甜菊糖原料供給側(cè)改革方向

羅慶云 ，陳 鋒 ，陳玉江 ，繆慧敏 ，陳婉婷 ，譚曦曦

（1.南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院，南京 210095；2.南京林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，南京 210037）

甜菊糖，又名甜菊糖苷，是從甜葉菊葉片中提取的一類低熱量高倍甜味劑，具備天然、低熱值特性，口味接近蔗糖，是繼甘蔗、甜菜糖外第三種天然甜味劑，被譽為“世界第三糖源”，對追求健康生活方式及體重管理的消費者頗具吸引力[1]。目前，以美國FDA為代表的監(jiān)管機構(gòu)已認同甜菊糖及其衍生物葡萄糖基甜菊糖苷的安全性，市場需求逐漸增大[2]。自2013年以來，我國甜菊糖作為植提單品，已連續(xù)多年穩(wěn)居植物提取物出口“榜首”，2016年，甜菊提取物全年出口額已達14.5億元。據(jù)Grand view研究報告，到2024年，全球甜菊糖市場將達5.567億美元。

甜葉菊，作為提取甜菊糖的原料作物，自上世紀70年代后引入我國以來，中國已發(fā)展為種植面積、提取加工及出口量最大的國家。中國甜菊協(xié)會公布的最新數(shù)據(jù)顯示，2016年中國出口的甜菊糖量約占國際甜菊糖市場的80%。與這些數(shù)據(jù)形成鮮明對比的是，當前我國甜葉菊產(chǎn)業(yè)集中度低、產(chǎn)能過剩嚴重、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同合作差、低水平競爭激烈。具體表現(xiàn)為在甜葉菊種子生產(chǎn)、種苗繁殖、大田種植及葉片收貯等環(huán)節(jié)都存在品牌意識弱、生產(chǎn)規(guī)模小、質(zhì)量控制差等問題。特別是在當前優(yōu)勢農(nóng)業(yè)項目匱乏、投資主體多元、非市場主體干預強度大等背景下，盲目追求短期效益，缺乏品牌意識和長遠規(guī)劃，導致市場上甜葉菊原料葉品質(zhì)逐年下滑，嚴重影響了下游甜葉菊提取加工企業(yè)的生產(chǎn)效益和市場競爭力。

甜菊糖原料供給側(cè)改革，通過液體授粉、丸?；?、紙筒育苗、高畦膜下滴灌、綠葉青貯等適應(yīng)機械化、規(guī)?；蜆藴驶墓┙o體系建設(shè)，有效解決農(nóng)業(yè)從業(yè)人員日益稀缺對甜葉菊原料葉生產(chǎn)的影響，為甜葉菊原料葉各市場主體間協(xié)同合作搭建平臺，為提高甜葉菊原料葉品質(zhì)提供保障。

1 我國甜菊糖原料葉生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 甜葉菊種子生產(chǎn)現(xiàn)狀

甜葉菊屬于自交不親和植物，絕大多數(shù)品種自花授粉不結(jié)實，靠雜交來產(chǎn)生種子?，F(xiàn)有甜葉菊雜交制種方法是將各親本株系的扦插繁殖苗或種子苗定植在同一田塊，利用蜜蜂等進行傳粉雜交，生產(chǎn)雜交種子。由于父母本植株都可以相互接受對方花粉形成種子，且甜葉菊種子輕、具冠毛、成熟后易飛散，在收獲種子時難以排除以農(nóng)藝性狀不足父本植株為母本反交所形成種子的摻入，導致種子純度低、混雜度高。

此外，由于甜葉菊同一植株花期多持續(xù)一個月左右，種子間成熟期差異大。目前甜葉菊種子收集方法為待大多數(shù)種子成熟時一次性收割母本植株曬干后脫落種子，或在大田間隔一定時間人工振搖母本植株收獲種子，并以前一種收獲方式為主。前一種種子收獲方法所得種子純度較高，不足之處在于種子成熟度不一致、發(fā)芽率低、后期精選難、收獲率低等；后一種收獲方法所得種子成熟度一致性較好，種子產(chǎn)量高，但效率低、用工量大。

此外，由于當前甜葉菊種子質(zhì)量標準體系尚未建立，生產(chǎn)主體多為農(nóng)戶個體或?qū)I(yè)合作社，規(guī)模小、管理水平良莠不齊、質(zhì)量控制意識差，且種子生產(chǎn)者與甜葉菊種植戶間利益分割，為增加種子產(chǎn)量，在雜交組合配置、父母本植株純化以及母本植株種子單獨收獲等質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)上缺乏客觀約束和主觀能動性。為此，當前甜葉菊雜交種子存在種子純度不高、發(fā)芽率低等不足。

