我國籽粒莧草業(yè)的創(chuàng)新開發(fā)模式與國外籽粒莧研發(fā)新動態(tài)

孫鴻良 岳紹先

（中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所，北京100081）

當前我國由企業(yè)與科技聯(lián)合開發(fā)的籽粒莧青貯袋狀飼料已獲成功。這是國際首創(chuàng)，也是智庫時代創(chuàng)新的產(chǎn)物。本文例舉了正在研發(fā)的籽粒莧青貯飼料的4種成功模式。由于莧籽的特殊營養(yǎng)價值，國外多利用莧籽開發(fā)食品。當前國外發(fā)展趨勢是由營養(yǎng)食品走向功能食品，以及增加谷物多樣性以適應當今氣候變化特點的需求。據(jù)此，籽粒莧將是未來可供選擇的糧、飼兼用作物，又是抗逆性強的可對應特殊氣候變化的作物，可以在我國邊遠地區(qū)及受損、低產(chǎn)地區(qū)大力發(fā)展，尤其可貴的是其種植可與生態(tài)文明建設接軌，從而走向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，前景廣闊。

1 籽粒莧青貯飼料在我國研發(fā)是時代的產(chǎn)物

目前我國青貯飼料數(shù)量與質(zhì)量嚴重不足，大量依賴國外進口，2012年從美國進口優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿45萬t，2016年上升到146．31萬t，且進口數(shù)量還在逐年上升。我國雖也大力推行紫花苜蓿，但產(chǎn)量和質(zhì)量仍日趨下降。為了改變這種現(xiàn)狀，國內(nèi)一些專家和企業(yè)都認為推廣籽粒莧草產(chǎn)業(yè)將會緩解國家對飼料的需求，并起到快速脫貧致富的作用。本所擁有的是從美國茹得爾有機農(nóng)業(yè)中心引進并通過國家審定的籽粒莧優(yōu)質(zhì)種子，豐富的生態(tài)農(nóng)業(yè)理念與生態(tài)工程構建技術；而企業(yè)家擁有的是投入種植與全套機械化加工條件，及時和完善的市場信息、物流渠道、扶貧預測等；企業(yè)自籌資金、自擔風險，拉開了莧產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新建設的序幕。

2 我國籽粒莧青貯飼料開發(fā)的幾種成功模式

2.1 河北永清低產(chǎn)地種莧的企業(yè)與科技的聯(lián)盟模式[1]河北廊坊市永清縣自2015年以來，由中莧農(nóng)業(yè)科技開發(fā)公司永清分公司出資租地200hm2，用生態(tài)工程技術與完整的機械化手段使莧青貯飼料獲得高產(chǎn)，并得以高質(zhì)量地包裝，經(jīng)濟效益顯著。除去每年租地費用1000元/667m2外，又請當?shù)剞r(nóng)戶進行種植，每天每人工資100元以上，使農(nóng)民增收又不擔風險。莧青飼料的產(chǎn)量約10t/667m2（割兩茬），最終經(jīng)過混合作物秸稈，投入發(fā)酵劑、包裝發(fā)酵，在露天保存2個月就可飼用，保存期可達2年以上。初步計算投入資金約1000元/t，而產(chǎn)值可達1600元，按每667m2產(chǎn)10t，共計增收6000元，如扣除1000元的用地租金，純收入可達5000元。莧青貯飼料用于喂飼豬、羊等，不僅使畜產(chǎn)品增收而且可起到節(jié)約1/2糧食飼料的作用。農(nóng)民既不擔風險又收取了可觀的土地出租費、勞務費以及飼料養(yǎng)畜所得的增值費，人均年收入可達近萬元，獲取了生態(tài)、經(jīng)濟、社會三效益同步發(fā)展。

2.2 山西五臺山亂石山溝內(nèi)搬石種莧的公司+農(nóng)民+合作社模式 五臺山高洪口鄉(xiāng)是一個亂石山溝的貧困鄉(xiāng)，2011年人均收入僅1600元，以致農(nóng)民多外出打工，導致農(nóng)牧業(yè)萎縮。2012年開始由五臺縣生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司與我們合作構建“農(nóng)民+公司+合作社”的經(jīng)營模式，從而使生態(tài)、經(jīng)濟、社會三效益得到提高。公司先出資將山溝內(nèi)的積石搬出平地，再填土種莧，用愚公移山的精神，并利用籽粒莧耐瘠薄的特點，進行生態(tài)工程建設，幾年來已初步建成了富饒的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)家園。企業(yè)還購進了一批小尾寒羊，建立羊場，喂飼莧青飼料與青貯飼料，還擬將小羊分散至農(nóng)戶飼養(yǎng)，待羊長大后再收購統(tǒng)一出售?，F(xiàn)農(nóng)民僅在種莧與加工的勞力收入上每人每年可得6000～10000元，不僅初步脫貧，同時改善了生態(tài)環(huán)境條件。

