張顥城,李中慧,王秀麗
(農業農村部食物與營養發展研究所,北京 100081)
馬鈴薯產業是關系中國“糧食安全”“食品安全”“興邊富民”戰略的重要產業。近年來中國馬鈴薯播種面積和總產量均居于世界第一,2018 年全國馬鈴薯播種總面積為475.8 萬hm2,總產量達到1 798.4 萬t。憑借中國產量世界第一的資源優勢和廣闊的市場優勢,短短20 年時間,淀粉加工業產能已達到200 多萬t,全粉、薯條、薯片及各種膨化食品產能也達到100 多萬t,成為世界上僅次于歐盟的第二大薯類工業制品生產、銷售產業基地[1]。同時,作為推進農業供給側結構性改革的重要內容,在農業農村部支持下,馬鈴薯加工業不斷加強相關技術集成基地建設,加快技術裝備研發和科技成果轉化,并指導組建馬鈴薯主食加工產業聯盟。
雖然馬鈴薯生產和加工能力不斷提高,但是目前國內馬鈴薯產業仍存在主食化加工產品稀少、產品加工深度不足、加工專用品種種薯缺乏等一系列問題。為探究未來馬鈴薯產業化發展布局,本研究在對中國主要馬鈴薯品種地區分布情況調研的基礎上,分析了主要馬鈴薯品種的品質特征和相關加工方式,并對消費升級與膳食結構轉型背景下馬鈴薯品種的產業化發展方向進行探討。
1.1.1 中國馬鈴薯產區格局逐漸成形
中國馬鈴薯生產產區經過多年演變已形成較為固定的格局。當前馬鈴薯生產共分為北方一作區、中原二作區、西南單雙季混作區和南方冬作區4 大種植區域[2],其中北方一作區與西南單雙季混作區是中國主要的馬鈴薯種植區(圖1)。根據中國農村統計年鑒[3-11]的數據,2013~2018 年北方一作區和西南混作區的平均總播種面積占全國總播種面積的95.03%,平均總產量占全國的94%。南方冬作區是傳統的馬鈴薯產區,但近年來播種面積增速較為緩慢,也是自2010 年以來,唯一單產水平下降的產區。

圖1 2010~2018年四大產區馬鈴薯總產量Figure 1 Total output of potato in four production regions from 2010 to 2018
北方一作區包括遼寧、吉林、黑龍江、內蒙古、河北、山西、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆。按照播種面積來看,甘肅、內蒙古、陜西、河北、黑龍江、山西是馬鈴薯生產大省,6 個省(自治區)2010 年以來種植規模均在15 萬hm2以上。近10 年該產區多個省份播種面積大幅下降,寧夏、吉林和新疆跌幅均超過50%,內蒙古播種面積下降最多,減少了33 萬hm2。目前寧夏生產規模和青海接近,在9 萬~11 萬hm2,吉林和遼寧接近,在4.5 萬~6 萬hm2,新疆是該產區播種面積最小的省(自治區),現僅保持在1.5 萬hm2水平(圖2)。在生產能力上,盡管產區總種植面積自2010年以來下降了23.5%,但產量水平基本保持不變,主要得益于該產區平均單產水平從3 963.4 kg/hm2上升到4 725.6 kg/hm(2按鮮薯5∶1 折糧計算),北方產區也是四個產區中單產水平提高最快的區域,尤其是河北和山西,單產水平均提高超過120%。

圖2 2010~2018年北方一作區播種面積Figure 2 Sowing area of potato in North single cropping region from 2010 to 2018
西南單雙季混作區包括湖北、湖南、重慶、四川、貴州、云南、西藏。該區地勢復雜、海拔高度變化很大,年平均溫度較高,無霜期長,雨量充沛,特別適合馬鈴薯生產,一年四季均可種植,已形成周年生產、周年供應的產銷格局[12]。2013年之后西南產區在馬鈴薯播種面積和產量上超過北方一作區躍居為全國第一大產區。截止到2018 年,產區總生產面積與2010年相比增加了16.5萬hm2,其中四川省增長17.8%,湖北省增長13.4%(圖3)。西南產區的產量在2010 年之后處于波動狀態,2015 年達到峰值962.2 萬t,近年逐步穩定在接近900 萬t 水平,仍高于全國其他產區。除西藏外,該區其他幾個省份的產量都居于全國前列,四川、貴州和云南近5 年內的平均產量均能排進全國前五,分別為289.3萬,231.8萬和156.4萬t[3-11]。