1.2 甜葉菊種苗繁殖現(xiàn)狀

當前我國的甜葉菊種苗繁殖方式包括種子繁殖和扦插苗繁殖兩種方式。

其中種子繁殖方式多應(yīng)用于冬季氣溫低、扦插繁殖難度大、扦插苗調(diào)撥成本高的新疆、甘肅、內(nèi)蒙、吉林等地區(qū)。由于這些地區(qū)秋季氣溫下降快，甜葉菊在當?shù)責o法順利自然結(jié)實，所使用的甜葉菊種子多采購于其他地區(qū)。由于種子生產(chǎn)者與甜葉菊種植戶間利益分割，且種子質(zhì)量檢測難度大，特別是目前還無法快速確定所購種子最終所產(chǎn)葉片含糖量及產(chǎn)量高低，使得最終收獲的甜葉菊葉片品質(zhì)難以得到有效保障。

扦插苗繁殖方式因其前期管理在棚內(nèi)進行、風險低、種植成活率高且最終收獲的甜葉菊葉片品質(zhì)相對穩(wěn)定，受“菊農(nóng)”及下游提取加工企業(yè)歡迎。扦插苗繁殖方式原多應(yīng)用于冬季氣溫高、春季回溫早的安徽和江蘇等地，隨著物流條件的改善，也在新疆、甘肅、內(nèi)蒙、吉林等地逐漸推廣開來，但存在生產(chǎn)和運輸成本較種子繁殖方式高等不足。此外，與種子生產(chǎn)主體一樣，當前甜葉菊扦插繁殖苗生產(chǎn)主體也為農(nóng)戶個體或?qū)I(yè)合作社，規(guī)模小、管理水平低、幼苗期種苗質(zhì)量檢測難度大、甜葉菊扦插苗質(zhì)量控制體系也尚未建立。同樣地，由于扦插苗繁殖者與甜葉菊種植戶間利益分割，使得甜葉菊扦插苗純度和質(zhì)量穩(wěn)定性難以得到有效保障，同時還存在品種更新慢等不足。

1.3 甜葉菊葉片生產(chǎn)現(xiàn)狀

在甜葉菊葉片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，我國甜葉菊年均種植面積近30萬畝（2萬公頃），分布于新疆、甘肅、內(nèi)蒙、吉林、山東、安徽、江蘇、江西及新發(fā)展的廣東、湖南和云南等地區(qū)，支撐中國甜葉菊產(chǎn)業(yè)的是近十萬戶“菊農(nóng)”。

在當前優(yōu)勢農(nóng)業(yè)項目匱乏、投資主體多元，特別是在地方政府等非市場主體干預等背景下，片面追求短期政治和經(jīng)濟效益，盲目建設(shè)甜葉菊種植基地，導致市場上甜葉菊原料葉品質(zhì)逐年下滑，嚴重影響“菊農(nóng)”的種植積極性和下游提取加工企業(yè)的生產(chǎn)效益與市場競爭力。此外，與甜葉菊原料供應(yīng)鏈中前述環(huán)節(jié)一樣，當前甜葉菊葉片生產(chǎn)主體也多為農(nóng)戶個體或小規(guī)模的專業(yè)合作社，規(guī)模小、管理水平低。種植前期，受客觀條件限制，難以對種子、種苗質(zhì)量進行有效甄別；大田管理中，受主觀意愿影響，追求產(chǎn)量，盲目大肥大水，導致甜葉菊葉片中甜菊糖含量不足。

1.4 甜葉菊葉片收貯現(xiàn)狀

由于當前甜葉菊葉片生產(chǎn)主體多為農(nóng)戶個體或小規(guī)模專業(yè)合作社，難以將所收獲葉片直接銷售給下游提取加工企業(yè)，而多由經(jīng)紀人或收購商集中收購后再轉(zhuǎn)銷下游企業(yè)。在此過程中，受下述三方面客觀條件限制，無法實現(xiàn)基于葉片甜菊糖含量差異的分類銷售，導致甜葉菊葉片市場上劣幣逐良幣：一方面，農(nóng)民的種植面積小，議價能力弱；另一方面，經(jīng)紀人或收購商普遍缺乏甜葉菊葉片品質(zhì)檢測條件，難以做到基于葉片甜菊糖含量的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價；第三個方面，由于每戶“菊農(nóng)”的種植面積小，即使有管理精細、甜菊糖含量高者也不便進行分類收購[3]。

