馬鈴薯生產(chǎn)狀況及印度馬鈴薯研究情況探析

張 莉 王福建

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所（國家薯類作物研究中心），北京 100081）

馬鈴薯適應(yīng)性強(qiáng)，分布范圍廣，是世界第三大糧食作物[1]。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）統(tǒng)計，2019年全世界種植馬鈴薯的國家和地區(qū)有159個，種植面積1 734.10萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)3.70億t。馬鈴薯糧菜兼用，營養(yǎng)全面，被譽為人類的“第二面包”。聯(lián)合國為減輕世界糧食危機(jī)以及實現(xiàn)千年發(fā)展目標(biāo)，宣布馬鈴薯為未來糧食，并將2008年確定為“國際馬鈴薯年”。這是聯(lián)合國第2個以作物命名的年份，充分說明馬鈴薯在保障世界各國糧食安全方面的重要作用。

印度與中國國情相似，都是亞洲的人口大國，保障糧食及營養(yǎng)安全是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)。印度憑借自20世紀(jì)60年代實施的“綠色革命”基本解決了糧食問題[2]，我國學(xué)界對印度農(nóng)業(yè)的研究主要集中在其農(nóng)業(yè)支持政策[3-7]、科技推廣體系[8-10]方面，較少涉及其具體研究體系。印度農(nóng)業(yè)發(fā)展的整體水平低于中國，特別是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、機(jī)械化水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料投入等方面遠(yuǎn)落后于中國。水稻、小麥、玉米三大谷物糧食單產(chǎn)低于中國[11]。但其馬鈴薯單產(chǎn)高于我國，雖然有其自然條件的優(yōu)勢，但其馬鈴薯科技研發(fā)作用凸顯、效率較高。本文介紹了全球馬鈴薯生產(chǎn)狀況，分析了印度馬鈴薯生產(chǎn)及研究體系特點，以期為我國馬鈴薯研發(fā)提供參考。

1 馬鈴薯生產(chǎn)狀況

1.1 全球馬鈴薯生產(chǎn)狀況

2000年以來，全球馬鈴薯種植面積整體呈波動性減少趨勢，但科技貢獻(xiàn)率的持續(xù)提高使得馬鈴薯的總產(chǎn)量不斷攀升（圖1），全球馬鈴薯產(chǎn)業(yè)保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。但是，不同國家和地區(qū)間馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡。亞洲、非洲馬鈴薯生產(chǎn)持續(xù)增長，傳統(tǒng)生產(chǎn)先進(jìn)的歐洲生產(chǎn)減少，全球馬鈴薯生產(chǎn)區(qū)域自西向東轉(zhuǎn)移。從區(qū)域發(fā)展看，全球馬鈴薯生產(chǎn)格局基本穩(wěn)定，中國、印度、俄羅斯、烏克蘭、美國、德國、孟加拉國、法國、波蘭和荷蘭馬鈴薯產(chǎn)量位居全球前十。

1.2 亞、歐及中、印馬鈴薯生產(chǎn)情況

據(jù)FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自2000年起歐洲馬鈴薯種植面積逐年減少、產(chǎn)量波動性降低（圖2）；亞洲馬鈴薯生產(chǎn)穩(wěn)步提高，近20年產(chǎn)量年均提高2.81%（圖3）。中國與印度的馬鈴薯種植面積、產(chǎn)量分別約占亞洲76%、75%。其中，中國馬鈴薯近20年種植面積變化不顯著，近10年保持在480萬hm2左右；產(chǎn)量提高了38.55%，平均年增產(chǎn)1.93%。印度馬鈴薯種植面積穩(wěn)步增加，20年間平均年增長1.91%；產(chǎn)量較20年前翻了一番，年均增產(chǎn)5.03%。

