李向東,蔣靖怡,王娟娟,曾燕,焦連魁,樊紅梅,王繼永,*
1.中國中藥有限公司,北京 100195;
2.全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,北京 100125;
3.國藥種業(yè)有限公司,北京 102600
工廠化育苗是隨現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的一項先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù),是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要組成部分。傳統(tǒng)的育苗方式占地多、費工費時、效率低下,而工廠化育苗具有集約化、規(guī)模化、生產(chǎn)效率高、自動化程度高等特征[1]。改變傳統(tǒng)的育苗方式、實施工廠化育苗是提高我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的必然選擇。工廠化育苗可以在可控環(huán)境條件下進(jìn)行育苗并縮短育苗周期、保證秧苗質(zhì)量,在國內(nèi)呈現(xiàn)加速發(fā)展的勢態(tài)[2]。
目前,國內(nèi)不僅有蔬菜、花卉、水稻、林木等進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn),中藥材的育種育苗也在開展研發(fā)和工廠化生產(chǎn)[3],石斛、白及、金線蓮等品種在工廠化育苗方面已取得了成功,推動了相關(guān)種苗產(chǎn)業(yè)的升級換代,有效解決了這些藥材優(yōu)良種苗缺乏的產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸問題[4]。但中藥材工廠化育苗總體發(fā)展存在產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)集中度低、規(guī)?;茝V品種少、育苗技術(shù)單一、種苗成本高等問題,因此,摸清中藥材工廠化育苗現(xiàn)狀、總結(jié)育苗過程中的關(guān)鍵技術(shù)、提出針對性的對策建議對推動中藥材工廠化育苗進(jìn)程具有重要意義。
筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前實現(xiàn)工廠化育苗的中藥材品種較少,僅有鐵皮石斛、霍山石斛、白及、金線蓮等幾個品種。工廠化育苗生產(chǎn)種苗最成功、產(chǎn)值最高的是鐵皮石斛,其成年植株產(chǎn)出的蒴果內(nèi)含有大量細(xì)小種子,可通過組培育苗技術(shù)實現(xiàn)種苗的規(guī)模化生產(chǎn)。據(jù)估算,2017 年鐵皮石斛組培苗年出苗量在20億株以上,年產(chǎn)值達(dá)10億元[5]。
霍山石斛、白及與鐵皮石斛均為蘭科植物,同樣可以產(chǎn)生大量細(xì)小種子,并利用組培育苗技術(shù)實現(xiàn)了種苗的大量繁育。目前,霍山石斛種苗年供應(yīng)量達(dá)1億株,年產(chǎn)值約1億元[6]。白及通過直播育苗技術(shù),種苗年供應(yīng)量達(dá)2 億株,年產(chǎn)值約1.4 億元[7]。金線蓮因自然條件下自我繁育困難導(dǎo)致種苗稀缺,可利用組培育苗技術(shù)實現(xiàn)金線蓮種苗的批量供應(yīng)。三七采用集約化育苗技術(shù)實現(xiàn)了種苗的規(guī)模化生產(chǎn)?,F(xiàn)就主要的中藥材工廠化育苗品種發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。
組培育苗技術(shù)采用無性系繁育方式,是保證石斛類藥材優(yōu)良性狀并快速擴(kuò)繁的最佳途徑。自20 世紀(jì)60 年代以來,組培育苗已從研究試驗迅速成為大批量生產(chǎn)種苗的工廠化方法[8]。組培育苗是工廠化育苗的核心技術(shù)之一,通過組織培養(yǎng)進(jìn)行工廠化育苗在許多名貴花木擴(kuò)繁上成效卓越[9]。目前,這一技術(shù)也在石斛屬藥材育苗方面取得成功,實現(xiàn)了石斛種苗的工廠化生產(chǎn)[10]。
