.3 ℃;廣東降水充沛,年平均降水量達 1 300~2 500 mm,全省平均為 1 777 mm。顯然,這種高溫高濕、日照充足、水熱資源豐富的氣候條件十分適宜芋頭的生長發育。
2.3 品牌發展現狀
芋頭全國都有,不過公認品質最好的都在兩廣地區,而廣東地區最好的則要屬炭步文岡香芋與樂昌張溪香芋。
炭步文岡芋頭從明朝武宗正德登基(1506 年)至今已有 500 多年栽培歷史,是廣東地區芋頭的主產區之一[52]。這里種植的檳榔香芋,是我國檳榔香芋中的精品。相傳,清朝乾隆微服游江南至炭步圩,在某食店品嘗到文岡香芋后贊不絕口,特下旨花縣知府每年進貢炭步文岡香芋,由此,炭步文岡香芋聞名天下[13]。炭步文岡香芋因其個頭大、肉質粉、味香、綿軟等特點而聞名海內外,隨著社會的發展,炭步文岡香芋越來越受到社會各界的重視,成為著名的品牌。2012 年端上中南海國宴餐桌,再次成為“御品”; 2014 年錄入農業部農產品國家地理標志保護產品;2015 年獲廣東名特新優農產品第 2 名,并被廣東省農業廳認定為無公害農產品產地。
據《樂昌縣志》記載,韶關樂昌市種芋已超 340 年,其中以張溪香芋最為著名。張溪香芋是粵北地區具有地理標志保護的農產品,主要種植范圍為廣東省樂昌市樂城鎮、廊田鎮、長來鎮、北鄉鎮等 4 個鎮。2004 年,“張溪香芋”獲得農業部農產品質量安全中心頒發的 “無公害農產品認證證書”;2008 年“張溪香芋”獲認定為國家地理標志產品保護。
2.4 產業化發展現狀
自實施鄉村振興戰略以來,國家大力發展現代農業,在政府支持下農業產業園區作為新型農業生產經營方式在我國各地快速發展起來,樂昌香芋產業園也應運而生。該產業園位于韶關樂昌,是 2018 年廣東認定的第二批省級現代農業產業園,也是我省唯一的芋頭產業園,總耕地面積約 5 333 hm 2。按照“一核兩心三片區”布局,圍繞“現代農業科研中心、潤糧農場香芋三產融合區、現代化香芋種植加工示范區”等八大重點建設內容。樂昌香芋產業園的建設對推動廣東芋頭產業化發展具有重要作用。除了現代產業園外,各地還通過“合作社 +農戶”、“公司+農戶”、“公司+合作社”等合作模式促進廣東芋頭產業化健康發展。不過目前廣東芋頭產業尚在發展起步階段,噬待相關技術、政策的引導和支持。
2.5 科研現狀
廣東地區芋頭研究起步晚,基礎薄弱,目前尚處于起步階段。廣東雖然是國內芋頭資源最豐富的地區之一,但至今也沒有專門的部門或機構進行芋頭種質資源的收集、保存與利用研究,育種研究也尚處空白。廣東芋頭的栽培模式主要還是以漫灌栽培為主[44-46,52-53],近幾年隨著芋脫毒種苗的應用推廣,芋農們才開始嘗試膜下滴灌栽培技術。脫毒種苗的繁育與應用方面也是這幾年才開始,但由于脫毒種苗植株較小,又無營養塊莖,推廣應用難度大,至今收效甚微。對芋頭加工主要也是以粗加工為主,在深加工上,童晶晶等[54]和華軍利等[55] 對張溪香芋的蛋白提取、全粉干燥等深加工進行研究;莫俊杰等[56]率先克隆了芋頭抗氧化酶基因,為進一步研究芋頭抗疫病的機理奠定了基礎。
3 廣東芋頭產業發展存在問題
3.1 品種退化,品質下降
目前生產上芋頭種植普遍采用塊莖繁殖,在長期的無性繁殖過程中很容易被病蟲害侵染,一旦侵染便終生帶病,普通的藥劑難以控制,且隨著無性繁殖系數的增大傳播速度也會加快,最終影響芋頭的產量與品質[57]。而且,隨著一些高毒農藥的禁用和農民食品安全意識的提高,炭步地區芋農現在都已不再使用禁用的高毒農藥,轉而使用一些低毒、環保的農藥,芋頭的病蟲害也開始逐漸泛濫,嚴重影響了芋頭的產量和品質。
3.2 病蟲害形勢不容樂觀
