淺談科學(xué)技術(shù)在中國香蕉產(chǎn)業(yè)中的作用

金釗 劉菊華

摘 要 針對香蕉產(chǎn)業(yè)存在的主要問題，綜述了新品種培育、健康種苗、水肥一體化及采后貯藏保鮮等科學(xué)技術(shù)在中國香蕉產(chǎn)業(yè)中的作用，并提出了展望。

關(guān)鍵詞 香蕉產(chǎn)業(yè) ；科學(xué)技術(shù) ；作用

中圖分類號 S668.1 文獻標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.09.020

Abstract According to the main problems arising from banana industry in China， the role of science and technology， such as breeding of new varieties， disease-free seedlings， integrated management of water and fertilizer， and postharvest handling and storage， in the banana industry in China were reviewed， and the prospects for future development of banana industry was put forward.

Keywords banana industry ； science and technology ； role

香蕉和大蕉是熱帶、亞熱帶發(fā)展中國家的重要經(jīng)濟作物，也是世界鮮果貿(mào)易量及消費量最大的水果，目前全世界有130多個國家種植香蕉，為發(fā)展中國家繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物[1]。2016年世界香蕉收獲面積為592萬hm2，產(chǎn)量1.27億t，貿(mào)易額584億美元。全球所消費的香蕉18% 源自進口，2016年全球香蕉進口量達2 190萬t，進口額達141億美元（FAO，2016）。香蕉也是中國熱區(qū)的主要果樹之一，廣西、云南、廣東、海南、福建及臺灣地區(qū)是中國香蕉的主產(chǎn)區(qū)。2016年中國香蕉收獲面積為43萬hm2（不含臺灣），產(chǎn)量1 332萬t，貿(mào)易額為6.1億美元，位居世界第二（FAO， 2016）。如今香蕉產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為中國南亞熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)支柱性產(chǎn)業(yè)，在熱區(qū)經(jīng)濟和農(nóng)村社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

1 中國香蕉產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及存在的主要問題

廣東是中國香蕉傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)，主要分布在珠三角、粵東、粵西和粵北地區(qū)，以巴西蕉、廣粉1號、農(nóng)科1號等品種為主。2014 年香蕉種植面積 12.78萬hm2、占全國香蕉種植總面積的32.8%，產(chǎn)量426.3萬t[2]，占全國總產(chǎn)量的 36.1%，種植面積和產(chǎn)量均居全國首位。但廣東香蕉種植基地化、集約化趨勢不如海南、廣西和云南。另外，香蕉枯萎病已成為廣東香蕉產(chǎn)區(qū)一種常見的毀滅性土傳病害，致使珠三角和粵東產(chǎn)區(qū)受害嚴(yán)重，大面積減產(chǎn)至無法種植，造成毀滅性災(zāi)害。 海南地處熱帶地區(qū)，具有香蕉生產(chǎn)的最適宜氣候條件，自20世紀(jì)末以來成為中國香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的產(chǎn)區(qū)，也是中國香蕉集約化栽培程度較高的產(chǎn)區(qū)。在2011年種植面積和產(chǎn)量達到最高峰（6.52萬hm2，189.2萬t，產(chǎn)值42.38億元。統(tǒng)計數(shù)據(jù)源自海南統(tǒng)計年鑒1996～2012年）。由于長期集約化單一種植巴西蕉，導(dǎo)致枯萎病迅速蔓延，加之臺風(fēng)危害，至2014年僅有3.73萬hm2，總產(chǎn)量84.47萬t，海南香蕉產(chǎn)業(yè)受到重創(chuàng)。廣西和云南是目前中國香蕉生產(chǎn)僅次于廣東的2個種植區(qū)，2014年面積分別為10.67萬和11.33萬hm2，產(chǎn)量分別達到380萬和390萬t，近年來云南高原山地蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積還在快速擴張。但目前栽培過程中制約生產(chǎn)發(fā)展的情況也已出現(xiàn)，如枯萎病開始蔓延，冬季低溫寒害帶來種植風(fēng)險等[3]。福建漳州是中國香蕉傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)，天寶高蕉品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、經(jīng)濟效益好，是福建省最主要的香蕉栽培品種，栽培面積約占全省香蕉面積的80%。福建產(chǎn)區(qū)易受到以臺風(fēng)和寒害為主的自然災(zāi)害的危害，而且栽培品種過于單一，表現(xiàn)出對日益嚴(yán)重的香蕉枯萎病抵抗能力較差[4]。香蕉作為中國熱區(qū)種植業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，各產(chǎn)區(qū)都存在一些亟需解決的共性關(guān)鍵技術(shù)問題。