1.3 印度馬鈴薯單產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)FAO數(shù)據(jù)統(tǒng)計，印度馬鈴薯單產(chǎn)波動較大（圖4），但處于較高水平，基本高于世界馬鈴薯平均單產(chǎn)和亞洲馬鈴薯平均單產(chǎn)，間或高于歐洲馬鈴薯單產(chǎn)。近10年，中國馬鈴薯單產(chǎn)雖保持穩(wěn)步提高，但仍低于亞洲、世界平均水平。馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益較高。2013—2014年，印度農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP的13.09%。其中：馬鈴薯占用1.32%的耕地，產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)占農(nóng)業(yè)GDP的2.86%；水稻、小麥分別占用31.19%、20.56%的耕地，占農(nóng)業(yè)GDP的18.25%和8.22%。馬鈴薯單位耕地面積的產(chǎn)值比水稻、小麥分別高3.7倍和5.4倍。馬鈴薯較高的經(jīng)濟(jì)效益促使其在印度種植面積逐年擴(kuò)大，而印度馬鈴薯近20年產(chǎn)量翻一番離不開完善的馬鈴薯研發(fā)系統(tǒng)的支撐。

2 印度馬鈴薯研究體系

印度農(nóng)業(yè)科技體制是在學(xué)習(xí)美國農(nóng)業(yè)科技體制框架的基礎(chǔ)上建立的，印度農(nóng)業(yè)研究系統(tǒng)是世界上最龐大、最綜合的制度化研究系統(tǒng)之一[12]。其農(nóng)業(yè)科技體制運行機(jī)制最大的特點是中央和地方研究、教育、推廣機(jī)構(gòu)既有明確分工，又有緊密合作，運行效率較高[13]。印度農(nóng)業(yè)研究委員會（ICAR）為農(nóng)業(yè)研究系統(tǒng)的最高機(jī)構(gòu)，統(tǒng)籌管理與協(xié)調(diào)全國農(nóng)業(yè)科技與推廣，目前設(shè)有45個國家級農(nóng)業(yè)研究院（所）、30個國家級農(nóng)業(yè)研究中心和10個科研項目指導(dǎo)委員會。

2.1 印度聯(lián)邦中央馬鈴薯研究所

1949年在英國農(nóng)業(yè)顧問的建議下，印度政府成立聯(lián)邦中央馬鈴薯研究所（以下簡稱研究所），是印度早期設(shè)立的9個全國農(nóng)業(yè)研究所之一。研究所設(shè)置作物改良、作物生產(chǎn)、植物保護(hù)、作物生理、生化與收獲后技術(shù)、種子技術(shù)與社會科學(xué)等6個研究部門。在全國馬鈴薯產(chǎn)區(qū)設(shè)有7個地區(qū)試驗站，在15個生產(chǎn)區(qū)域擁有521 hm2生產(chǎn)基地。

2.2 研究體系及分工

自印度第4個五年計劃（1969—1974年）始，研究所領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行全印度馬鈴薯協(xié)作研究計劃（AICRP）。此研究計劃設(shè)立的25個研究中心構(gòu)成了協(xié)作研究網(wǎng)。25個研究中心位于全國馬鈴薯不同產(chǎn)區(qū)，其中7個中心位于研究所的區(qū)域試驗站，17個中心位于不同的邦農(nóng)業(yè)大學(xué)，1個為獨立研究中心。現(xiàn)研究所及其領(lǐng)導(dǎo)的全印度馬鈴薯協(xié)作研究計劃構(gòu)成印度馬鈴薯研究體系，承擔(dān)全印度95%的馬鈴薯研究工作。其余5%的研發(fā)工作由其他大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)承擔(dān)。

