基于可持續發展要求對湖南打造生態高效蠶業的探討

艾均文，龔 昕，肖建中，李飛鳴，龍唐忠，黃仁志

（湖南省蠶桑科學研究所，湖南長沙 410127）

栽桑養蠶、繅絲制綢，既是中華民族的偉大創造與發明，也是伴隨中華民族上下五千年文明的功勛產業，其興衰與中華民族的文明發達休戚相關，以至于絲綢被看作是中華文明的象征。今天，經濟發展、科技創新與資源消耗同步加速，人類急需構建能低碳環保、生態循環、可持續發展的產業，蠶桑作為生物資源開發利用型產業正在迎來新的發展機遇期。湖南在全面推進“四化兩型”建設過程中，依然面臨著產業轉型壓力加大、資源能源約束強化、生態環境惡化加劇的嚴峻形勢，我們必須契合國家與湖南地方發展戰略，充分發揮桑樹的生態功能，以建立與其他產業耦合共生關系為切入點，著力打造可持續發展的多元化開發、多層次利用的產業鏈條，走生態高效蠶業的發展之路。

1 桑樹對鎘(Cd)等重金屬富集能力強，強力推進湖南耕地修復與農作物種植結構調整

桑樹是多年生闊葉型落葉性木本植物，其生長速度快，相較其他草本藤本類植物，生物量大。有研究表明桑樹對重金屬Cd 有較強的耐受性與富集能力，而Cd 在蔬菜、稻谷中轉移系數相當高[1]，為我國重金屬污染最為嚴重“五毒”元素之一，Cd 污染在湖南尤為突出[2]。當土壤Cd 濃度≥8.49mg/kg，即超過3 級土壤環境質量標準（GB 15618-1995）8～9 倍時，桑樹不僅桑葉產量提高，而且其蛋白質含量還會增加；土壤Cd 濃度≤40.6mg/kg 時，桑樹生長正常或基本正常，Cd 對桑葉品質無明顯影響；Cd 濃度≥145 mg/kg 時桑樹才臨近死亡，桑樹的耐Cd 臨界值上限為54.1mg/kg[3,4]。在土壤Cd 濃度處于8.49～75.8mg/kg 區間時，桑樹從土壤中吸收的Cd 約50%富集在根部，10%轉移到桑葉中，耕作層土壤Cd 含量年平均下降1.33mg/kg[5]。

利用在Cd 污染土壤中生長收獲的桑葉飼養家蠶，當鮮桑葉含Cd 濃度≤0.49mg/kg（對應的土壤Cd濃度≤40.6mg/kg）時家蠶的發育時間與體重沒有變化，當鮮桑葉含Cd 濃度≤0.77mg/kg（對應的土壤Cd濃度≤75.8mg/kg）時蠶繭質量無顯著變化，只是食下率略微降低，發育時間稍有延長[4,6]。家蠶通過桑葉食下的Cd 主要以蠶沙排泄體外，在蠶體中留存很低，約占6.7%，家蠶對Cd 有較強的耐受力[4,6]。在中度與輕度重金屬Cd 污染區域種植桑養蠶生態安全，耕地修復年限相對較短。

目前我國受重金屬污染的耕地面積已接近2 000萬hm2，約占耕地總面積的1/5，全國每年因重金屬污染而減產糧食1 000 萬t 以上[7]，鑒于重金屬污染及其危害的嚴重性，2011年國務院正式批復《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》。

湖南是我國有名的有色金屬之鄉，重金屬危害程度更加嚴重，2013年“湖南鎘大米事件”被媒體披露，致使湖南農業重金屬污染問題再次成為全國公眾關注的焦點。湖南省因有色金屬礦山開采被Pb、Cd 等重金屬污染的土地面積達2.8 萬km2，占全省總面積的13%，污染區域主要集中在衡陽、郴州、株洲、湘潭、長沙、湘西等地市[8]。根據湘江中下游采集農田土壤樣品和蔬菜樣品分析結果，農田土壤中Cd、Pb、Zn 含量分別超標7.97、3.69 和1.63 倍[9]，重金屬污染耕地治理已是刻不容緩。