近幾年隨著種植結構的調整和國家對農業產業的大力支持,廣東地區芋頭的栽培面積逐年擴大,在蔬菜中的比重也越來越大。然而長期的無性繁殖導致了芋頭植株病害嚴重、種性退化等,尤其是近幾年,發病率達到 80%以上,到最后優質芋頭采收的商品率僅為 15%左右,嚴重影響了廣東芋頭產業的發展。
病蟲害破壞母芋的外觀, 影響蒸煮品質和貯藏性[58]。目前廣東芋頭的病蟲害主要有芋軟腐病、疫病、炭疽病、污斑病和細菌性斑點病,發病田塊病株率 30%~50%,嚴重田塊病株率超 80%,對產量和經濟效益影響很大。
3.3 栽培技術落后
隨著科學技術的發展,芋頭的栽培技術亦在不斷提高,膜下滴灌栽培的模式在芋頭栽培中也開始廣泛應用,不僅可以減少土壤水分蒸發、提高水肥利用率、減少病蟲害發生,且比傳統栽培增產 50%以上,有節水、節肥、省工、增產增收、環保等優點[21]。盡管膜下滴灌栽培優勢突出,也已在廣西等芋頭主產區廣泛應用,但廣東地區的芋頭栽培還一直沿用傳統的漫灌栽培模式,不僅肥水浪費嚴重,且長期浸泡于水中容易發生各種病蟲害,如果不改變現有的傳統種植技術體系,廣東芋頭產業將很難得到進一步發展。
3.4 機械化程度低,勞動力成本偏高
雖然近幾年我國農業的機械化水平不斷提高,但廣東芋頭在栽培過程中,機械主要應用于整地和起壟,除草、覆土、追肥、收獲等還是要依靠人工完成,人工成本目前依然是芋頭產業發展中成本最高的一部分。高勞動強度、低作業效率和高勞動力成本的生產方式制約了廣東芋頭產業的進一步發展。
3.5 技術創新服務不足
目前廣東地區芋頭的栽培仍以一家一戶的小面積栽培為主,規模小而且分散,栽培管理模式傳統落后。雖然部分地區建立了芋頭產業園、香芋合作社、芋頭加工企業,但都尚處于起步階段,產業融合不足,缺乏系統性和持續性的技術創新和技術服務。而且,廣東省目前從事芋頭研究的單位少,科技人員缺乏,科技推廣經費短缺,芋頭脫毒種苗及其配套高產高效栽培技術難以普及。
4 廣東芋頭產業發展對策建議
4.1 健全芋頭脫毒種苗生產推廣體系
利用芋頭脫毒種苗[59]進行栽培不僅可以減少病蟲害的發生、提高芋頭的產量和品質,而且對芋頭的標準化、產業化生產具有促進作用[27,60-61]。針對廣東地區芋頭品種退化、品質下降、病蟲害嚴重等問題,急需建立芋頭脫毒種苗生產、繁育與栽培的推廣體系,以保障廣東芋頭產業健康發展。雖然廣東省農業科學院、廣州市農業科學研究院等科研單位近幾年一直在大力推廣芋頭脫毒種苗的生產應用,但至今收效甚微。其主要原因有兩個:一是長期以來芋頭種苗都是農戶自留種生產,無需任何成本,而使用芋頭脫毒種苗成本過高,農民難以接受;二是芋頭脫毒種苗沒有形成小芋頭,芋農們缺乏種植經驗,擔心栽培后收成不好。雖然芋頭脫毒種苗沒有形成小芋頭,但其根系發達,下地移栽后恢復快,無需經歷種芋緩苗生根階段,長勢較種芋栽培更快。因此,需要整合當地農業部門、科研單位、鄉鎮農技推廣站,建立芋頭脫毒種苗生產推廣體系,通過示范推廣帶動更多種植戶接受芋頭脫毒種苗[62],從而促進廣東芋頭產業的發展。
4.2 加強病蟲害防治
當前廣東地區芋頭病蟲害嚴重,尤其是病害方面,主要有芋疫病、炭疽病、污斑病、軟腐病和細菌性斑點病等,其中為害最為嚴重的要屬芋疫病和軟腐病,已經嚴重影響了廣東芋頭產業的發展。為做好芋頭的病蟲害防治,可從以下幾個方面著手:一是采取輪作措施,種植芋 1~2 年即與玉米、水稻等禾本科作物進行輪作,不僅有利于均衡利用土壤養分和防治病、蟲、草害,還能有效地改善土壤的理化性狀,調節土壤肥力;二是采用膜下滴灌栽培技術,使芋頭根系區土壤始終保持在最優含水狀態,杜絕含病原菌的灌溉水循環侵染,既環保、高效、省工,也能達到防治病蟲害的效果;三是加強生物防控,增施有機肥與微生物菌肥,改善土壤理化性質、提高土壤肥力和利用率、增加土壤中有益微生物數量及活性,阻止病原菌入侵,減少芋頭植株病蟲害為害。
