美國馬鈴薯種薯生產(chǎn)及認證

包麗仙，蔣 偉，尹自友，劉凌云，李先平

（云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，昆明 650205）

美國是世界第五大馬鈴薯生產(chǎn)國，種植面積每年維持在433 000 hm2左右，總產(chǎn)約2000×105噸，平均單產(chǎn)46.2 t/hm2［1］。其單產(chǎn)相比1990年以前的不足33 t/hm2，提高了近40%。產(chǎn)量的提高不僅得益于美國先進的育種技術(shù)、豐富的種質(zhì)資源和科學的機械化種植模式，更得益于完善的馬鈴薯種薯生產(chǎn)體系和認證體系。在美國馬鈴薯種薯生產(chǎn)過程中，質(zhì)量檢測貫穿整個種薯生產(chǎn)過程，種植者通過使用經(jīng)過認證的高質(zhì)量種薯提高馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量。美國的種薯認證體系在限制品種混雜和病害問題方面取得了很大的成功，有助于保持美國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的競爭力和盈利能力。

1 美國馬鈴薯種薯生產(chǎn)概況

美國每年通過認證的馬鈴薯種薯種植面積穩(wěn)定在42500 hm2左右，而全美認證種薯面積通過率保持在92%～95%［2］。美國有19個州生產(chǎn)馬鈴薯種薯，其中80%的種薯繁育集中在緬因、明尼蘇達、愛達荷、北達科他和威斯康星等幾個州，有10個州聯(lián)合生產(chǎn)馬鈴薯脫毒種薯。通常生產(chǎn)種薯的農(nóng)場不允許種植商品馬鈴薯，而生產(chǎn)商品馬鈴薯的農(nóng)場也不繁育種薯。

選育馬鈴薯新品種和繁育新品種種薯是一個不可分割的過程。美國國家科研機構(gòu)進行理論研究和培養(yǎng)各種專業(yè)人員，而種薯農(nóng)場等研發(fā)部門則進行新品種的培育、品種試驗和種薯繁育。種薯基地繁育原原種和原種，每年更新70%的播種材料［3］。

美國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)對優(yōu)質(zhì)種薯的需求促使美國建立了規(guī)范化的種薯生產(chǎn)體系。美國種薯生產(chǎn)在美國農(nóng)業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，由許多單位共同組建形成：地方性的科研實驗室、聯(lián)邦（州）的試驗站、農(nóng)場主協(xié)會和農(nóng)場主等。種薯生產(chǎn)體系由組織培養(yǎng)、溫室原原種生產(chǎn)、大田各級種薯生產(chǎn)等幾個部分組成。種薯繁育首先選擇健康薯塊，將它們在隔離條件下進行繁殖，用莖尖脫毒技術(shù)獲得核心種苗。繁殖脫毒種薯一般需要3年時間，第一年組織培養(yǎng)獲得種苗；第二年繁育原原種；第三年由原原種繁育一代原種。原種由個別農(nóng)場在隔離條件下種植，繁育過程中須滿足脫毒種薯繁育的所有要求。農(nóng)場主使用優(yōu)質(zhì)種薯，特別是對于不抗病毒病的品種，必須嚴格控制種薯來源，保證種薯質(zhì)量。如該區(qū)域有蚜蟲遷飛，需要在蚜蟲遷飛前提前殺秧，以保證種薯不會攜帶病毒。

隨著馬鈴薯脫毒快繁技術(shù)的進步，以及更加靈敏的病原檢測技術(shù)的發(fā)展，馬鈴薯種薯鑒定過程發(fā)生了很大的變化。在基礎(chǔ)苗階段，每個品種100%的植株都在實驗室進行檢測，從組織培養(yǎng)的莖間切段取一些葉片檢測是否存在致病病原體，包括軟腐病、黑莖病、環(huán)腐病、紡錘體塊莖類病毒和幾種馬鈴薯主要病毒（CPVX、PVY、PVS、PVA、PVM、PLRV），甚至檢測更多的病毒病。在溫室或田間種薯生產(chǎn)的后期階段，種薯認證機構(gòu)對0.5%～25%的馬鈴薯進行抽樣檢測，一般只檢測已知的容易在馬鈴薯上傳播的病原體。這些檢測措施使美國馬鈴薯種業(yè)發(fā)生了革命性的變化，提供了比以往任何時候都高質(zhì)量的認證種薯，促使該行業(yè)更具競爭力。