因此，2011年國務院批準了《湘江流域重金屬污染治理實施方案》，2014年農業部辦公廳與財政部辦公廳聯合頒發了《關于<湖南重金屬污染耕地修復及農作物種植結構調整試點2014年實施方案> 的意見》。2014年在長株潭地區啟動0.95 萬hm2Cd 超標農田產業調整中就有超過50%面積已落實發展蠶桑。栽桑養蠶單位面積經濟效益高，探索桑樹修復耕地與桑葉養蠶的生態安全模式，將桑樹生態產業與傳統蠶絲產業有機結合，既可開展耕地修復，又可發展地方經濟，既可促進農村產業結構調整，又可推進可持續發展的現代農業的構建。

2 桑樹蛋白質含量高且營養均衡， 著力開發飼料桑新興生態產業

桑葉是一種蛋白質含量高且營養全面的飼料資源，被譽為“21 世紀的綠色神奇功能飼料植物”[10]。根據桑葉與苜蓿草粉、小麥、玉米、木暑干等常規飼料作物干物質的基本營養成分比較，桑葉中粗蛋白含量29.8%、粗脂肪5.6%，僅次于大豆，是其他作物飼料的1.4～10.3 倍和1.3～7.0 倍，粗灰分含量最高，為11.8%，粗纖維含量為11.1%，遠低于苜蓿草粉，其豐富的蛋白質含量及低纖維成分使其可作為畜牧飼料的蛋白質原料[11-12]。

桑葉必需氨基酸總量優于其他常規飼料作物，其中限制性氨基酸賴氨酸、蛋氨酸質量比達18.8 mg/g、5.2 mg/g，也僅次于大豆，是其他飼料作物的2.0～12.5倍和2.2～8.7 倍，在糖代謝與蛋白質代謝中起關鍵作用的谷氨酸質量比高達13.1mg/g，利用桑葉適量添加畜禽飼料可調節氨基酸種類與含量平衡[12]。特別是桑葉中含有50 多種微量元素和維生素，作為畜禽飼料將有助于提高動物機體的免疫應答能力[13]。桑樹產葉量很高，每667m2桑園可生產干桑葉500～800 kg，根據桑葉的蛋白質含量推算產蛋白質110 kg，相當于200 kg 大豆的蛋白含量，其單位面積鮮飼料產量比苜蓿高37.2%[14]。

隨著我國城鎮化進程的不斷加快，迅速增加的城鎮居民對動物蛋白及相關產品的剛性需求會進一步擴大，飼料用糧占糧食總產量的比例也會越來越高。目前，我國飼料用糧比例就已超過38%，而且有專家估測2030年我國飼料用糧的比例將突破50%，其中蛋白質飼料尤為短缺。據2011年農業部《飼料工業“十二五”發展規劃》，作為重要生產原料的大豆對進口的依存度已達到75%，面對“人畜爭糧”、飼料短缺的困局迫切需要依靠廣辟飼料新資源來化解。湖南是傳統的農牧大省，畜牧業產值占農業總產值的比重已連續多年穩定在30%以上，生豬出欄量及外銷量長期位居全國第一。隨著畜牧業的快速發展，發掘飼料新資源已成為畜牧業持續健康發展的關鍵之一，飼料桑作為新型的蛋白源，在湖南飼料業轉型升級過程中著力發展飼料桑生態產業的潛力巨大，前景廣闊。

3 桑樹根深葉茂保水固土吸塵， 大力促進生態經濟林建設

桑樹屬深根系喬木，根系生物量占總生物量的53%，1年生桑樹定植苗的根系總長度達1 000 m，10年生達10 000 m，最深的主根系達8 m，側根最長超過9 m，地下根系分布的面積常為樹冠投影面積的4～5 倍之多[15]。其發達根系構成了一個立體交叉的吸水固土網絡，不僅極大地提高了桑樹的防風固土能力和抗旱能力，還可改變土壤的理化性狀和土壤結構，提高土壤肥力和持水力。