研究所與協(xié)作研究網(wǎng)絡(luò)各有研究側(cè)重點，各有明確任務(wù)分工。研究所的研究任務(wù)主要包括為提高馬鈴薯生產(chǎn)率和利用率，承擔(dān)基礎(chǔ)和戰(zhàn)略研究；生產(chǎn)脫毒種薯的原種；作為國家馬鈴薯科研信息資源庫；指導(dǎo)協(xié)作研究網(wǎng)絡(luò)研究解決制約地方馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長期問題；負(fù)責(zé)與國內(nèi)和國際相關(guān)機(jī)構(gòu)合作；為提升科研水平，進(jìn)行研究方法和技術(shù)培訓(xùn)；為馬鈴薯研究和發(fā)展提供建議。協(xié)作研究網(wǎng)絡(luò)的研究任務(wù)主要包括協(xié)調(diào)和監(jiān)測改良品種在多地區(qū)的試種；作物種植農(nóng)藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化；確定適合不同耕作體系的高收益馬鈴薯品種；選擇適合的植物保護(hù)方法；聯(lián)系不同的馬鈴薯生產(chǎn)和消費群體。

3 印度馬鈴薯研究策略及主題

應(yīng)對日益嚴(yán)重的全球變暖，氣候變化對馬鈴薯生產(chǎn)造成的影響、提高馬鈴薯加工水平等是印度馬鈴薯中長期研究目標(biāo)。為實現(xiàn)研究目標(biāo)，采取的研究策略主要包括：①充分有效利用遺傳資源改良品種，②安全使用生物技術(shù)提高馬鈴薯品質(zhì)，③鼓勵生產(chǎn)高質(zhì)量栽培材料，④引進(jìn)信息技術(shù)進(jìn)行資源規(guī)劃和作物種植管理研究，⑤保護(hù)環(huán)境友好型植物，⑥鼓勵研發(fā)馬鈴薯節(jié)能貯存方式及開發(fā)馬鈴薯多樣化利用，⑦加強(qiáng)科研組織與農(nóng)民直接對接進(jìn)行技術(shù)推廣。

印度馬鈴薯研究為了提高競爭力，緊跟世界科技前沿，明確以前沿研究主題為基礎(chǔ)制定未來馬鈴薯的研發(fā)計劃。印度馬鈴薯前沿研究主題包括開發(fā)轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，解決高風(fēng)險領(lǐng)域的問題，如生物與非生物脅迫；開發(fā)馬鈴薯冷切片品種；開發(fā)低血糖指數(shù)和含抗氧化成分的品種；新基因鑒定和重要特征標(biāo)記；馬鈴薯收獲自動化研究；關(guān)于馬鈴薯塊莖形成的蛋白質(zhì)組學(xué)和表型組學(xué)的研究；通過等位基因挖掘和重新排序的方法研究開發(fā)抗病和質(zhì)量特征方面的下一代分子標(biāo)記；在國家和地區(qū)開發(fā)生物風(fēng)險智能和決策系統(tǒng)；利用ICT、GIS和遙感技術(shù)研究和降低氣候變化、全球變暖的不良影響。

4 印度馬鈴薯生產(chǎn)目標(biāo)研究

有專家預(yù)計，印度將在2030年前成為世界上人口最多的國家。印度未來的糧食消費模式已引起其國內(nèi)和國際的特別關(guān)注，其研究重點從對谷物糧食的供需研究逐步轉(zhuǎn)向馬鈴薯生產(chǎn)與消費的研究。

4.1 2050年印度馬鈴薯生產(chǎn)目標(biāo)

由于農(nóng)業(yè)科研投入與產(chǎn)出以及成果轉(zhuǎn)化、應(yīng)用、推廣周期較長；且為了應(yīng)對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題和挑戰(zhàn)，印度聯(lián)邦中央馬鈴薯研究所制定了2050印度馬鈴薯愿景。根據(jù)馬鈴薯消費變化預(yù)估了2050年消費需求（表1），并據(jù)此制定了2050年生產(chǎn)目標(biāo)。具體方式為根據(jù)FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算1991—2010年印度人均馬鈴薯鮮食消費綜合增長率（2.34%），然后在綜合考慮人口增長（至2050年預(yù)計印度人口綜合增長率為0.78%，城鎮(zhèn)人口增長率2.04%）、食物種類增加等相關(guān)因素的基礎(chǔ)上，測算人均鮮薯消費量增長率為2.265%，預(yù)估2050年鮮薯消費需求達(dá)7 847萬t。