1.1.1 鐵皮石斛 鐵皮石斛Dendrobium officinaleKimura et Migo是蘭科石斛屬珍稀藥用植物,種子細(xì)小呈面粉狀,沒有胚乳,不含供給幼苗萌發(fā)和生長的營養(yǎng)成分。因此,其在自然條件下自我繁殖率很低,野生資源已瀕臨滅絕。由于鐵皮石斛為珍稀名貴藥材且具有良好的保健作用,近年來其種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,種苗需求量較大[9]。
在石斛類藥材中,鐵皮石斛是率先通過組培工廠化育苗實現(xiàn)向市場大批量供應(yīng)優(yōu)質(zhì)種苗的品種。國內(nèi)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)通過不斷試驗和摸索,最終掌握了鐵皮石斛種子-蒴果(內(nèi)含數(shù)萬粒細(xì)小種子)無菌組織培養(yǎng)技術(shù)(包括出苗、擴(kuò)繁、生根等技術(shù)環(huán)節(jié)),通過規(guī)?;a(chǎn),有效解決了市場上對種苗的迫切需求,促進(jìn)了全國石斛產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,帶動了千千萬萬種植戶脫貧致富[11]。
目前,國內(nèi)石斛產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好的有浙江天皇藥業(yè)有限公司、金華壽仙谷藥業(yè)有限公司、杭州天目山藥業(yè)股份有限公司等企業(yè)。其中,浙江天皇藥業(yè)有限公司是國內(nèi)石斛產(chǎn)業(yè)實力最強(qiáng)的企業(yè)。該公司經(jīng)過長期艱辛摸索,在國內(nèi)率先攻克鐵皮石斛組培育苗、煉苗、模仿野生環(huán)境等技術(shù)難關(guān),突破了瀕危植物鐵皮石斛的繁殖和栽培兩大難題,對鐵皮石斛的資源保護(hù)和可持續(xù)利用作出了重要貢獻(xiàn)。該公司不斷發(fā)展擴(kuò)大鐵皮石斛組培育苗規(guī)模,現(xiàn)已建成2.6 萬m2的鐵皮石斛育苗大樓,年生產(chǎn)鐵皮石斛組培苗400 萬瓶(約2 億株),有效滿足了鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對種苗的需求。大規(guī)模利用組培技術(shù)工廠化繁育鐵皮石斛不僅滿足了企業(yè)自身種植需求,還為市場提供了大量的優(yōu)質(zhì)鐵皮石斛種苗,促進(jìn)了全國鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)快速、高效的發(fā)展。
經(jīng)實地調(diào)研和測算,利用組培工廠化育苗技術(shù)繁育鐵皮石斛種苗,按照中等規(guī)模育苗車間5000 m2、年出產(chǎn)瓶苗100 萬瓶、每瓶40 株、培養(yǎng)周期6 個月的標(biāo)準(zhǔn)核算,達(dá)到出廠移栽的1 瓶種苗綜合成本約為10 元(單株成本0.25 元)。其成本主要為4 個部分:一是育苗所需廠房、設(shè)備等固定資產(chǎn)的折舊,約占20%;二是種苗培育的人工成本,約占40%;三是種苗培育所需光照的電費成本,約占30%;四是其他成本,包括購買試劑、耗材等,約占10%。
2007—2015 年,鐵皮石斛種苗每株售價可達(dá)到2元,利潤率可達(dá)到80%以上;2015年后,隨著參與組培育苗技術(shù)企業(yè)不斷增多,導(dǎo)致價格下跌。目前,鐵皮石斛種苗每株售價約為0.5元,育苗企業(yè)出售鐵皮石斛種苗的收益也在不斷下滑甚至只能保本銷售。
1.1.2 霍山石斛 霍山石斛D.huoshanenseC Z Tang et S J Cheng 俗稱米斛,是蘭科石斛屬的草本植物,主產(chǎn)于大別山區(qū)的安徽省霍山縣。其市場需求量大,但目前國內(nèi)自然資源已枯竭,很難采到野生植株。同時,霍山石斛繁殖難、生長慢、周期較長,產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足藥用需求[12]。
目前,霍山石斛種苗可以利用種子組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行工廠化育苗。中國中藥霍山石斛科技有限公司與霍山縣政府及當(dāng)?shù)貜S家合作,在獲得優(yōu)質(zhì)、純正霍山石斛種源基礎(chǔ)上,在當(dāng)?shù)亻_展了霍山石斛工廠化育苗工作。其在霍山縣組建近2000 m2霍山石斛種苗繁育中心,可實現(xiàn)霍山石斛種苗組培擴(kuò)繁、煉苗、馴化到移栽的集約化生產(chǎn)(圖1~3)?;羯绞N苗年出苗量達(dá)5000 萬株,可滿足約13.3 hm2種植基地的用苗量。這為發(fā)展壯大霍山石斛產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)[13]。