據山峽庫區降雨侵蝕試驗，毛桑區和良桑區的徑流總量比玉米地塊分別減少24.78%、37.83%，泥沙總流失量比玉米地塊減少21.85%、33.55%[16]。在三峽庫區建立的桑基植物籬模式下表層土團聚度和團聚狀況分別較傳統種植模式提高25.2%、50.6%，水穩性指數為傳統順坡種植的1.9 倍[17]。此外，成片桑樹林的保水固土能力更是優于其他樹種和植被，特別是在我國巖溶石漠化地區具有其他樹種不可替代的優勢[11]。

在湖南雙峰縣甘棠鎮巖門村的石漠化土地栽植有連片桑樹近66.67 hm2，長勢良好，表現出了比其他作物更強的耐旱抗瘠能力。也正因為桑樹根系發達，桑樹還具有耐澇、耐漬的生理優勢，據在長江三峽庫區消落帶開展淹沒植物調查分析，桑樹在水深10 m以下連續淹沒180 d 后仍最先萌發生長，比草本植物還早，而其他喬木、灌木幾乎全部死亡[18]。在湖南洞庭湖區時常在桑樹連續淹沒2 d 后，將桑葉泥沙沖洗后仍繼續養蠶，栽桑極利發展避水農業，降低水災受損程度，對環洞庭湖的“4350 還湖工程”深入推進具有重要意義。

桑樹是一種多年生、壽命長的木本闊葉植物，其光合作用強，生長茂盛，生物量和儲碳量大，因此是固碳減排的優良碳匯林樹種。初步估算，每667 m2桑樹年吸收CO2約4 162 kg，折合純碳1 267 kg，年釋放O2約為3 064 kg[14]。此外，桑葉對大氣中的SO2、Cl2、HF、Pb 復合污染物等有毒物有很強的耐受和吸收凈化能力[19]。

湖南是我國有名的水泊之鄉，也是洪澇災害頻發的省份之一。全省水土流失面積4.4 km2，占全省土地總面積的20.8%，中度以上水土流失面積占流失總面積的80%，年流失量1.83 億t，每年因水土流失的土壤有機質達248 萬t，N、P、K 養分共192 萬t，相當于全省化肥用量的2.4 倍[20]。根據衛星遙感普查，湘、資、沅、澧四水中上游水土流失面積3.37 萬km2，占流域內水土流失總面積的92.08%，占全省水系水土流失面積的83.44%[21]。基于此種嚴峻形勢，2014年4月國務院批復同意《洞庭湖生態經濟區規劃》，啟動四水整治工程，要求把洞庭湖生態經濟區建成“更加秀美富饒的大湖經濟區”。

此外，湖南省是全國石漠化主要集中地區之一，根據2005年《湖南省巖溶地區石漠化監測報告》統計表明：湖南省巖溶地區面積5.44 萬km2，占全省土地面積的25.7%。其中，石漠化土地面積1.48 萬km2，潛在石漠化土地面積1.44 萬km2，石漠化嚴重程度居全國第4 位。石漠化地表易遭受破壞，水土流失嚴重，植被恢復、造林困難[22]。在荒坡荒山、退耕還林區域、江河消沒區域、石漠化區域大力栽植“綠化桑”、“生態桑”，擴大生態經濟林建設區域，對湖南省區域生態安全體系的建設和生態文明的推進具有重要意義。

4 蠶桑資源豐富種類繁多， 努力催生多元化開發、多層次利用的低碳循環產業

以傳統栽桑養蠶模式來計算桑園年產干物質，桑葉、桑枝條占64%，蠶沙占22%，繭絲和蠶蛹各占3%，其他占8%。目前利用的主產品繭絲僅占總量的3%左右，其他97%的資源稱之為副產物[23]。根據湖南省政府2014年頒發的《湖南省循環經濟發展戰略及其近期行動計劃》要求，我們必須提高蠶桑副產物的資源化利用水平，促進蠶桑產品深加工，延伸產業鏈，推動工農業復合。