2.3 內(nèi)蒙古庫布齊沙地快速修整露天煤礦復墾地的公司+農(nóng)民模式 露天煤礦的復墾地最大特點是將深達上百米的生土翻上來，其貧瘠程度可想而知。2015年開始由中煤神州節(jié)能環(huán)保有限公司在內(nèi)蒙古的庫布齊沙地上以及大同以西的煤礦空曠復墾地上種莧獲得初步成功。由于籽粒莧抗逆性強，不僅抗旱、耐鹽堿，還耐貧瘠，可緩解水土流失災害。過去在復墾地上種過玉米、向日葵等作物，長勢皆不好，不僅產(chǎn)量低且受災損失重，因此對復墾地改造緩慢；而今種莧后不僅產(chǎn)量增長，而且有一定抗災能力，如風災后折斷主干還能從下面?zhèn)戎Τ鲅亢芸鞆蜕廊皇崭盍丝捎^的青飼料。公司擬進一步與養(yǎng)牛場合作，用畜糞養(yǎng)土以推進復墾地培土的進程。

2.4 山東高密縣麥后種莧飼養(yǎng)大型肉牛的農(nóng)場+農(nóng)戶模式[2]以中國農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所原所長，養(yǎng)牛專家陳幼春教授曾在山東高密種莧飼養(yǎng)良種肉牛為例，說明莧對良種肉牛飼喂效果良好。小麥收割后種莧每667m2產(chǎn)莧青飼料6．5t，將3．87hm2（58畝）莧青飼料與當?shù)匦←?、玉米秸稈混合制成青貯飼料（配方是莧自然重∶去穗玉米稈∶小麥秸為7∶1∶3），提供了5頭青年種公牛和58頭青年牛胚胎移殖工程所需的粗飼料，牛的總增重達7710kg。據(jù)計算，肉牛凈增重的成本按當時計價才3．262 元 /kg，相當于約 0．087hm2青飼料可以養(yǎng)一頭大型肉牛，而國際上要1hm2牧草地才能養(yǎng)一頭牛。

3 國外對籽粒莧的營養(yǎng)價值與綜合研發(fā)現(xiàn)狀與趨勢

莧籽的某些營養(yǎng)價值遠高于一般作物[3]，其蛋白質(zhì)含量14%～18%，高于一般谷物作物，賴氨酸含量為小麥的2倍、玉米的3倍，鈣含量為小麥的7倍，鋅、鐵含量均為小麥的10倍，磷為一般谷物的2倍，還含有豐富的B族維生素等。目前國外多致力于利用莧籽開發(fā)營養(yǎng)食品與功能食品，并走向醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)。

例如Caselato-Sousa等[4]研究報道，與真正的谷物相比，籽粒莧是一種營養(yǎng)豐富的假谷物，含有較多的蛋白質(zhì)。它是一種均衡的食品，具有功能特性，已被證明具有一定藥用價值，包括降低血漿膽固醇水平，刺激免疫系統(tǒng)發(fā)揮抗腫瘤活性，降低血糖水平和改善高血壓和貧血癥狀。此外，它還具有抗過敏和抗氧化活性，Tang等[5]報道了藜麥和莧籽中的植物化學物質(zhì)及其抗氧化、抗炎和對人類健康潛在的益處。文章表明藜麥和籽粒莧（紅莧）是含有大量營養(yǎng)素和微量元素的假結晶谷物，介紹了二者種子成分的植物化學成分，親水性（如酚類、B花青素）和親脂性（如脂肪酸、生育酚和類胡蘿卜素）營養(yǎng)素的抗氧化和抗炎活性，以及這些對健康的潛在益處，特別是降低氧化應激相關疾病的風險，例如癌癥、心血管病、糖尿病和肥胖癥。Kumar等[6]研究表明，有可能從籽粒莧制備具有良好抗氧化能力的蛋白質(zhì)、纖維和富含礦物質(zhì)的部分，可用作功能性食品成分。Macharia-Mutie等[7]研究表明含莧的玉米粥對肯尼亞兒童缺鐵狀態(tài)有益。

