甘薯在粮食供给结构优化中的作用分析

摘要：中国是甘薯种植、生产大国，随着社会经济的发展，甘薯产业具有巨大的生产潜力和发展空间，在农业供给侧结构性改革中能发挥重要作用。有针对性地解决目前甘薯产业发展中存在的基础性研究投入不足、良种繁育体系不健全、机械化程度不高等问题，能进一步提升甘薯产业的发展空间，发挥甘薯产业产品类型多、转化增殖能力强、带动作用大的优势，增强中国农业持续、稳定的供给能力。

关键词：甘薯；粮食供给；结构；优化

中图分类号：S531 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）16-3166-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.16.042

The Analysis of the Function of Sweet Potato in Optimizing Food Supply Structure

YANG Yuan-yuan1，SU Wen-jin1，LEI Jian1，WANG Lian-jun1，CHAI Sha-sha1，SHEN Xing-guo2，YANG Xin-sun1

（1.Food Crops Institute， Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement/Hubei Sweet Potato Engineering Research Center，Wuhan 430064，China；2.Songzi Agricultural Bureau，Songzi 434200，Hubei，China）

Abstract： China is one of the major countries for sweet potato planting and production. The development of social economy provides huge potentical and development space for sweet potato industry，which can play a key role in putting forward agricultural supply side structural reform. Targeting the problems like insufficient fundamental research investment，non-standard certified seed production system，insufficient post-harvest research，can further improve the development space for sweet potato industry，increase the advantage of sweet potato like more types of sweet potato products，making more profit and easily taking the lead role among the residents，all of these can make our national agricultural supply system more stable and sustainable.

Key words： sweet potato； food supply； structure； optimize

甘薯是世界主要粮食作物之一，也是重要的工业原料作物和饲料作物，主要分布在亚洲、美洲和非洲[1]。根据联合国粮农组织（FAO）统计，在二次世界大战之后甘薯生产发展到高峰，全球种植面积1 733万hm2，为解决战后食物短缺发挥了重要作用[2]。之后随着粮食生产的快速发展，机械化程度提高和劳动力成本上升，甘薯种植面积下降，1994年种植面积约938万hm2，总产约12 433万t，排列在作物的第七位；随后随着需求的增加略有回升，2011年世界上共有114个国家栽培甘薯[2]。甘薯国际市场需求一直在增加，发达国家人们对甘薯的保健作用倍加重视，但目前日本、美国和韩国甘薯种植面积只有20世纪60年代的5%[3]，甘薯及其制品主要依靠进口，价格高于国内数倍，这也是中国甘薯产品参与国际竞争的主要优势所在。

中国发展甘薯产业具有重要的战略意义，是符合中国国情的重大战略选择，不仅能够改善农业的弱质性，规避风险，确保粮食安全，而且能够引导中国农业产业结构调整，加快农业产业化进程，还有利于加强工农产业之间的联系，有利于增加农民收入。中国的甘薯产业在经历了起步阶段、停滞阶段以及迅速壮大阶段后，已形成了一定产业规模和产业基础，但在激烈的市场竞争环境中，中国甘薯产业的市场竞争力还没有完全发挥出来，对甘薯种植业的引导和带动作用、对产地经济的关联效应和辐射能力均未能充分体现出来，直观表现为甘薯专用品种不足，现有品种优势没有充分发挥；病虫害尤其是病毒病成为制约产业效益提高的重要障碍；机械化程度低及类型不够丰富，劳动强度偏高等。

1 甘薯在现代农业中的作用和地位分析

1.1 甘薯是世界粮食安全的底线作物

甘薯是保持天然杂交优势的作物，高产、稳产、抗早、耐瘠等特点决定了甘薯在世界粮食生产中的地位。甘薯独具的超高產能力、广泛的适应性和易恢复生长等特点，适宜边际土地种植，具有较强的生产贮备能力和特有的救灾功能。即使在易旱、瘠薄的土壤条件下，也能取得较高产量，世界甘薯鲜薯产量高产纪录达到175.5 t/hm2。甘薯被誉为世界第七大重要作物，在发展中国家，被誉为第三位最具有价值的产品和第五位热量的主要来源物质[4]。联合国粮农组织认为，甘薯投入少、产出多，单位面积生产可食用的干物质居各种作物之首。