圖3 2010~2018年西南混作區播種面積Figure 3 Sowing area of potato in Southwest mixed cropping region from 2010 to 2018
南方冬作區包括福建、廣東、廣西、海南。該區大部分為亞熱帶氣候,無霜期230 d 以上,日均氣溫≥3℃的作物生長期320 d 以上,適于馬鈴薯在中稻和晚稻收獲后的秋冬作栽培[12]。該產區中廣西和廣東兩省發展迅速。廣東省播種面積從2010 年開始增加,2012 年后逐漸減少,2014年達到低谷后至今穩定在5 萬hm2左右;廣西省在2014 年播種面積達到最大值7.76 萬hm2,然后逐漸回落至5.28 萬hm2。福建是最早的馬鈴薯種植區之一,但2015 年之后播種面積大幅下降,年產量也從最高的33.5 萬t 下降至20 萬t 以下。海南的馬鈴薯單產水平一直處于全國平均水平之上,但是種植面積過小,產量也微乎其微。
中原二作區包括北京、天津、上海、山東、浙江、河南、安徽、江西、江蘇。盡管該產區囊括地區較多,但是多為經濟發達地區或其他糧食作物生產大省,馬鈴薯產業比例很小,產量和種植面積也缺乏足夠數據統計。僅江西和浙江目前種植規模保持在3 萬hm2以上,2018 年該產區總產量僅占全國的2%。
1.1.2 中國馬鈴薯加工業蓬勃發展
中國馬鈴薯加工業從20 世紀80 年代中期起步,在近10 年發展較快,目前已形成每年200 多萬t 的淀粉加工能力[13]。中國馬鈴薯淀粉加工產業主要分布在東北產區(包括黑龍江、吉林、遼寧)、華北產區(包括內蒙古、山西、河北)、西北產區(包括甘肅、寧夏、青海、新疆、陜西)和西南產區(包括云南、貴州、四川、湖北)。
華北產區和西北產區是最主要的馬鈴薯淀粉產區。根據中國淀粉工業協會數據中心統計顯示,2020 年全國馬鈴薯淀粉產量排名前四的省份為內蒙古、寧夏、甘肅和河北,產量分別為15.39 萬、14.47 萬、12.85 萬和 6.24 萬 t,占全 國總產量的73.99%[14]。馬鈴薯淀粉企業分布也呈現一定集聚性,2020 年中國淀粉工業協會統計的154 家企業的合計產量為66 萬t,其中超過20 家企業位于內蒙古自治區[14]。
中國馬鈴薯主食加工產業也在穩步發展。截至2017 年,中國馬鈴薯主食加工企業已超200 家,年主食加工能力超過100 萬t。根據馬鈴薯主食加工產業聯盟統計,加入聯盟的50 多家企業累計生產馬鈴薯主食產品18.9萬t、銷售額45.4億元。主要產品為馬鈴薯淀粉、薯條、薯片和全粉等[15]。
1.2.1 馬鈴薯主要品種集中于北方和西南省份
根據主糧化馬鈴薯品種信息數據庫信息,從品種角度來看,種植規模0.67萬hm2以上的馬鈴薯有‘克新1 號’‘米拉’‘費烏瑞它’等82 個品種,遍布在24個省份,主要集中于北方各省和西南地區。
從品種角度來看,分布最廣泛的是‘費烏瑞它’,在內蒙古、山西、青海等8 個省(自治區)審定登記,同時也是四川等西南地區的適宜種植品種。其次是‘中薯3號’和‘大西洋’。‘中薯3號’多在福建、廣西等南方地區種植,共在7 個省份登記;‘大西洋’是河北、山西等北方省份高肥水地的適宜種植品種,已在6 個省通過審定。此外,共有10 個種植面積大于0.67 萬hm2的馬鈴薯品種在2 個及以上省份獲得登記。在播種面積上,‘克新1 號’是種植面積最大的馬鈴薯品種,截至2021年總計播種面積84.80萬hm2,在黑龍江和陜西兩省登記;‘米拉’和‘費烏瑞它’分列第二和第三,總播種面積達到了35.40 萬和33.27 萬hm2,在西南和西北等地區均有種植。