圖1 霍山石斛組培育苗
圖2 霍山石斛種苗煉苗
1.1.3 金釵石斛 貴州赤水市是我國著名的道地石斛產(chǎn)區(qū)。該地金釵石斛的人工栽培已有50 多年歷史?!俺嗨疴O石斛”于2006 年獲國家地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)。金釵石斛自然條件下種子自我繁殖率低,利用組培技術(shù)可在短期供應(yīng)大量的種苗,有效滿足種苗的市場需求。
圖3 霍山石斛種苗馴化
貴州赤水金斛產(chǎn)業(yè)開發(fā)公司成功解決了金釵石斛種苗繁育技術(shù),在遵義市建立了種苗繁育中心,具有每年50 萬瓶石斛種苗的生產(chǎn)能力,馴化種苗1000 多萬株。經(jīng)過近幾年的發(fā)展,赤水金釵石斛種植面積已達(dá)133 hm2。
1.2.1 組培育苗 白及Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.為蘭科白及屬地生植物,廣泛分布于中國長江流域各省[14],尤以貴州量大、質(zhì)優(yōu)[15]。白及作為國家瀕危藥材,種子細(xì)小、沒有胚乳,自然萌發(fā)率極低、自我繁殖困難,野生白及被濫采亂挖,導(dǎo)致野生資源越來越少,而市場對其需求量逐年遞增,2014年白及需求量已達(dá)到2000 t以上。
為保護(hù)白及野生資源,人工培育和繁育白及迫在眉睫。白及傳統(tǒng)栽培主要靠分割假鱗莖進(jìn)行分株繁殖,但繁殖率低、耗種大,難以滿足市場需求。采用白及蒴果無菌播種的方式能有效提高種子萌發(fā)率,龐文波等[16]試驗了白及種子無菌播種的技術(shù)并對培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,達(dá)到了較好的增殖效果。張潔等[15]在白及種子無菌播種的基礎(chǔ)上,攻克了移栽馴化成活率低的難題(成活率達(dá)到95%以上),總結(jié)出一套白及工廠化育苗技術(shù)體系,包括無菌播種、增殖與壯苗培養(yǎng)、組培苗馴化等環(huán)節(jié),有效縮短了育苗時間,并降低了成本,可以在短時間內(nèi)獲得大量均一的白及種苗。該體系的建立對促進(jìn)白及種植產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和資源保護(hù)具有重要意義。
1.2.2 直播育苗 ??》宓萚7]研究了一種白及種子直播育苗新方法,簡單易行、出苗速度快,可有效降低白及種植成本至每公頃0.9 萬元。該方法包括搭建育苗棚、建設(shè)育苗床、種子處理及直播育苗、苗期管理、設(shè)施大棚苗床馴化等過程,使白及種子萌發(fā)率提高至70%,實現(xiàn)了白及種苗的規(guī)?;庇瑸榘准翱焖俜敝抽_辟了一條新途徑。
本方法已在合作基地推廣,在陜西漢中、安康、商洛和云南普洱建立白及直播育苗基地約20 000 m2,年出苗1 億株以上,推廣種植約300 hm2。白及種子直播工廠化育苗現(xiàn)已在全國多地付諸實施。該技術(shù)為市場提供了大量優(yōu)質(zhì)種苗,大幅度降低了種苗成本,有效解決了白及種苗的供需矛盾,實現(xiàn)了白及育苗產(chǎn)業(yè)的升級換代。
以位于湖北羅田的白及育苗基地2019 年情況為例(圖4),該基地占地面積約12 000 m2,建成投產(chǎn)育苗大棚100 余座,年出產(chǎn)白及成苗約2000 萬株,種苗成本可控制在每株0.3 元以內(nèi)。種苗成本主要為設(shè)施大棚和設(shè)備的固定資產(chǎn)折舊、人力成本、農(nóng)資花費等,市場售價每株約0.5 元,利潤率約40%,年收益約400萬元,規(guī)模效益顯著。
圖4 湖北羅田白及種子直播育苗基地
金線蓮主產(chǎn)于福建、浙江、臺灣和江西等地。由于野生金線蓮資源匱乏,早在1990 年福建省將其列為瀕危植物[17]。近年來,金線蓮人工種植不斷擴(kuò)大,而金錢蓮種苗組培工廠化生產(chǎn)技術(shù)也已成熟,金線蓮的組織育苗主要以不定芽和莖段作為繁殖材料,組織培養(yǎng)條件逐漸得到優(yōu)化,設(shè)施規(guī)?;耘嗟汝P(guān)鍵技術(shù)也已取得突破,這為金線蓮產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)[18]。