從上述4個方面可以看出我國當前甜葉菊原料供應(yīng)鏈中存在的主要問題是生產(chǎn)規(guī)模小、品牌意識弱、質(zhì)量控制差。為推動我國甜菊糖原料供給側(cè)改革，提升下游提取加工企業(yè)生產(chǎn)效益和市場競爭力，有必要將適應(yīng)機械化、規(guī)模化和標準化的甜菊糖原料供給體系建設(shè)的相關(guān)技術(shù)引入到甜葉菊原料葉生產(chǎn)中來，為甜葉菊原料葉各市場主體間協(xié)同合作搭建平臺，促進產(chǎn)業(yè)協(xié)同合作，改變各市場主體小、散、弱現(xiàn)狀，促進產(chǎn)業(yè)升級，為甜葉菊原料葉品質(zhì)提供保障。

2 相關(guān)技術(shù)及其在甜葉菊原料供應(yīng)鏈中的應(yīng)用前景分析

2.1 液體授粉促進機械化制種

目前甜葉菊種苗繁殖方式包括無性扦插繁殖和種子繁殖兩種方式。其中，雖然無性扦插繁殖苗具有品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)勢，但無性扦插苗繁殖用工量大且往往需要短期大規(guī)模突擊用工，隨著農(nóng)村勞動力的大量轉(zhuǎn)移，扦插繁殖用工招聘越來越困難。種子繁殖方式因其勞動強度小、繁殖成本低、推廣速度快而廣受關(guān)注，為此種子繁殖將是甜葉菊原料供應(yīng)鏈中種苗供給渠道的重要改革方向。

但是，當前甜葉菊制種的不足之處在于結(jié)實率低、純度不高、發(fā)芽率低、種子苗所產(chǎn)甜葉菊葉片品質(zhì)低且不穩(wěn)定。這是由于除對優(yōu)良的甜葉菊雜交組合缺乏系統(tǒng)研究而導致甜葉菊葉片品質(zhì)低下外，主要是由于，在當前制種模式下：（1）父母本花期相遇是確保雜交結(jié)實率的基礎(chǔ)，但甜葉菊植株開花期受溫光肥等條件影響大，通常很難做到父母本植株同時開花雜交；（2）蜜蜂的訪花是實現(xiàn)雜交結(jié)實的關(guān)鍵，但受天氣等不確定因素影響大，若在花期遭遇陰雨等不良天氣，會嚴重影響蜜蜂的訪花頻率，從而影響雜交結(jié)實率；（3）為保證雜交種子純度和成熟度，收獲時必須首先將父母本分開，再分批收獲母本植株上的種子，但是由于用工多、勞動強度大，且農(nóng)村勞動力日益短缺，種子的純度和成熟度難以得到有效保障。為此，迫切需要將液體授粉結(jié)合機械化制種引入到甜葉菊制種中來，實現(xiàn)甜葉菊機械化高效制種。

液體授粉技術(shù)，國內(nèi)最早見報道于1978年，國外以日本最早報道于1981年，目前在梨等果樹上應(yīng)用較為廣泛[4-5]。液體授粉是將人工收集的花粉溶解于等滲透勢的溶液中，借助微量噴霧器等將花粉噴射到柱頭上以實現(xiàn)授粉，它具有授粉快、成功率高等特點。

利用液體授粉，可以通過父母本植株單獨種植、花粉低溫干燥長期保存及母本植株授粉期避雨處理等措施，有效避免父母本花期不遇及花期陰雨等不利因素對雜交結(jié)實率的影響，確保雜交種子純度，并為栽培、授粉、種子收獲等環(huán)節(jié)的機械化操作提供平臺。

2.2 丸?；潞图埻灿绱龠M機械化育苗移栽

育苗、移栽作為一套栽培體系，由于作物幼苗期是在棚（室）內(nèi)集中管理，具有直播難以比擬的優(yōu)勢：（1）可有效避免霜凍、早春低溫、倒春寒等災害性氣候影響，移栽后成活率高，易達到單位面積作物株數(shù)等農(nóng)藝要求；（2）可有效延長作物生育期，提高作物單產(chǎn)和品質(zhì)；（3）有效免除前期田間間苗、雜草控制等大田管理投入，顯著節(jié)本、增產(chǎn)、增收。此外，與傳統(tǒng)操作方式相比，機械化育苗移栽的優(yōu)勢主要體現(xiàn)為保障操作質(zhì)量、提高作業(yè)效率、降低勞動強度。