1.1 種植地不適宜的氣候條件帶來的自然災(zāi)害風(fēng)險

中國香蕉產(chǎn)區(qū)除海南省外，大部分處于亞熱帶地區(qū)，不能滿足香蕉生產(chǎn)過程中對高溫高濕的要求，特別是冬季的低溫條件，往往使香蕉遭受凍害。同時沿海種植區(qū)如海南、廣東、廣西、福建等產(chǎn)區(qū)，在夏季遭受臺風(fēng)影響，造成產(chǎn)量的巨大損失。

1.2 種植品種結(jié)構(gòu)單一，不能滿足市場多樣化消費需求

中國香蕉生產(chǎn)發(fā)展較快，但主栽品種單一，目前香牙蕉種植面積占總種植面積的90%，其中在廣西、云南產(chǎn)區(qū)以香牙蕉中的桂蕉6號（威廉斯B6）為主，占41%；海南和廣東以香牙蕉中的巴西蕉為主。由于品種單一，使得栽培香蕉集中成熟供應(yīng)市場，市場供大于求，導(dǎo)致價格大跌。同時單一的品種使得市場供應(yīng)出現(xiàn)同質(zhì)化，不能滿足消費者對果實多樣化的需求，也造成市場銷量難于提升，價格較低。

1.3 品種更新緩慢，缺少優(yōu)良抗病品種

主栽香蕉由于其三倍體的特殊性，不能通過傳統(tǒng)的雜交育種手段培育新品種，導(dǎo)致生產(chǎn)上長期種植威廉斯、巴西蕉等幾個主栽品種，致使栽培品種的種性退化，病蟲危害嚴(yán)重，特別是香蕉枯萎病的快速蔓延，已嚴(yán)重威脅中國香蕉產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1.4 新型集成栽培技術(shù)研發(fā)落后，不能滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求

伴隨著香蕉產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，與其相適應(yīng)的樹體管理、施肥灌水、采收保鮮等現(xiàn)代化的配套技術(shù)研發(fā)相對落后，不能形成統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，現(xiàn)有的一些管理技術(shù)也難于在各產(chǎn)區(qū)得到廣泛應(yīng)用，致使種植水平良莠不齊，果實品質(zhì)難于保證。

2 科學(xué)技術(shù)在中國香蕉產(chǎn)業(yè)中的作用

針對上述香蕉產(chǎn)業(yè)中存在的問題，相關(guān)科研人員經(jīng)過長期不懈的努力，在新品種培育、健康種苗生產(chǎn)、土肥水一體化管理和采后成熟保鮮等方面取得了顯著成績，研究成果促進了中國香蕉產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也為該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)儲備。

2.1 積極開展新品種選育，促進中國香蕉品種更新?lián)Q代

中國是香蕉原產(chǎn)國之一，也是世界上栽培香蕉歷史最悠久的國家之一，有2 000年以上的栽培歷史。中國香蕉產(chǎn)業(yè)的2次快速發(fā)展均與品種有關(guān)，一是20世紀(jì)50～60年代自然種植傳統(tǒng)地方品種轉(zhuǎn)變到選引推廣國內(nèi)優(yōu)良品種建園栽培的第一次飛躍，實現(xiàn)了中國傳統(tǒng)香蕉良種在國內(nèi)香蕉種植區(qū)的廣泛應(yīng)用。主要代表種有東莞高（中）把、高州高（中）把、臺灣高（中）把、越南河口蕉、海南牛角蕉及福建天寶蕉等。其次是20世紀(jì)89～90年代中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中科院華南植物研究所、廣東省湛江農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心等科研單位先后引進了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐貯藏的威廉斯、巴西蕉、皇帝蕉等品種，并應(yīng)用植物組培技術(shù)大規(guī)模繁育推廣，中國香蕉生產(chǎn)真正實現(xiàn)了良種化、規(guī)?；N植，香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)生了第二次飛躍。主要代表品種有威廉斯、巴西蕉、天寶蕉等，在近30年的生產(chǎn)中威廉斯、巴西蕉已成為中國香蕉的主栽品種。