福建省是國內(nèi)金線蓮產(chǎn)量最大的省份,也是金線蓮種苗工廠化育苗和栽培技術(shù)較為成熟的省份。福建省南靖縣是最早開展金線蓮種苗組培技術(shù)的地區(qū),由福建省林業(yè)科技試驗中心研發(fā)成功后向社會進(jìn)行了推廣,南靖縣已成為中國最大的金線蓮產(chǎn)地。福建省金草生物集團(tuán)有限公司專業(yè)從事金線蓮的母種誘導(dǎo)、組培工廠化育苗和林下生態(tài)種植。福建省武平縣引進(jìn)了金線蓮組培快繁技術(shù),現(xiàn)有金線蓮組培車間2000 m2,已實現(xiàn)金線蓮種苗的集約化、工廠化生產(chǎn)[19]。
楊文彩等[20]分析了三七主產(chǎn)地云南三七產(chǎn)業(yè)存在的問題,總結(jié)了當(dāng)?shù)赜袡C(jī)三七種植和集約化育苗的現(xiàn)狀和不足,提出工廠化育苗可以實現(xiàn)精密播種,有效減少種子用量,人為控制環(huán)境條件,縮短育苗周期,生產(chǎn)出病害少的優(yōu)質(zhì)種苗,有效解決實際生產(chǎn)種植過程中連作障礙的問題。
同時,楊文彩等[21]針對云南當(dāng)?shù)厝哂绠a(chǎn)業(yè)種植模式仍以傳統(tǒng)人工模式為主、播種效率低、種苗質(zhì)量參差不齊的現(xiàn)狀,提出了基于農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的三七機(jī)械化精密播種系統(tǒng)的概念,并開展了相關(guān)實驗研究,包括三七種子機(jī)械化精密播種機(jī)、三七種子包衣、標(biāo)準(zhǔn)育苗槽等,以期為實現(xiàn)三七工廠化育苗做好準(zhǔn)備。
由于人工栽培半夏用種量大,用種多來源于野生資源,受限于野生資源的缺乏,使得半夏的種苗供應(yīng)長期處于緊缺狀態(tài)。張曉偉等[22]研究了半夏的組培快速繁殖,建立了一套半夏工廠化育苗技術(shù)體系,種苗生產(chǎn)具有生產(chǎn)周期短、繁殖系數(shù)高等特點,但種苗的生產(chǎn)成本較高,限制了其規(guī)模化育苗生產(chǎn)的開展。
魏莉霞等[23]試驗了秦艽溫室工廠化育苗的方法,對種子處理、播種方法、苗期管理、移栽馴化和大田種植技術(shù)進(jìn)行了研究,總結(jié)出繁育要點和關(guān)鍵技術(shù),可以縮短生長周期,為種植戶提供優(yōu)質(zhì)種苗,形成了一套可行的秦艽工廠化育苗與大田移栽技術(shù),為秦艽的人工栽培奠定了基礎(chǔ)。
霍國琴等[24]嘗試?yán)们げ蹇焖俜敝臣夹g(shù)對五味子、連翹、杜仲、黃芩、金銀花等在連棟溫室內(nèi)進(jìn)行中藥材立體育苗試驗。在試驗成功的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了工廠化生產(chǎn),每平方米年產(chǎn)苗量達(dá)1000 株以上,縮短育苗周期至3 個月,達(dá)到了種苗成活率高、健壯、易包裝運輸?shù)忍攸c,為中藥材類植物工廠化育苗生產(chǎn)探索了一種新途徑。
當(dāng)前,采用工廠化育苗的中藥材品種主要是利用組培育苗和大田集約化育苗,與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相比存在技術(shù)單一、先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)利用度低、投資規(guī)模和產(chǎn)業(yè)集中度小、規(guī)模效益不顯著等劣勢,差距較大。
已實現(xiàn)工廠化育苗的中藥材品種具有如下特征:1)種子細(xì)小且數(shù)量巨大或者產(chǎn)量較大容易獲得;2)藥材價值高,種苗成本較高市場也可以承受;3)利用集約化育苗規(guī)?;a(chǎn)種苗,有效降低成本。鐵皮石斛、霍山石斛和白及均具有前述3 個特征,金線蓮和三七具有第二個和第三個特征。由此可見,其他中藥材品種若想實現(xiàn)工廠化育苗可以借鑒上述3個特征,特別是第二個和第三個特征。