桑葉首載于《神農本草經》，為藥食兩用中藥材，具有降糖、降脂、增強免疫力作用，已被衛生部納入“藥食同源”名單[24]。據估算蠶繭產區桑葉浪費約占總產量的25%～30%，其原料特別豐富，目前開發的產品主要有桑葉茶品與桑葉食品等。桑葉茶在日本被稱為“長壽茶”，我國先后也開發出了桑葉綠茶、紅茶、黑茶及復合茶等系列產品[25]。湖南省蠶桑科學研究所開發的桑葉金花（冠突散囊菌）茯磚茶在湘鄉市已形成了規模開發。桑葉可直接加工成菜肴，加工成桑葉粉后在作飼料用外還可作為原料生產餅干、糖果、掛面等。此外，湖南雙峰縣甘棠鎮巖門村建有桑葉藥用基地，每667 m2桑年收入在2 200 元左右。

栽桑無論是養蠶，還是生產飼料，均會留下大量的桑枝。據《中華人民共和國藥典》記載桑枝為祛風濕、利關節的常用藥，還有抗炎、降糖、降脂、提高機體免疫的功能[11]。每1 hm2成林桑園可產干桑枝7.5 t，干桑枝含粗蛋白5.44 %、纖維素51.88 %、木質素18.81%、半纖維素23.02%及灰分1.57%，營養豐富，是生產綠色和有機食用菌的絕佳原材料，用其生產的桑枝食用菌具有特別的清香味，很受市場青睞[26]。

目前在各個蠶區普遍推廣的“桑—菌—肥”模式，通過桑葉養蠶，桑枝種菌，菌糠肥田形成了良性循環，解決了桑枝廢棄的同時，又有大量原木被砍伐的矛盾，保護了森林資源。利用桑枝可以生產平菇、草菇、竹蓀、香菇、靈芝等，而且這些食用菌還可利用桑園來套種，節省大量生產用地。此外，桑皮可用來造紙或提取果膠等生物產品[28]，桑枝還可加工成板材、食用碳等[11]。

桑果是一種優質水果資源，被稱之為“第三代水果”，已被衛生部確認為“既是食品又是藥品”的農產品之一，味甘性寒，滋陰補血，防動脈硬化，延年益壽。富含功能成分花青素、白藜蘆醇與膳食纖維，礦物質元素硒含量特高，平均達56.5 mg/kg。栽植果桑品種可每667 m2產鮮果超1 500 kg，產值達12 000 元以上。桑果既可鮮食，又可加工成果汁、果酒、果醬、果醋、蜜餞等，市場容量大，產業化開發價值高[27]。利用蠶繭繅絲制綢，會產生大量蠶蛹資源，占干蠶繭的45%～50%。蠶蛹是衛生部批準的“作為普通食品資源管理的食品新資源名單”中唯一的昆蟲類食品。干蠶蛹中粗蛋白60%、粗脂肪30%、甲殼素3%～4%、糖類5%，并含有多種抗菌肽等多種活性物質。其蛋白質含量與雞蛋、鯽魚相當，氨基酸組成均衡性好，按WHO/FAO 的參考蛋白模式是理想的優質蛋白源，具有抗腫瘤、氧化，降血壓、血脂、血糖的作用[27]。蠶蛹除直接加工食用外，還可提取蠶蛹油與蠶蛹蛋白，培養冬蟲夏草，生產家禽、魚飼料等；蛹皮可提取甲殼素，提取率高達50%[26]。其中，動物飼料是其主要利用途徑，產業化規模基本形成，冬蟲夏草在吉林、廣西等地的開發已引起業界廣泛關注。

蠶沙是養蠶過程中產生的主要廢棄物。其中粗蛋白占16.7%、粗脂肪3.7%、粗纖維19%，飼用價值高于米糠和青草，可用于飼養馬、牛、羊、豬、兔、雞、鴨、鵝等家畜家禽[27-28]。蠶沙作魚飼料，草食性和雜食性魚類都喜食，同時還可培肥水質。每4～5kg 蠶沙相當于1kg菜餅或1kg 顆粒魚飼料飼喂的效果[28]。

“桑基魚塘”是戰國時期南方蠶區開始摸索構建的“塘基種桑、桑葉喂蠶、蠶沙養魚、魚糞肥塘、塘泥壅桑”科學化人工生態系統，形成了種桑和養魚相輔相成、桑地和池塘相連相倚的生態農業景觀，并蘊涵了豐富多彩的蠶桑文化，是世界傳統循環生態農業的典范，2014年該農業系統成功入選第二批中國重要農業文化遺產[29]。此外，蠶沙可用于制造沼氣，減少CO2的排放，利用沼氣液施肥桑園合理間種蔬菜，能提高桑園綜合產出率，“桑—氣—菜”模式種菜肥桑，不但解決了農民自身的“菜籃子”問題，也會帶動農村“清潔能源”工程的實施。