甜葉菊種子小，千粒重僅0.3～0.4 g，且具冠毛，易隨風四處飛散，為育苗等操作帶來不便，并最終導致種子苗長勢不一，大田移栽等田間管理難度大。其原因在于：（1）由于種子成熟度不一致、種子發(fā)芽參差不齊；（2）由于種子小、具冠毛，撒播育苗時種子間距無法把握，導致種子苗疏密不均、長勢不一。為此，有必要將丸?；陆Y(jié)合紙筒育苗引入到甜葉菊育苗中來，以實現(xiàn)甜葉菊機械化播種育苗，并為基于機械化移栽的規(guī)?；N植提供條件。

丸?；录夹g(shù)是上世紀80年代引入我國的一項種子加工技術(shù)，是將農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑、保水劑等有效成份和輔助材料分層有序包敷到種子上，使種子放大增重，為育苗及直播等過程機械化精密播種創(chuàng)造條件，有效實現(xiàn)齊苗壯苗、節(jié)約用種[6]。

紙筒育苗是我國上世紀50年代開始在樹木育苗中采用，并自上世紀70年代開始在甜菜等作物早期育苗中開始應(yīng)用的一種育苗技術(shù)，是將種子播入裝滿營養(yǎng)土的育苗紙筒內(nèi)，在棚內(nèi)通過溫、光、水控制培育幼苗的一項技術(shù)，紙筒育苗30～35 d后就可以利用移栽機連同紙筒移栽大田。與目前的甜葉菊種子苗和扦插苗移栽方法相比，紙筒育苗移栽具有3方面的優(yōu)勢：（1）由于甜葉菊幼苗柔弱，而紙筒具有一定機械強度，為利用移栽機進行甜葉菊幼苗機械化移栽提供了條件；（2）由于是帶土移栽，植株根系未受到損傷，田間管理容易；同樣地，（3）由于是帶土移栽，植株定植后不存在緩苗期，也相對地提早了甜葉菊植株的大田有效生長期，有利于提高甜葉菊葉片產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。

2.3 高畦膜下滴灌促進規(guī)?；N植

規(guī)?；N植是甜菊糖原料供給體系改革的必然選擇，只有實現(xiàn)規(guī)?；?，才可使種植環(huán)節(jié)很好地與下游提取企業(yè)互動，形成利益共同體，共同提高甜葉菊品質(zhì)。

與農(nóng)戶依托自主承包的零散土地進行小規(guī)模種植相比，隨著農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的急劇減少和老齡化，規(guī)?；N植因管理規(guī)范性強、效率高而受到關(guān)注。隨著農(nóng)村土地“三權(quán)分置”的實施，規(guī)?；N植將是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向。而規(guī)?；N植效益得以保障的關(guān)鍵在于如何合理減少種植、除草、施肥及收獲等環(huán)節(jié)的人工成本，也就是需要提高機械化程度。

高畦膜下滴灌栽培是上世紀90年代在我國保護地生產(chǎn)中推廣的栽培技術(shù)，是把高畦 （筑成高出地面15～20cm的種植畦）、地膜（在畦面覆蓋地膜）和滴灌（在地膜下設(shè)置滴灌軟管）結(jié)合起來的一種栽培技術(shù)[8-9]。高畦可以促進排水、有效降低地下水位、提高土壤透氣性及土壤溫度，促進植物根系發(fā)育；地膜覆蓋可以控制雜草生長、減輕多雨季節(jié)對植株根系生長的影響、提高土壤溫度、促進植物根系發(fā)育；滴灌有利于實現(xiàn)水肥一體化管理，可以通過自動化控制有效減少人工需求及人為不可靠性、提高大田種植安全性和田間管理一致性。為此，高畦膜下滴灌栽培技術(shù)必將促進甜葉菊規(guī)模化種植的有效實施。

2.4 青貯促進機械化收獲及原料葉儲存安全等

甜葉菊葉片中的甜菊糖含量受植株生育期影響大，以現(xiàn)蕾期至開花前期葉片中的甜菊糖含量較高，為甜葉菊的適宜收獲期。在現(xiàn)行農(nóng)戶分散種植模式下，勞動力不足，很難保障適時收獲，難以實現(xiàn)規(guī)?；N植。