總之,目前實現(xiàn)工廠化育苗的中藥材品種較少,原因主要有以下幾點:1)工廠化育苗種苗成本較高,限制了其在市場上的推廣種植;2)現(xiàn)有的工廠化育苗研發(fā)基礎(chǔ)薄弱,技術(shù)攻關(guān)不強(qiáng),優(yōu)良品種選育進(jìn)展緩慢,導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)和價格適中種苗欠缺;3)多數(shù)中藥材品種以種植戶自繁為主,通過大田育苗或簡易溫棚育苗實現(xiàn)種苗的批量供應(yīng),種植戶對工廠化培育的種苗接受度低。由此可見,加大科研投入和產(chǎn)業(yè)化開發(fā),利用工廠化育苗技術(shù)有效降低成本并培育出大量優(yōu)質(zhì)的種苗才能實現(xiàn)規(guī)模化推廣種植。
通過分析已開展工廠化育苗的中藥材品種的相關(guān)技術(shù),以及分析有報道的中藥材工廠化育苗的相關(guān)試驗和技術(shù)攻關(guān),結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和設(shè)施,現(xiàn)將中藥材工廠化育苗已使用或可能使用的相關(guān)技術(shù)、設(shè)備和設(shè)施等的信息匯總及分析如下。
自20世紀(jì)60年代以來,組培育苗已從研究試驗階段迅速成為大批量生產(chǎn)種苗的工廠化方法。組培育苗技術(shù)是一種無性系繁育方式,在保證藥材優(yōu)良性狀的同時實現(xiàn)種苗快速大量培育。組培育苗是工廠化育苗的核心技術(shù)之一,目前,這一技術(shù)也在石斛屬藥材育苗方面取得了成功。
組培育苗技術(shù)的核心是培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分,現(xiàn)已發(fā)展出MS、B5、N6 等多種培養(yǎng)基,不同植物適合的培養(yǎng)基也不同,經(jīng)選擇對比試驗可以選出單個中藥材品種的最適培養(yǎng)基成分。組培核心設(shè)備有高壓蒸汽滅菌器、超凈工作臺、臭氧發(fā)生器等,高壓蒸汽滅菌器選購的關(guān)鍵是安全等級和品牌影響力,核心要求是操作安全和儀表精確度;超凈工作臺的核心部件是空氣過濾系統(tǒng),要保證符合無菌接種的微生物過濾系統(tǒng)。
組培育苗技術(shù)由于育苗過程需要消耗大量的電能、頻繁轉(zhuǎn)接種苗需要大量的人工、對環(huán)境的要求高、廠房設(shè)備的折舊也高,很大程度上提高了種苗繁育成本,如鐵皮石斛成苗的單株成本約0.25 元,白及組培苗成苗的單株成本約0.6 元。故本技術(shù)適用于繁育種子產(chǎn)量大或藥材價值較高的中藥材品種。
該技術(shù)可以快速繁育出種源純正、脫毒、遺傳性狀一致的大量種苗,用于開展大田推廣及植物新品種選育等工作,是現(xiàn)代工廠化育苗的核心技術(shù),具有明顯的快速、高效繁育種苗優(yōu)勢。但是,該技術(shù)提高了種苗繁育成本,因成本高,農(nóng)戶不愿意訂購,導(dǎo)致大田推廣困難。另外,該技術(shù)初期投入大、設(shè)備設(shè)施維護(hù)專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)要求高,導(dǎo)致其實際生產(chǎn)應(yīng)用難以普及[25]。
水培是指植物根系直接與營養(yǎng)液接觸,不用基質(zhì)的栽培方法。營養(yǎng)液是無土栽培的關(guān)鍵,不同作物要求不同的營養(yǎng)液配方。營養(yǎng)液配方中,差別最大的是其中氮和鉀的比例。
水培供液方式很多,有營養(yǎng)液膜、灌溉法、漫灌法、滴灌系統(tǒng)、噴霧法和人工澆灌等,歸納起來可以分為循環(huán)水系統(tǒng)和非循環(huán)水系統(tǒng)兩大類。水培營養(yǎng)液的供應(yīng)系統(tǒng)是水培育苗技術(shù)的關(guān)鍵點,要特別重視營養(yǎng)液供應(yīng)量、時間和周期,水泵控制器的選擇,營養(yǎng)液的過濾,營養(yǎng)液的添加和pH調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)。應(yīng)選擇質(zhì)量可靠的廠家供應(yīng)設(shè)備,可以將水泵、pH計及控制器等集成在一起,便于控制和管理[26]。