從省份角度來看,各省根據自身地理氣候條件、栽培措施等不同選用的馬鈴薯品種差異較大。擁有種植規模大于0.67 萬hm2的品種最多的省份是四川,共登記引育了15 個品種。其他引種育種超過10 個品種以上的省份還有黑龍江、湖北,都登記了12 個品種。共有11 個省份選擇了5個以上大規模種植的種薯品種進行登記,除福建和廣西外,其他都屬于北方一作區和西南混作區。
1.2.2 馬鈴薯主要品種分布與產區相關
隨著中國馬鈴薯產區格局的集中化程度不斷提高,中國種植規模在0.67 萬hm2以上的馬鈴薯品種分布也呈現明顯的集中化趨勢。從品種數量上看,82 個品種中有69 個分布在北方一作區或西南單雙季混作區這兩個中國最大的產區里,北方產區和西南產區都各有38 個種植規模超過0.67萬hm2的馬鈴薯品種,而中原二作區和南方冬作區僅有14 和10 個馬鈴薯品種。此外,種植面積較大品種中‘克新1 號’登記省份屬于北方一作區,‘米拉’和‘費烏瑞它’則在北方一作和西南混作兩個產區。在全國種植面積超過6.67 萬hm2的15 個馬鈴薯品種中,西南產區囊括了其中11個,北方產區的省份共登記有9 個,南方產區和中原產區則分別只有6 和3 個。
在中國種植面積0.67 萬hm2以上的馬鈴薯品種中,根據生育期長短,可將其分類為早熟品種、中早熟品種、中熟品種、中晚熟品種和晚熟品種。其中中晚熟品種產量水平表現最好,共包含18 個品種,各品種平均產量達到了2.37 t/667m2,平均大中薯率84.3%,‘隴薯3號’和‘會-2’兩個品種產量最高可達到3.7和3.1 t/667m2。晚熟品種產量水平稍低于中晚熟品種,17 個品種的平均產量為2.29 t/667m2,平均大中薯率81.5%。早熟品種的數量最多,但產量整體水平居于中晚熟和晚熟品種之后,平均產量為2.07 t/667m2,大中薯率82.2%,其中‘費烏瑞它’和‘魯馬鈴薯1號’的最大產量能達到3.0 t/667m2。中熟品種有15種,平均產量1.9 t/667m2,大中薯率較低,僅有77.4%。中早熟品種產量和大中薯率都是各品種中最低的,但是由于品種數量過少因此不具備代表性。
從不同熟性馬鈴薯品質特征來看,生育期越長的馬鈴薯品種整體品質越好。晚熟品種的平均淀粉含量是18.6%,干物質含量24.3%,均是5 個種類中最高的。中晚熟品種的維生素C 含量最高,品種平均值達到了35.64 mg/100 g,中早熟品種的粗蛋白含量相對來說更豐富,而早熟品種各項指標較為均衡(表1)。馬鈴薯塊莖中的還原糖含量直接影響油炸加工成品的顏色和品質,也與貯藏期長短有關。還原糖含量過高可能會導致油炸制品色澤變黑,味道偏苦,還原糖含量低的品種貯藏期變化幅度小[16]。不同熟性的馬鈴薯品種中,中熟品種還原糖含量最低,為0.183%,生育期更短或者更長的品種還原糖含量都逐漸升高,晚熟品種含量高達0.429%(表1)。

表1 各熟性品種品質特征Table 1 Quality characteristics of various maturiting varieties
中國馬鈴薯主要品種的抗性包括三類,一是針對馬鈴薯X 病毒、馬鈴薯Y 病毒、馬鈴薯卷葉病毒、環腐病、晚疫病等重點植物病害的抗性;二是包括耐旱、耐寒和耐鹽堿的種植環境抗性;三是馬鈴薯成熟塊莖的耐貯藏性。全國播種面積0.67 萬hm2以上的82 個馬鈴薯品種中,共有24 個對3 種及以上植物病害具有抗性,13 個品種較抗旱,5 個品種耐寒,3 個品種對鹽堿環境有一定耐受度。在貯藏性上,各類型無明顯差異,在統計有效的76個品種中有47個較耐貯藏,占總體的61%。
馬鈴薯品種的植物病害抗性有助于其范圍性推廣。種植面積較廣的馬鈴薯品種如‘克新1 號’‘費烏瑞它’‘滇馬鈴薯4 號’等,均對3 種及以上植物病害具有較好抗性。針對馬鈴薯種植中最常見的馬鈴薯晚疫病,42 個主要品種有相關抗性,超過總數的一半。大部分品種都可抵抗至少1 種常見馬鈴薯病害。