表1 馬鈴薯需求分量 單位：萬t

預(yù)估2050年出口種薯和加工薯約300萬t，國內(nèi)總需求預(yù)計1.22億t，總產(chǎn)量目標(biāo)預(yù)計1.25億t。根據(jù)生產(chǎn)模型預(yù)測2050年單產(chǎn)為34.51 t/hm2，則2050年需要種植馬鈴薯面積約為362萬hm2。

4.2 基于供需模型分析的2030年目標(biāo)

根據(jù)聯(lián)合國《世界人口展望》（World Population Prospects）預(yù)測，印度將在2030年前成為人口最多的國家。其糧食安全已成為各界關(guān)注的焦點。隨著人口增長，印度馬鈴薯消費量增加明顯。據(jù)FAO數(shù)據(jù)統(tǒng)計，印度馬鈴薯產(chǎn)量從1961年的270萬t增加到2014年的4 640萬t，提高了16.19%；馬鈴薯人均消費從1962年的3.5 kg增加到2013年的24 kg，提高了5.86%。促使消費增長的主要因素是收入增加使飲食習(xí)慣多樣化成為可能、馬鈴薯本身的中性口味及烹飪的多樣性、馬鈴薯營養(yǎng)豐富以及印度飲食中的素食傳統(tǒng)。有專家預(yù)計，隨著印度人口增長、居民收入提高及飲食多樣化，印度馬鈴薯消費需求將持續(xù)增加。

Scott等[14-15]利用2015年版的國際農(nóng)產(chǎn)品和貿(mào)易政策分析模型（IMPACT）對印度馬鈴薯的生產(chǎn)和消費需求進(jìn)行了分析預(yù)測。IMPACT是一個多時期的農(nóng)業(yè)局部均衡經(jīng)濟(jì)模型，與作物、氣候和水模型相關(guān)聯(lián)。作為一個綜合建模框架，它已被廣泛用于研究不同時期、不同地理環(huán)境的全球特定食品供給和需求。根據(jù)高、中、低3種條件下的模型測算得出，2030年印度馬鈴薯產(chǎn)量比2010年增長2 390萬～3 760萬t，達(dá)到6 010萬～7 380萬t。這些增長基本源于馬鈴薯單產(chǎn)的提高，預(yù)測單產(chǎn)將從2010年的19.9 t/hm2增加到2030年的23.5～27.1 t/hm2。馬鈴薯總需求測算2030年將達(dá)6 300萬～7 300萬t。

5 結(jié)語

目前，全球約70%的國家和地區(qū)種植馬鈴薯。由于馬鈴薯水資源利用率、收獲指數(shù)及單位土地生產(chǎn)的熱量均高于谷物糧食作物，且應(yīng)對氣候變化的能力更強(qiáng)，馬鈴薯作為主糧或是谷物糧食的第一替代物日益被各國認(rèn)同。隨著亞洲人口的持續(xù)增長，作為全營養(yǎng)作物的馬鈴薯經(jīng)濟(jì)價值日益凸顯。因受西方影響，印度較早開始馬鈴薯系統(tǒng)研究，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的研發(fā)系統(tǒng)運行及研究成果轉(zhuǎn)化也卓有成效，馬鈴薯單產(chǎn)保持較高水平。當(dāng)前由于全球新冠肺炎疫情及氣候變化引起的自然災(zāi)害頻發(fā)等影響，糧食及營養(yǎng)安全成為全球關(guān)注的焦點，糧、菜、飼皆宜的馬鈴薯將在保障糧食安全中發(fā)揮重要作用?？萍际邱R鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐，完善研發(fā)系統(tǒng)、提高研發(fā)效率，尤其加強(qiáng)馬鈴薯供需分析為政策制定提供依據(jù)，均有助于馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。