5 栽桑養蠶比較效益高， 宜于在扶貧攻堅區域構筑高效蠶業

湖南全省土地以山地、丘陵為主，山地面積10.85萬km2，占全省總面積的51.22%，以經濟、交通欠發達的湘西部武陵山區域尤為集中。2011年10月，國務院批復《2011～2020年武陵山片區區域發展與扶貧攻堅規劃》。而該區域降水充沛，氣候溫暖濕潤，氣候類型多樣，立體氣候明顯，比湖南濱湖區域溫度平均低0.5～1℃，在其河谷溫熱濕潤帶、山地溫暖較潮濕帶、山地溫涼潮濕帶均適宜發展蠶桑，建立優質蠶繭生產基地。與之毗鄰的重慶黔江市是全國有名的優質蠶繭生產區[30]，其蠶繭產量占重慶市的35%，涌現出了年產繭過萬擔（1 擔為50 kg）的蠶繭之鄉——石會鎮。該區域的竹林與林木資源也十分豐富，能因地制宜搭建簡易蠶房與添置養蠶工具，大幅度降低生產成本。

近年來湘西花垣、懷化沅陵將蠶桑作為區域特色產業予以支持，并取得了一定的成功經驗。如沅陵縣五強溪鎮牛獅坪村高興輝共有連片成林桑園2.77 hm2，2014年通過推廣輕簡化高效技術，規模化飼養家蠶4 批，全年收入18 萬元以上，每667 m2均產值達4 337 元，是當地春種水稻冬栽油菜這一主要種植模式收入1 600 元的2.7 倍，實現了蠶業的優質高產高效。此外，該區域的間作榨菜、紫紅薯、生姜的“桑—菜”模式與套種百合、白術的“桑—藥”等模式很具競爭優勢，每667 m2可增加收入1 800～3 000 元[31]，是蠶桑資源高效綜合開發的成功途徑之一，展現了立體蠶業、精深蠶業的光明前景。

隨著桑樹在土壤修復、石漠化治理、水土保持、退耕還林、退耕還湖等方面生態作用及飼料桑作為優質植物蛋白飼料用途的重新認識，蠶桑資源的多元化開發、多層次利用價值的不斷發掘，擺脫了長期以來栽桑就是為了養蠶的傳統觀念，蠶桑產業被逐步賦予了越來越顯著的現代農業特征。

湖南在現代蠶桑產業體系構建過程中，（1）要著力推進現代蠶桑產業與種植業、養殖業、水產業、林業之間的循環連接，不斷創新不同的種養開發模式，實現多種產業的耦合共生；（2）要大力促進蠶桑產業發展需求與湖南各地的農業產業結構調整機遇之間的生態連接，因勢利導地充分發揮桑樹生態修復與生態治理的優勢，實現蠶桑產業的規模化、集約化、可持續化發展；（3）要努力引導蠶桑資源的多元化開發、多層級利用與湖南“兩型”社會建設之間的目標連接，緊緊依靠科技進步與技術創新，合理延伸產業鏈條，提高蠶桑資源的綜合利用效率，促進蠶桑傳統產業向高效產業、生態產業、循環產業的多元化轉型[32]；（4）要強力驅動蠶桑產業的各要素與當前休閑農業、城市農業發展規劃之間的文化連接，發揮湘繡、苗繡等文化藝術優勢，挖掘悠久的湖南蠶桑民俗文化，推廣蠶業觀光與休閑度假，培育新型消費業態，使休閑蠶業成為緩解資源約束和保護生態環境的綠色產業。

總之，蠶桑發展應融入湖南現代大農業產業布局，與國家發展戰略同步，著力發展湘西優質蠶繭產業帶、環洞庭湖蠶桑特色經濟產業帶、湘中種植業調整蠶桑生態產業帶，逐步實現湖南蠶桑產業的有序轉移與優化升級。

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