2 馬鈴薯種薯質(zhì)量檢測與認證方式

種薯質(zhì)量對馬鈴薯生產(chǎn)起著決定性的作用。為了給美國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)提供純度較高且不含有致病源的馬鈴薯“種源”，一個精心設(shè)計的馬鈴薯種薯認證體系應(yīng)運而生。在種薯生產(chǎn)和認證過程中，種薯質(zhì)量檢測貫穿整個馬鈴薯生產(chǎn)過程，只有檢測合格的種薯才能授予合格證進入市場。

美國馬鈴薯種薯認證始于1914年美國馬鈴薯協(xié)會的第一次年會。到1920年，美國12個州和加拿大所有省份均參與到馬鈴薯種薯認證體系中。美國馬鈴薯種薯認證由所有擁有法律授權(quán)的州負責，每個州有責任通過州所在地的大學、農(nóng)業(yè)部門或種植者協(xié)會進行認證。在管理認證過程的規(guī)則和條例中，各認證組織之間可能存在較大差異。認證官員定期開會，討論進行認證和病原體檢測的最佳方法，并努力制定統(tǒng)一的規(guī)則和條例。經(jīng)過多年的運作，各認證組織之間開展了良好的合作，形成了相對統(tǒng)一的認證標準和方法。

美國種薯認證機構(gòu)頒布了一些法規(guī)，限定或限制各種薯批次可獲得種薯認證程序的年數(shù)。種薯等級鑒定或種薯種植的田間世代數(shù)在種薯認證機構(gòu)之間差別很大，原則上有限的世代開始于種薯在田間種植或組培苗離開實驗室和溫室之后。美國緬因、紐約、威斯康星等州和加拿大都有政府經(jīng)營的種薯農(nóng)場，世代數(shù)從5年到9年不等，這取決于各種薯生產(chǎn)地區(qū)的法規(guī)［3］。一般來說，從這些農(nóng)場生產(chǎn)的種薯在離開農(nóng)場并由馬鈴薯種植者種植之前，不會獲得世代數(shù)。分級及認證世代見表1、表2。

表1 美國馬鈴薯種薯分級體系

馬鈴薯種薯認證的主要目的是在提供品種純度的合理保證的同時，減少種薯傳播病原和其他如化學殘留或發(fā)芽問題等的發(fā)生率。早期的認證工作集中在對病毒的控制上，現(xiàn)在除了確保品種的純度外，還通過目測和實驗室檢測來處理種薯攜帶病害問題。為了有效減少這些問題的發(fā)生，檢測體系建立了對種薯種植地塊的品種混雜度和某些病害的容忍制度（即可以容忍一定比例的混雜和病害），這種容忍制度與種薯級別和種薯世代相關(guān)。一般來說，種薯在地里種植世代越長，對種薯的容忍級別越高。

表2 美國馬鈴薯認證種薯世代限制：田間種植時間表

種薯認證機構(gòu)負責進行所有種薯在田間、儲存和運輸過程中的檢測。種薯認證機構(gòu)、種薯種植者和馬鈴薯商品化之間的互動與溝通，推動了種薯質(zhì)量認證制度不斷健全完善。

3 美國馬鈴薯種薯質(zhì)量檢測與認證程序

3.1 提出申請

在馬鈴薯種植季節(jié)開始時，希望進入認證體系的馬鈴薯農(nóng)場主須向認證機構(gòu)提出申請。申請表列出種植者的相關(guān)信息（姓名、地址等）和需要認證的種薯。申請內(nèi)容包括品種名稱、種薯來源、播種日期、被認證種薯的世代和等級，以及其他相關(guān)信息，用以提供檢測機構(gòu)做出檢測決定。這一記錄由認證機構(gòu)核實，種植者被告知是否有資格獲得該年的認證。大多數(shù)州要求種植農(nóng)場的所有種薯批次都符合認證條件才能作為種薯銷售。此外，在提交申請時種植者將支付種薯認證的基本費用。認證體系大部分是由種植者按照種植面積交納的費用和其他額外費用資助，這些經(jīng)費用于檢測、組織培養(yǎng)等。