隨著中國香蕉產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，伴隨而生的香蕉枯萎病也快速蔓延，導(dǎo)致中國廣東、海南、福建等種植面積大幅減少，香蕉種植的后起之秀廣西和云南也受到極大威脅。因此，抗病品種的培育成為當(dāng)務(wù)之急。目前臺灣通過組培誘變篩選出抗枯萎病的寶島蕉（新北蕉），農(nóng)科1號，粵科1號；深圳市百綠生物科技公司以抗枯萎病的大蕉為供體，以巴西蕉為受體進行雜交，利用植物染色體雜交技術(shù)培育出抗枯萎病的新品種[5]，胡玉林等[6]利用化學(xué)誘變選育出可抗枯萎病的香蕉新品種“8818-1”，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的許林兵教授選育的南天黃等為中國抗病品種的應(yīng)用提供了儲備。

2.2 提升種苗質(zhì)量，打造健康種苗的良種化種植

傳統(tǒng)的香蕉生產(chǎn)通常采用吸芽苗作為大田種植種苗，由于其繁殖系數(shù)低、長勢不一致、易攜帶病菌等，難于滿足香蕉大面積種植對種苗的需要。20世紀(jì)80年代，中國開展香蕉種苗的組織培養(yǎng)研究并取得成功，組培工廠的蓬勃興起，組培苗以其速生、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、不帶病毒、管理方便，以及商品率高等優(yōu)點，而倍受廣大蕉農(nóng)及種植者的青睞。香蕉組培苗在中國香蕉產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，極大推動了中國香蕉產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大大縮短了優(yōu)良品種的繁育及推廣，使香蕉大規(guī)模生產(chǎn)成為現(xiàn)實，也是實現(xiàn)大面積商品化香蕉高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)高效益最關(guān)鍵的措施之一[7-9]。

在產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展過程中，針對香蕉組培苗培育過程中出現(xiàn)的易突變、繼代數(shù)過高、幼苗期生長弱且已感染病蟲害等進行了深入的研究。王必尊等[10]選用椰糠、玄武巖磚紅壤土（簡稱泥土）、有機肥、河沙為基質(zhì)，研究了16種不同配比基質(zhì)對香蕉組培苗生長的影響。鄭洪立等[11]研究了溫度和光照對香蕉組培苗增殖和生根的影響。鄺瑞彬等[12]通過香蕉外植體的選取和芽誘導(dǎo)處理方法、芽的分化及培養(yǎng)、叢生芽壯芽處理、生根培養(yǎng)、組培苗栽培獲得健康幼苗的技術(shù)過程進行優(yōu)化改良。綜上所述，針對香蕉健康種苗開展的研究結(jié)果為提高香蕉組培快繁效率及培育健康優(yōu)良種苗提供了實用指南，促進了中國香蕉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 開展肥水一體化研究，改良香蕉栽培技術(shù)，提高蕉園管理水平

香蕉植株高大、產(chǎn)量高，對肥水的需求常常數(shù)倍于一般作物，因此施肥、灌水成為香蕉生產(chǎn)中最為重要的管理內(nèi)容，也是影響香蕉種植成本的關(guān)鍵因素之一[13-14]。傳統(tǒng)施肥管理上多憑經(jīng)驗施肥，施肥用量及氮磷鉀比例的隨意性較大，肥料資源浪費嚴(yán)重，肥料利用效率低，并且造成土壤水源污染。而大水漫灌不僅造成水資源的浪費，也降低肥料的利用率且造成土壤污染。隨著中國香蕉生產(chǎn)不斷實現(xiàn)規(guī)?；⒓s化栽培，針對香蕉科學(xué)水肥管理的研究不斷深入。藏小平等[15]研究不同滴灌施肥方式對香蕉生長和產(chǎn)量的影響；張超一等[16]研究了銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對香蕉幼苗生長的影響，總結(jié)了最適于香蕉苗吸收N素的施肥比例；張愛華等[17]認為，配方施肥與常規(guī)施肥相比，配方施肥可增加N、P、K、Ca、Mg、Mn、Fe等元素的吸收，有效促進植株生長，提高果實和葉片養(yǎng)分積累；近年來，研制了水肥一體化灌溉施肥技術(shù)。該技術(shù)是一項綜合的節(jié)水節(jié)肥技術(shù)。在了解香蕉的營養(yǎng)特性、水肥需求規(guī)律的基礎(chǔ)上，根據(jù)香蕉整個生育時期的肥料用量、施肥時期，并將肥料溶解后通過滴灌系統(tǒng)隨灌溉水施到香蕉根區(qū)。該技術(shù)將灌溉與施肥有機地結(jié)合，保證適時適量水肥供應(yīng)，改善蕉園生態(tài)環(huán)境，達到節(jié)水節(jié)肥、提高效率、增產(chǎn)增收等效果。該技術(shù)可操作性強，為解決大規(guī)模香蕉園的灌溉施肥問題提供了一條有效的途徑，已是當(dāng)前規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化香蕉園的必備灌溉施肥技術(shù)[18-19]。