水培育苗是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新興技術(shù),葉菜類(包括生菜、芹菜、韭菜和西紅柿)的水培生產(chǎn)技術(shù)已較為成熟,利用現(xiàn)代育苗大棚可以實現(xiàn)水培蔬菜的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)且無病害及農(nóng)藥殘留,其生產(chǎn)效率已遠(yuǎn)高于大田種植。水培育苗大棚、環(huán)境控制設(shè)施等投入較大,折舊占成本主要部分,需要精細(xì)化管理、協(xié)調(diào)設(shè)施設(shè)備,有效分?jǐn)傉叟f成本,才可以產(chǎn)生規(guī)模效益,實現(xiàn)盈利。
該技術(shù)也有一定的局限性,特別是營養(yǎng)液成分復(fù)雜,篩選適用的營養(yǎng)液難度大。在生產(chǎn)過程中,營養(yǎng)液管理復(fù)雜,需要不斷調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的pH和電導(dǎo)率(EC),還需做好各項防護(hù)措施,避免營養(yǎng)液藻類大量繁殖爭奪營養(yǎng)和病害侵襲。該技術(shù)也同樣存在設(shè)備設(shè)施維護(hù)專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)要求高,導(dǎo)致其實際生產(chǎn)成本高。
穴盤育苗具有育苗整齊、出苗率高、移栽容易、不傷根、可以機(jī)械化播種等有力優(yōu)勢。工廠化穴盤育苗是將機(jī)械化精密播種機(jī)械搬進(jìn)育苗車間,為育苗的快速生產(chǎn)提供了保障。自動化機(jī)械播種系統(tǒng)是工廠化育苗過程最重要的技術(shù),包括多個環(huán)節(jié),分別是送料系統(tǒng)、基質(zhì)填料系統(tǒng)、精量播種系統(tǒng)、基質(zhì)覆土系統(tǒng)[27]。國內(nèi)研究應(yīng)用較成熟的是穴盤機(jī)械化自動播種機(jī),根據(jù)工作原理不同分為氣吸式播種和機(jī)械轉(zhuǎn)動式播種2種。
機(jī)械轉(zhuǎn)動式播種機(jī)對種子形狀要求較為嚴(yán)格,種子需要進(jìn)行處理方能使用,而氣吸式播種機(jī)對種粒外形適應(yīng)性相對較好,適用播種范圍廣,更容易與播種生產(chǎn)線相配套,現(xiàn)成為主流應(yīng)用設(shè)備。氣吸式播種育苗機(jī)播種速度快,可播種穴盤(200穴/盤)120盤/h,且播種深度均勻、過程易于控制,秧苗優(yōu)質(zhì)、整齊度高,生產(chǎn)過程自動化、機(jī)械化,是理想的苗盤播種育苗機(jī)械。
工廠化穴盤機(jī)械化精量播種育苗技術(shù)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種苗的關(guān)鍵技術(shù),可大大提高種苗繁育效率、提高自動化水平,明顯減輕種苗生產(chǎn)中繁重的勞動強(qiáng)度,有效降低人工成本[28]。該技術(shù)對種子的要求較高,一些不規(guī)則或不均一的種子需要包衣處理,才可以達(dá)到精量播種的目的,這無形增加了生產(chǎn)成本。
種苗市場上種植戶對優(yōu)質(zhì)、價格適中的種苗需求迫切,而生產(chǎn)企業(yè)不能有效滿足其需求,生產(chǎn)出的種苗存在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)欠缺或不完善、種苗成本較高、優(yōu)良品種缺乏、品牌影響力弱等突出問題。這就需要種苗生產(chǎn)企業(yè)牢固樹立質(zhì)量優(yōu)先意識,建立健全相應(yīng)種苗標(biāo)準(zhǔn),通過科研攻關(guān)完善工藝和有效降低成本,不斷增強(qiáng)服務(wù)意識,樹立起牢固的品牌影響力。這樣才能生產(chǎn)出滿足市場需要的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,實現(xiàn)公司的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益最大化。
目前,相當(dāng)一部分工廠化育苗企業(yè)規(guī)模還較小,且自動化程度較低,無法形成規(guī)?;?yīng),勞動力成本投入大、設(shè)備質(zhì)量不一、協(xié)調(diào)性差、生產(chǎn)效益低等共性問題嚴(yán)重制約著工廠化育苗行業(yè)的健康發(fā)展。