馬鈴薯品種的環境抗性與其種植條件相匹配。‘寧薯8 號’‘莊薯3 號’等耐旱品種大部分在甘肅、寧夏等氣候干燥地區種植;‘早大白’‘青薯168 號’等品種適宜于東北、青海的寒冷地區;西北和北方雨量較少的鹽堿地區,也引進了適宜的耐鹽堿品種。
馬鈴薯的主要消費方式包括種用、鮮食、淀粉加工和食品加工[13],根據各種方式對馬鈴薯加工品質的不同要求,可將中國種植面積0.67萬hm2以上的馬鈴薯品種分為以下幾種類型。
2.4.1 種用型馬鈴薯
種用型馬鈴薯的品質特性要求主要集中在植物病害防控和檢疫性有害生物的規范上,要求馬鈴薯塊莖純度高、無病毒[17]。中國目前較常見的種用型馬鈴薯品種包括耐貯藏、抗病能力較強的‘克新 1 號’‘費烏瑞它’‘大西洋’‘脫毒 175’等各類馬鈴薯品種,北方一作區的東北部省份是中國最大的種薯培育基地。
2.4.2 鮮食型馬鈴薯
鮮食型馬鈴薯除了要求塊莖外觀整齊、表面光滑、大小適中外,對營養物質方面要求蛋白質和淀粉含量比例適中,塊莖中還原糖含量是影響烹飪風味中甜度的主要因素,含量應控制在0.4%以下[17]。中國種植面積較大的品種中,適合作為鮮食型馬鈴薯的有‘克新1 號’‘費烏瑞它’‘中薯3號’‘東農303’‘冀張薯8 號’等多個品種,在北方一作區、中原二作區、西南混作區、南方冬作區都有種植。
2.4.3 淀粉加工型馬鈴薯
淀粉含量是衡量淀粉加工型馬鈴薯品種最重要的指標。用于淀粉加工用的馬鈴薯品種淀粉含量分為高中低三等,高淀粉含量的品種可以達到19.10%~25.83%、中等含量為16.57%~19.10%、低含量為12.80%~16.57%[17]。適合作為淀粉加工型的馬鈴薯品種主要有‘克新12 號’‘隴薯8 號’等,主要分布在北方一作區中馬鈴薯加工產業較發達地區。
2.4.4 薯條及薯片加工型
各類型食品加工型馬鈴薯對品質標準包含外觀和營養物質兩方面。外觀上主要對薯形、芽眼、薯肉顏色、薯皮等外觀性狀有嚴格要求[18],馬鈴薯塊莖的營養物質中主要關注干物質、淀粉和還原糖含量,糖苷生物堿含量、多酚氧化酶活性也有相應要求。在馬鈴薯油炸加工過程中干物質含量高可降低薯片薯條含油量、縮短油炸時間,而且可降低脫水制品的脫水時間,減少能耗的同時也能提高成品質量。此外還原糖含量的高低對食品加工影響程度較大,一般適用于油炸加工的馬鈴薯品種還原糖含量要求低于0.4%[19]。適合炸條或炸片加工的馬鈴薯品種有‘夏坡蒂’‘大西洋’等。
2.4.5 全粉加工型
全粉加工型馬鈴薯除了對芽眼、薯形、薯肉顏色的外觀要求外,在加工品質上的要求包括干物質、還原糖含量,以及氨基酸、類胡蘿卜素等營養成分[17]。目前中國常用于全粉加工型的馬鈴薯品種有‘隴薯3 號’‘大西洋’等。
2.5.1 馬鈴薯主要品種分布與產量有關
不同熟性的馬鈴薯品種中,平均產量最高的中晚熟馬鈴薯播種面積最廣,占所有品種面積的31.1%;早熟品種和晚熟品種產量水平接近,播種面積也相差不大,分別占總體的20.3%和19.2%;中熟品種產量水平很低,盡管播種面積占總面積的26.7%,但是其中近2/3 的面積種植‘克新1 號’,其他中熟品種播種量很少,僅占總面積的8.4%,因此實際上中熟品種由于產量劣勢種植面積較小。
2.5.2 馬鈴薯品質特征符合產區需求
北方一季作區可分為包括年降雨量500 mm左右的黑龍江省、吉林省北部和內蒙古自治區東部,是重要的種薯繁殖基地,種植品種較為廣泛;內蒙古自治區中部、河北北部等地區,是中國主要的種薯生產區和薯條、薯片加工原料生產基地,該地區降雨量少,一般為200~300 mm,晚疫病發生少而輕,但經常受到干旱威脅,常種植抗旱品種,同時對適合食品加工的干物質含量高的馬鈴薯品種有較大需求量。