3.2 實地檢查

一旦認定了資格、等級和世代，就會對馬鈴薯種薯進行一系列的檢查。首先是認證機構(gòu)派出訓練有素的檢查員到田間進行目測。生長期間在不同的時間進行3次或更多的檢查，以最大程度地發(fā)現(xiàn)種薯傳播的病蟲害問題。檢測結(jié)果將會影響次年的種薯級別評判。在田間檢測中容忍度是有效的，每一次檢查都有品種混雜度和病害的特定容忍度。第一次檢查的容忍度較高，第二次和最后一次檢查的容忍度較低。通過容忍度設(shè)置的方式，種植者有機會去雜和拔除病株。這是一個非常有效的機制，可以減少病害（如病毒?。┖推贩N混雜。由檢查員進行準確的統(tǒng)計，記錄受病蟲害影響的植株數(shù)量以確定其占比。如果一個地塊被認為超過容忍度的話，認證程序?qū)档推浞N薯級別，若超過容忍限度太多將被拒絕認證，該地塊生產(chǎn)的馬鈴薯將不能作為種薯銷售，但可以進入商品薯市場或通過其它如加工渠道進行處置。田間和收獲檢測參照標準如表3。

表3 美國馬鈴薯種薯田間和收獲檢驗標準 %

3.3 倉庫/收獲檢查

在馬鈴薯種薯種植地通過田間目測檢查后可以收獲和儲存。檢查員將在種薯儲存期間進行一次檢查，以確保種薯質(zhì)量和批次的一致性。收獲時種植者從每個種薯種植地隨機采樣（100～400個薯塊），樣品塊莖送到較熱的地區(qū)如佛羅里達和夏威夷等地進行反季種植，或者在溫室內(nèi)種植并檢測病毒。送到位于夏威夷的病毒檢測中心進行病毒Elisa檢測，主要檢測PVY、PVX和PLRV，有時抽樣檢測PVA和PVM，病毒含量超過標準的不能作為種薯銷售。必要時檢查員會對這些庫存進行目測和實驗室檢測，以確定是否有未檢測到的病毒感染、品種混雜和化學藥害等。收獲后檢測的所有程序是對下一年種薯資格的再次確認。此外，使用此評估的許多程序還用于確定是否有資格掛牌標記為認證種薯進行銷售。收獲后的測試標準如表4。

表4 美國馬鈴薯種薯收獲后測試標準 %

以上檢測程序都會打印一份種薯目錄，列出每年出售的所有合格種薯批次，通常包含該批次種薯的田間病害發(fā)生信息。這份目錄將被種薯生產(chǎn)者用來宣傳銷售他們的認證種薯。

3.4 收獲后的裝運點檢查

完成種薯認證過程，還需要以下步驟：購買了經(jīng)認證的種薯后將進行裝運，裝運過程中由聯(lián)邦/州檢測機構(gòu)進行裝運點檢查，以核實種薯是否符合等級和大小等標準。經(jīng)裝運點檢查后，該批種薯將被標記為正式認證，每個標簽或散裝認證須標明產(chǎn)地、品種、等級和世代等，以及種薯生產(chǎn)者。

3.5 發(fā)放種薯標牌（植物健康證書）

種薯認證的最后一個步驟是獲得北美馬鈴薯健康證書（North American Health Certificate，NAHC）。該證書列出種薯所有關(guān)鍵信息，包括產(chǎn)地、種植地塊、所有檢查數(shù)據(jù)、病害檢測程序和種植者信息等。這樣種薯購買者通過NAHC就能獲得該批種薯的全部信息。

4 美國馬鈴薯種薯生產(chǎn)及認證對中國馬鈴薯種薯質(zhì)量控制的啟示

4.1 種薯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀差異

通過對美國馬鈴薯種薯生產(chǎn)和認證的考察，進一步印證了種薯質(zhì)量的優(yōu)劣是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的原動力，關(guān)系到種薯生產(chǎn)企業(yè)是否具有市場競爭力。美國馬鈴薯種薯的生產(chǎn)、檢測、質(zhì)量認證等程序是在一系列的法律、法規(guī)約束下強制進行的，整個種薯生產(chǎn)與認證過程，由美國政府部門、研究機構(gòu)、學校、馬鈴薯協(xié)會、種植者多方參與，且各環(huán)節(jié)能夠有機地銜接在一起。與美國相比，我國馬鈴薯脫毒種薯在生產(chǎn)、管理和檢測方法方面基本相同，存在的差異主要體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，種薯市場品種混雜，種薯質(zhì)量參差不齊，合格種薯率低，很大一個原因是市場對馬鈴薯質(zhì)量的主動監(jiān)管力度不夠［4］。我國在馬鈴薯種薯質(zhì)量檢測技術(shù)研究及標準制定修訂方面，已形成了完善的體系；在硬件設(shè)施方面，大部分馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)地市級以上的農(nóng)業(yè)科研推廣部門，均已配備了檢測設(shè)備，可保證種薯質(zhì)量檢測工作的開展?，F(xiàn)階段市場缺乏整體的協(xié)調(diào)和控制，在環(huán)境、經(jīng)濟能力和對標準的認識程度等因素限制下，種薯質(zhì)量主要依靠生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部管控，企業(yè)常因生產(chǎn)檢測硬件條件配備不全和專業(yè)技術(shù)人員缺乏，或為了減少投入而放棄應(yīng)有的質(zhì)量檢驗，使種薯質(zhì)量得不到保證。甚至在各級種薯間、種薯與商品薯間沒有界定，按國標要求種薯合格率低，種薯市場混亂［5］。