干燥是保存作物品質(zhì)的重要手段，其原理在于通過降低物料含水量，抑制細胞呼吸速率和化合物的酶促降解強度，在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用。由于當前甜葉菊是干葉銷售，甜葉菊葉片收獲后的即時干燥對葉片中甜菊糖含量影響極大。例如，在我國安徽明光地區(qū)，因每戶農(nóng)戶種植面積小，收獲季節(jié)晴朗天氣多，基本能夠做到當天收獲當天干燥，最終所獲葉片中甜菊糖含量相對較高；相對地，在我國江蘇東臺地區(qū)，由于每戶種植面積相對較大且因地處沿海，收獲季節(jié)多雨，所獲甜葉菊葉子難以及時干燥，最終所獲葉片甜菊糖含量相對較低。此外，在我國的新疆、甘肅、內(nèi)蒙、東北等地，收獲環(huán)節(jié)的葉片干燥問題也已成為影響這些產(chǎn)地甜葉菊葉片中甜菊糖含量的重要因素。

近年來在青飼料貯存中廣為采用的青貯技術(shù)有望替代并破解甜葉菊收獲環(huán)節(jié)的干燥問題，將極大地促進我國甜葉菊種植規(guī)?；健Ｇ噘A原指把青飼料埋起來發(fā)酵。其原理在于使青貯的飼料與空氣隔絕，乳酸菌等（兼性）厭氧微生物產(chǎn)生有機酸，抑制好氧腐敗菌生長，減少養(yǎng)分損失，保障飼料經(jīng)久不壞。據(jù)考證，青貯技術(shù)起源于古埃及，18世紀末由北歐傳入美國。在我國，早在700多年前的元代《王禎農(nóng)書》和清代《幽風廣義》中就有苜蓿、馬齒莧等發(fā)酵方法的記載。在近代，西北農(nóng)學院教授王棟等于1944年在《西北農(nóng)林》上以《玉米窖貯藏青貯料調(diào)制實驗》為題首次報道了帶棒玉米窖貯藏青飼料實驗。青貯技術(shù)經(jīng)歷了從高水分青貯到低水分青貯再到添加劑青貯的發(fā)展過程。到目前，青貯法已成為調(diào)制、貯存青飼料的一種有效方法[10]。

若能改良利用現(xiàn)有青貯技術(shù)，實現(xiàn)甜葉菊葉片的綠葉青貯，在確保葉片甜菊糖含量不受影響基礎(chǔ)上，利用工程菌促進不同種類甜菊糖間有效轉(zhuǎn)化，提高甜葉菊葉片提取附加值，必將有力推動甜菊糖原料供給側(cè)改革，促進以甜葉菊提取為代表的整個植物提取業(yè)的升級。

此外，甜葉菊青貯還具有3個方面的優(yōu)勢：（1）由于青貯技術(shù)適應(yīng)機械化操作，容易實現(xiàn)邊收獲邊處理，所需周轉(zhuǎn)場地小或不需要周轉(zhuǎn)場地，必將有力促進甜葉菊機械化收獲設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用和規(guī)?；N植的有效開展；（2）由于較干貯葉水分含量高，甜葉菊青貯大大地減輕了原料葉儲存期間的防火壓力及提取等環(huán)節(jié)的粉塵污染；（3）甜葉菊葉片經(jīng)青貯處理后，其組織和細胞壁被部分降解，可提高提取效率、減少提取所需次數(shù)。

為此，本文針對我國當前甜葉菊原料供應(yīng)鏈中存在的產(chǎn)業(yè)集中度低、生產(chǎn)規(guī)模小、品牌意識弱、質(zhì)量控制差等現(xiàn)狀，為推動我國甜菊糖原料供給側(cè)改革，提升下游提取加工企業(yè)生產(chǎn)效益和市場競爭力，圍繞甜菊糖原料葉的生產(chǎn)和儲存鏈，在對我國甜葉菊生產(chǎn)現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢進行分析基礎(chǔ)上，提出了液體授粉、丸?；?、紙筒育苗、高畦膜下滴灌、綠葉青貯等適應(yīng)機械化、規(guī)模化和標準化的甜葉菊葉片生產(chǎn)和儲存體系建設(shè)方向，可有效解決勞動力不足對甜葉菊產(chǎn)業(yè)的影響，為甜葉菊原料葉各市場主體間協(xié)同合作搭建平臺，為甜葉菊原料葉品質(zhì)提供保障。該甜葉菊葉片生產(chǎn)和儲存體系的建設(shè)和實施，必將有力推動甜菊糖原料供給側(cè)改革，促進以甜葉菊提取為代表的整個植物提取業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。