中原二季作區可種植春、秋兩季馬鈴薯,春季馬鈴薯正處于高溫季節,蚜蟲發生頻繁,種薯感染病毒,退化速度快,當地自留種數量很少,多從高緯度、高海拔地區調種,以早熟、中早熟鮮食或出口品種為主[20],其他部分馬鈴薯主要供應國內春夏季蔬菜市場。
西南單雙季混作區雨量充足,晚疫病、青枯病等真、細菌病害發生嚴重。該地區馬鈴薯大多作為本地糧食、蔬菜消費和淀粉加工,生產的種薯多供應當地,少量調運兩廣和越南等地,以抗馬鈴薯晚疫病、抗青枯病的高產品種為主。
南方馬鈴薯冬作區的馬鈴薯以早熟或中早熟品種為主,由于冬季的短日照條件,馬鈴薯植株較矮、匍匐莖較短,結薯早,因此,也適于一些高產的中晚熟品種生產,并有較高的產量。
現階段全球經濟秩序不穩定性增加,世界農產品貿易市場受到前所未有的挑戰,中國作為一個人口大國,必須重視糧食安全這一涉及民生和戰略全局的重大問題,要將飯碗牢牢端在自己手中。保障中國糧食安全的基本方針是實施“以我為主、立足國內、確保產能、適度進口、科技支撐”的國家糧食安全戰略,要解決好糧食問題,就要從最根本的國內農業生產抓起。相比于水稻和小麥,馬鈴薯種植對土地的適應能力和生產周期短是其最大的優勢所在,在北方一些高原、山地地區,馬鈴薯是為數不多的適宜作物,在南方水稻產區中,馬鈴薯可利用冬閑田快速收獲。另外在馬鈴薯主糧化戰略、鄉村振興戰略、精準扶貧戰略大力推進下,預計馬鈴薯種植面積將繼續穩中有增態勢,云南、貴州等西部地區增長預期仍較為明顯,馬鈴薯產業應通過良種繁育持續優化品種結構,加強企業規模化的高淀粉馬鈴薯原料基地建設,為馬鈴薯淀粉生產提供原料保障,進一步擴大馬鈴薯淀粉的產量。
中國脫貧攻堅戰現已進入收官階段,扶貧工作重點轉向解決相對貧困,扶貧工作方式由集中作戰轉向常態推進,高質量鞏固脫貧成果。在此背景下,產業扶貧作為一種內生發展機制,既在脫貧過程中起到了積極作用,更將在貧困地區未來發展中占據更重要的地位。回顧整個脫貧攻堅戰過程,馬鈴薯憑借種植適應范圍廣、生產效率高、生產周期短,一直是促進產業扶貧的重要支柱:全國592 個國貧縣中,適合并發展馬鈴薯產業的就有549 個;馬鈴薯淀粉“雙反”案中,近6 000 萬薯農增產增收和依靠發展薯產業脫貧。目前,在國家馬鈴薯主食化及精準扶貧政策帶動下,馬鈴薯產業更激發出科技創新活力,利用馬鈴薯產業化發展為老、少、邊、窮地區經濟發展繼續提供動力,將為新一階段的產業扶貧提質增效。
目前中國馬鈴薯品種資源不足,加之不同地區氣候、土壤等環境因素差異顯著,無法滿足種植需求。常年來本土馬鈴薯品種依靠近親品種雜交培育,導致長期種植過程中抗病、耐病能力退化,影響馬鈴薯產量和質量。外來引進的馬鈴薯品種又無法快速適應國內種植條件,需要多代篩選鑒定,且水肥條件要求高、品種抗性不足。此外,當前選育品種類型單一,加工品種稀缺,制約了馬鈴薯產業的多元化發展。未來馬鈴薯種業應該不斷創新育種和良種繁育方式,鼓勵以龍頭企業、合作社等產業化經營組織建立馬鈴薯種薯繁育基地,實現種薯基地化、體系化生產[21]。結合市場需求,發展針對性強、類型豐富的品種研發,結合不同地域特征、流行性植物病害等條件,開展對應適宜品種研發工作,加快品種創新。通過育種、種植、貯運、加工等不同領域的合作,將優質馬鈴薯品種盡快推向市場,創造價值[21],引導馬鈴薯產業的長效發展。
加大薯類食品營養價值、保健功能、飲食文化的宣傳推廣力度,讓廣大城市人群普遍認識接受。重點發展薯泥為原料的主食、方便食品、饅頭、掛面、面包、復合薯片、薯條、薯泥、糕點、飲料等[22],研發適合國人消費的半成品,改變目前消費群體主要在西北、西南不發達地區以及民工群體的局面。著重關注中式菜肴鮮薯半成品工業化加工、鮮薯快餐食品工業化加工、速凍制品的工業化加工、地域特色食品工業化加工,發揮工業化程度較高的淀粉加工產能,推進加工與種植基地一體化,保障原料供應[22]。利用培養營養引導型消費觀念,開發多元的馬鈴薯食用方法,助力馬鈴薯主食產業化發展。