第二，國內(nèi)馬鈴薯種薯質(zhì)量監(jiān)測和認證體系不完善［6］，其生產(chǎn)過程的監(jiān)測和檢測還未普及，認證工作還未開展。我國雖然有適用馬鈴薯生產(chǎn)的標準和能承擔質(zhì)量監(jiān)督任務(wù)的質(zhì)檢機構(gòu)，但馬鈴薯生產(chǎn)并不是由國家或權(quán)威部門統(tǒng)籌、組織、管理和協(xié)調(diào)，也不是在質(zhì)檢部門的質(zhì)量監(jiān)督下進行的［5］。從生產(chǎn)方面看，我國馬鈴薯生產(chǎn)區(qū)域廣，生產(chǎn)條件和方式復(fù)雜多樣，且馬鈴薯種薯生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，周期長，管理部門實施管理操作難度大，難以持續(xù)多年多點跟蹤和監(jiān)控。從種薯交易過程看，要在短時間內(nèi)完成一系列的檢測過程，監(jiān)管難度大。從種薯檢測成本和種薯銷售價格綜合分析來看，如按國家標準質(zhì)量要求全面進行檢測，檢測成本過高，靠種薯銷售利潤無力支付檢測費用［7］。

第三，企業(yè)作為馬鈴薯種薯生產(chǎn)和經(jīng)營的主體，受專業(yè)技術(shù)人員缺乏、生產(chǎn)設(shè)施配備不齊、檢測投入費用不足等條件限制，要生產(chǎn)出符合國家標準的合格種薯，面臨著許多困難。長期以來，馬鈴薯種薯生產(chǎn)、檢測的技術(shù)力量主要集中在科研院校和農(nóng)技推廣部門，因管理體制、科企聯(lián)合機制等方面條件限制，科研與生產(chǎn)企業(yè)尚未建立起真正有效的連接機制，科研院校的技術(shù)優(yōu)勢沒有在企業(yè)種薯生產(chǎn)中發(fā)揮作用。

4.2 建議

由國家相關(guān)權(quán)威部門統(tǒng)籌組織和協(xié)調(diào)，充分利用科研機構(gòu)、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門、行業(yè)組織、種薯生產(chǎn)經(jīng)營主體的力量，在現(xiàn)行法律法規(guī)的支撐下，建立和完善適宜當前生產(chǎn)條件下的符合國情的種薯質(zhì)量認證管理體系。由種薯質(zhì)量認證管理部門設(shè)置監(jiān)督生產(chǎn)標準強制實施的部門，加強具有約束力的馬鈴薯種薯生產(chǎn)質(zhì)量的強制性標準，建立行之有效的種薯質(zhì)量檢驗認證制度。

我國現(xiàn)階段在質(zhì)量檢測隊伍能力建設(shè)方面，專業(yè)檢測人員少，仍不能滿足種薯檢測的實際需要［4］。要加強種薯檢測隊伍和檢測能力建設(shè)，優(yōu)化種薯質(zhì)量檢測體系，降低種薯檢測成本，大力開展針對生產(chǎn)者和檢測檢驗人員的培訓，提高種薯行業(yè)整體人員素質(zhì)。

積極開展“科企”、“校企”合作，建立起一個適合中國國情的馬鈴薯種薯生產(chǎn)、檢測及服務(wù)體系。創(chuàng)新機制，鼓勵科研院校的科技人員到種薯生產(chǎn)企業(yè)中發(fā)揮作用，彌補種薯生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)力量的不足。