至于在籽粒莧作飼料產(chǎn)業(yè)開發(fā)上，國外多以莧葉粉取代魚粉作蛋白飼料。例如Molina等[8]研究了添加莧葉粉對育肥兔胴體品質(zhì)和肉質(zhì)的影響，認為有一種莧（Amaranthus dubius）可以作為在熱帶和亞熱帶地區(qū)廣泛分布的兔子飼料的替代飼料；又如Ngugi等[9]研究了莧葉蛋白濃縮物營養(yǎng)品質(zhì)的表征及對尼羅羅非魚飼料中魚粉替代的適應性，證明可用綠穗莧葉蛋白濃縮物替代高達80%的魚粉而不影響尼羅羅非魚的生長性能等。

4 籽粒莧開發(fā)的重大現(xiàn)實意義

Bressani[10]研究表明，籽粒莧是一種在過去的阿蘭特克人、瑪雅人和印加人中非常受歡迎的糧食，作為一種具有巨大潛力的作物，其恢復利用取決于幾個重要事實，例如它可以種植在世界上許多地區(qū)，產(chǎn)量相對較高，它耐受干旱、高溫和害蟲；它是一種很好的太陽能轉(zhuǎn)換器，因為它具有C4代謝；它可能是一種多用途作物以及莧籽蛋白質(zhì)對谷物和其他蛋白質(zhì)來源有互補效應等。又據(jù)其他有關報道認為：目前在成千上萬的食用植物中，只有3種谷物（玉米、小麥和水稻）是全世界大多數(shù)人的主要食物來源，雖然這些作物提供了大量熱量，但它們的蛋白質(zhì)和其他必需營養(yǎng)素含量很低，由于缺乏遺傳基礎，僅依賴幾種作物導致現(xiàn)代種植系統(tǒng)極易受到預測的氣候變化和伴隨的極端天氣的影響。擴大我們的主食種類來源有助于減輕環(huán)境變化的影響并改善糧食質(zhì)量安全。又有人說籽粒莧是一種未被充分利用的“假性谷物”，因其平衡的氨基酸和微量營養(yǎng)素特征值得關注。今后新的育種技術等措施將可改善未來種植系統(tǒng)的營養(yǎng)質(zhì)量和氣候適應能力。因此，為改善未來種植系統(tǒng)的營養(yǎng)品質(zhì)和氣候變化適應能力問題，加強谷物多樣性研發(fā)已提上日程，籽粒莧也許將作為適應氣候變化與改善逆境的重要資源材料之一。

5 結語

我國首先將籽粒莧整株制作優(yōu)質(zhì)青貯飼料是一種“具有中國特色的新型科技智庫時代”的產(chǎn)物，其模式是企業(yè)與科技相結合“產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)盟”的一種創(chuàng)新模式。雖然以上例舉的4種模式還僅是一種松散的合作，尚未達到聯(lián)盟，但已在生態(tài)、經(jīng)濟、社會三效益上有明顯表露，說明了科技人員與企業(yè)家們的密切合作可釋放更大的多種效率潛勢。

國外主要將籽粒莧的籽實制作營養(yǎng)食品，近年來向健康功能食品方面開發(fā)。其對潛在的人類健康有裨益，又是一個罕見的多功能種質(zhì)資源，我國今后對其向多產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展是必然的趨勢。

為了糧食安全需求，世界農(nóng)學界正致力于尋找與培育適應氣候變化多樣性的“未來糧食作物”，籽粒莧是可供選擇的資源作物之一，它不僅對極端氣候變化有災后復生能力，而且以其特有的抗逆性能可作為低產(chǎn)地、復墾地等的先鋒作物加以利用。

籽粒莧的播種量低，由于種子細小，每667m2播種量只需10～50g。只要運用生態(tài)農(nóng)業(yè)理念與生態(tài)工程技術加以播種可以迅速綠化大地，而在一定條件下可與生態(tài)文明建設接軌。它的快速生長能力與強大根系可促使土壤改良從而具有促進生態(tài)環(huán)境向可持續(xù)方面發(fā)展的功效。