建議加大扶持力度和資金投入,培育大型企業(yè)。目前,國內(nèi)中藥材工廠化育苗還處于發(fā)展階段,基礎(chǔ)較弱,技術(shù)和設(shè)施還不完善,僅依靠社會資本的投入無法滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,還需獲得政府的大力支持(包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、項目補(bǔ)貼、貸款貼息等措施和手段),有力推動工廠化育苗行業(yè)做大做強(qiáng),滿足社會對優(yōu)質(zhì)中藥材種苗的迫切需求。
工廠化育苗集成了智能控制、設(shè)施工程、生命科學(xué)和現(xiàn)代管理等技術(shù),但在實際生產(chǎn)過程中所需的播種生產(chǎn)線等關(guān)鍵設(shè)備和配套設(shè)施價格昂貴,開展大規(guī)模工廠化育苗初期投入很高,這在一定程度上限制了該技術(shù)的發(fā)展。
建議前期做好各項論證,保障所購設(shè)備的適用性和可靠性,研究各設(shè)備、設(shè)施之間的協(xié)調(diào)與配合,使所購設(shè)備、設(shè)施能良好地投入運行,以盡快產(chǎn)出效益、收回成本。
國內(nèi)研發(fā)的育苗設(shè)備和設(shè)施雖然價格較低,但往往性能差強(qiáng)人意且配套性差、故障較多。例如,育苗播種機(jī)械屬于核心設(shè)備,基于中藥材種子的多樣性,該設(shè)備多存在播種效益不高的問題,漏播、重播、少播現(xiàn)象較為常見,播種質(zhì)量不穩(wěn)定。
同時,育苗所用基質(zhì)的研究較少,不同批次間質(zhì)量差異大,導(dǎo)致基質(zhì)使用效果不穩(wěn)定。對于基質(zhì)的重復(fù)利用技術(shù)攻關(guān)缺乏?;|(zhì)在重復(fù)利用前的處理方法、合理的消毒和滅菌方法研究不足,導(dǎo)致育苗產(chǎn)出不穩(wěn)定,嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)效益[29]。
應(yīng)加大科研投入,加強(qiáng)科研院所與育苗企業(yè)的合作,實現(xiàn)資源優(yōu)勢互補(bǔ),讓育苗企業(yè)在生產(chǎn)中遇到問題時能及時與科研人員溝通并進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ),使科技成果快速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,加快關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)的開發(fā),提高設(shè)備的精度和可靠性,利用技術(shù)降低育苗的生產(chǎn)成本。
工廠化育苗技術(shù)集成度高、工藝較多、對人員的要求較高,為保障種苗質(zhì)量,需要對整個生產(chǎn)流程嚴(yán)格把控、精細(xì)管理,而將相關(guān)的生產(chǎn)工藝和操作流程規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化是解決上述高要求的最好方法。實現(xiàn)相關(guān)工藝和流程的標(biāo)準(zhǔn)化也是有效降低種苗成本和實現(xiàn)常年安全生產(chǎn)的保障措施。
中國的工廠化育苗將從分散、落后向規(guī)?;?、集約化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,設(shè)備、工藝和技術(shù)將協(xié)同配合、協(xié)調(diào)發(fā)展。機(jī)械化、自動化、信息化的“三化”結(jié)合將成為未來工廠化育苗的發(fā)展方向[30]。從設(shè)備到設(shè)施,整個育苗系統(tǒng)將更集約化,管理也將更趨于智能化,而生產(chǎn)工藝各流程技術(shù)體系的協(xié)同與完善將有力地促進(jìn)工廠化育苗的健康、快速發(fā)展。
工廠化育苗的優(yōu)勢之一就是利用規(guī)模效應(yīng)達(dá)到降低單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的目的,規(guī)模小不能充分發(fā)揮出育苗設(shè)備、設(shè)施的效率,專業(yè)化的設(shè)備、設(shè)施可以實現(xiàn)自動化、智能化精確控制,降低人力成本和運行成本,更高效地提升生產(chǎn)力。