4.3 加強科技創新
雖然廣東地區擁有兩個國家地理標志的芋頭品種,但對芋頭的研究尚處于起步階段。隨著經濟的快速發展,人們的生活水平有了顯著提高,對飲食追求已從溫飽向健康綠色轉變,而芋頭的營養價值、藥用價值,經濟效益和生態效益正逐漸被人們廣泛認知[63],在這一優勢特征的推動下,廣東地區應抓住機遇,大力發展芋頭科技創新,主要可以從以下幾個方面進行研究:
一是開展種質資源的收集、保存與利用研究。種質資源是農業生產和育種的基礎,為選育優良品種必須具備豐富的種質資源。廣東是芋頭種質資源最豐富的省份之一[64],但相對于其他作物而言,廣東地區對于芋頭的研究一直不夠受重視,因此收集、保存并合理開發利用芋資源尤為重要。
二是開展新品種選育。當前廣東地區芋頭普遍存在種性退化、品質下降、病蟲害嚴重等問題,嚴重阻礙了廣東芋頭產業的發展,要想解決當前困境,從根本上解決問題,選育新品種勢在必行。引種馴化栽培是目前選育新品種最快的方法,通過引進外地優質芋頭品種資源,如知名的廣西荔浦芋頭,在本地進行適應性種植,篩選出適合當地種植的優良品種;另外,還可通過有性雜交、誘變育種、自然選擇等方式培育出新的優良品種。
三是加速發展芋頭深加工研究。雖然近幾年廣東地區芋頭栽培面積逐年加大,但依然是以鮮食為主,對于芋頭產品的加工基本還停留在粗加工階段,主要是脫水芋頭、速凍芋頭和芋頭脆片等[37]。產品加工制備方法相對單一、效率低,對于生物活性和功能性物質利用較少[65]。發展芋頭加工業,不僅可以防止未來可能出現的新鮮芋頭產品過剩,減輕鮮銷壓力,避免受市場波動的影響,也可擴大芋頭消費市場,拓寬產業鏈,增加芋頭產品附加值,促進廣東芋頭產業化發展。因此,今后應進一步深入系統的對芋頭加工進行研究,由傳統加工生鮮速凍產品向多種形態、不同風味等多元化加工發展,這是芋頭加工產業今后發展的重要方向[29],亦是芋頭產業發展的持續動力[5]。
四是加強科技培訓。目前廣東地區芋頭的種植除了少數企業和合作社集中種植外,主要還是為一家一戶散戶種植,規模小、分散,且農戶多以自身經驗為準進行種植,缺乏系統的肥料、農藥施用技術及相關理論知識。因此很有必要對芋農們進行科技培訓,增加農戶的科學種植理論知識,提倡生態種植,科學施用肥料、農藥,確保產品質量[62]。
4.4 推進芋頭產業機械化作業
農作物種植機械化已成現在農業必然的發展趨勢[66],是促進農業增收、農民增效的重要手段與關鍵。傳統的芋頭生產方式費時費工、勞動強度大、成本高,農業機械的有效使用可大幅提高農民工作效率,提升種植效益,全面推進芋頭機械化生產是芋頭產業發展的必由之路[67]。國外一些發達國家已實現了芋頭的機械化生產,如日本已實現從起壟、播種、覆膜到除草、中耕施肥、病蟲害防治、采收挖掘、子芋分離、分選等一整套省力化、輕捷化的全稱作業體系[68]。因此,建議由政府規劃和引導,與農機研究機構聯合,以項目立項的形式,由農業科研院所或芋頭專業合作社引進先進芋頭生產機械,建立芋頭機械化生產示范基地,帶動廣東芋頭產業的機械化生產。
4.5 加強領導,增加科技投入
相對而言,廣東地區芋頭研究起步較晚,基礎薄弱,尚處于起步階段,因此,想要大力發展芋頭產業,還需要各級政府領導的重視和支持。政府應該從政策和資金上予以傾斜和投入,以便開展科研攻關、試驗研究、示范栽培、技術培訓和技術指導等工作,以解決生產上的技術難題,保證廣東芋頭產業健康、有序發展。
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