2.4 開展采后保鮮技術(shù)研究，提升香蕉果實商品化價值

香蕉是一種典型的呼吸躍變型水果。在采后成熟過程中會釋放乙烯，出現(xiàn)呼吸高峰，并使果實內(nèi)部組織發(fā)生一系列成熟與衰老的生理變化，隨后進入衰老期。病害、機械傷會促進果實生理后熟，使貯藏壽命縮短，嚴(yán)重地影響香蕉生產(chǎn)和貯運保鮮，降低其商業(yè)價值。20世紀(jì)至21世紀(jì)初，中國香蕉產(chǎn)后損耗率高達近20%，遠遠高于發(fā)達國家的5%[20]。為了提高中國香蕉采后品質(zhì)，減少貯運過程的損失，中國科研人員開展香蕉采后品質(zhì)形成特點，包括果實色澤、果實碳水化合物、果實硬度、果實氣味、乙烯釋放等[21]。其次，影響果實品質(zhì)形成及保持的各種條件也被關(guān)注，如栽培品種、采收成熟度、貯藏環(huán)境條件、栽培管理技術(shù)等。特別是香蕉的采后貯藏技術(shù)成為研究的重點，最初開展的低溫貯藏，通過低溫降低呼吸作用，抑制乙烯釋放延長貯藏壽命[22]。但香蕉對低溫敏感，容易受到冷害，導(dǎo)致該方法使用受到限制。隨后氣調(diào)貯藏被開發(fā)，該方法是在一定溫度和濕度條件下，通過調(diào)控貯藏環(huán)境氣體（O2、CO2）的組分延長果實貯藏壽命，更加有效延遲果實呼吸躍變，降低果實冷害[23]。隨著香蕉果實采后成熟機制研究的深入，控制乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的幾種化學(xué)物質(zhì)被開發(fā)， 它們通過與乙烯受體結(jié)合來阻斷乙烯的響應(yīng)通路。其中1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）是最有效的乙烯抑制劑[24]。通過使用1-MCP結(jié)合自發(fā)氣調(diào)貯藏和適當(dāng)?shù)牡蜏氐燃夹g(shù)措施，可有效地控制乙烯的產(chǎn)生，延緩呼吸躍變的出現(xiàn)以及其他生理生化的變化，顯著地延長香蕉的保鮮期。在此基礎(chǔ)上，王勇等[25]提出中國香蕉采后保鮮技術(shù)流程，為中國香蕉果實采后、處理運輸及催熟提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，該套技術(shù)的應(yīng)用，顯著減少了中國香蕉果實損失和提升了果實品質(zhì)和商品價值。

3 展望

過去30多年，由于新品種培育、優(yōu)質(zhì)健康種苗生產(chǎn)、土肥水一體化管理和采后成熟保鮮等技術(shù)應(yīng)用到香蕉生產(chǎn)過程中，使中國香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為解決熱區(qū)三農(nóng)問題的支柱性產(chǎn)業(yè)。然而，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，對香蕉生產(chǎn)過程中的科學(xué)技術(shù)也將提出更高的要求。筆者認為，未來香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展，首先必須加速發(fā)展新品種創(chuàng)制技術(shù)，加快專用、特用香蕉新種質(zhì)的創(chuàng)制，豐富香蕉品種結(jié)構(gòu)，從根本上保證香蕉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。其次是建立廣適的香蕉枯萎病綜合防控技術(shù)體系，使香蕉枯萎病真正可防可控。三是引入智慧農(nóng)業(yè)，發(fā)展智能化的生產(chǎn)管理技術(shù)，不僅大大提高工作效率，而且讓栽培管理技術(shù)環(huán)節(jié)成為可視化可追溯的數(shù)據(jù)，保證采前生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品安全。四是大力發(fā)展香蕉精深加工技術(shù)，拉長香蕉產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，增強抵抗市場風(fēng)險的能力。

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