国家甘薯产业技术体系全国布点的试验表明，甘薯薯干产量全面超15 t/hm2，可以在贫瘠土地上轻松实现超吨粮。2014年在全国测产的34点次（0.67 hm2以上）中，有31点次单产薯干超过15 t/hm2， 3点次超过22.5 t/hm2。2015年在全国测产的27点次（1.33 hm2以上）中有24点次单产薯干超过15 t/hm2，3点次超过22.5 t/hm2。2012年在湖北省郧县实地取6个点测产，取样段实产鲜薯最高为96.30 t/hm2，最低为52.53 t/hm2，经专家议定折合平均鲜薯66.82 t/hm2，据农业部定点测试中心（武汉）检测，鄂薯6号鲜薯干物率为37.8%，折合薯干单产25.26 t/hm2。2014年徐薯22、鄂薯6号在湖北省当阳市丘陵岗地大面积与幼树林间套种植，薯干单产超过19.50 t/hm2。

甘薯是较好的救灾作物。甘薯为无形繁殖作物，块根和茎叶均可作为繁殖器官，而块根又无明显的成熟期，只要条件适宜就可持续生长。因此，甘薯的栽种期和收获期没有其他作物那样严格，能够充分利用生长季节和土地。在因旱、涝灾害其他作物不能播种时，改种甘薯仍可获得一定收成。

甘薯独具的高产特性和广泛的适应性曾为解决中国人口激增带来的温饱问题做出了重要贡献。许多国民曾有“一年甘薯半年粮”的记忆，更有“甘薯救活了一代人”的说法。

1.2 甘薯是最佳的营养保健作物

甘薯的块根和茎叶营养非常丰富，特别是其独特的保健作用，正引起国内外农业和医学界的重视。甘薯营养丰富，除含有大量淀粉外，甘薯还含有重要保健、抗癌和防治疾病功能的黏液蛋白、脱氢表雄酮、雌激素等物质及多种维生素、胡萝卜素、矿物质、膳食纤维、可溶性糖、蛋白质、脂肪等[5]。世界卫生组织（WHO）、美国公共利益科学中心（CSPI）等对数十种常见蔬菜的研究结果表明，甘薯含有丰富的食用纤维、糖、维生素和矿物质等人体必需的重要营养成分，尊其为最佳食品[5]。同时甘薯具有抗癌、提高人体免疫力、抗衰老以及延长寿命等保健功能[6]。日本学者发现甘薯含有丰富的黏液蛋白，即一种多糖蛋白的混合物[7]；美国生物化学家阿·塞维兹教授从甘薯中分离出一种叫“去氢表雄酮”的活性物质；法国科学家阿瑟·施瓦茨发现甘薯中含有拟名为“脱氢表雄甾酮”的物质；近年来，墨西哥大学还发现甘薯内含有类似雄性激素的物质[8]。

赵秀玲[9]认为，甘薯中所含的β-胡萝卜素、维生素C、膳食纤维、叶酸、脱氢表雄酮（DHEA）等均具有一定抗癌作用。Michioka[10]和Shiyou[11]采用有机溶剂从甘薯茎叶中提取出糖酯类、脂肪醛族类化合物，发现它们具有抑制癌细胞、降低血中胆固醇的作用。Yoshimoto等[12]还发现甘薯中的色素提取物（花青素、甲基花青素等）对于杂环胺类的致突变物质具有很好的抑制作用。Choong等[13]研究发现甘薯的抗氧化活性与多酚类化合物含量密切相关。黏液蛋白对人体有特殊的保护作用，能保持消化道、呼吸道、关节腔、膜腔的润滑和血管的弹性，由于这种物质可防止脂类物质在动脉管壁上沉积而引起的动脉硬化，因可保护肝、肾等器官结缔组织不致萎缩，减缓人体器官的老化，提高机体免疫力[14]。Ishida等[15]通过实验证实甘薯叶中的水溶性膳食纤维可以降低小白鼠肝部的胆固醇含量和血清中的血脂；国内学者发现甘薯糖蛋白也具有显著降低血清胆固醇的效应[16]，主要表现在升高HDL-c（高密度脂蛋白胆固醇）和降低LDL-c（低密度脂蛋白胆固醇）。Yoshiko等[17]研究发现，白皮甘薯具有降血糖作用和免疫增强活性。刘主等[18]也通过动物实验证明甘薯糖蛋白具有明显的免疫增强功能和降血糖作用。

发达国家把甘薯视为营养丰富、齐全、养分平衡而完全的保健食品。随着中国产业结构的调整和加工业的发展，甘薯正以其特有的经济价值而日益受到人们的关注和重视。

1.3 甘薯可加工性强，符合“藏粮于地，藏粮于技”的政策需求

据江苏徐州甘薯研究中心（1994年）对790份甘薯资源的分析以干物质计，粗淀粉含量37.6%～77.8%。亚洲蔬菜研究和发展中心（1992年）对1 600份甘薯资源进行分析，甘薯干物率为12.74%～41.2%，淀粉含量（占干基）为44.59%～78.02%。另有学者对5个南太平洋国家的164个甘薯品种进行分析，鲜薯淀粉含量5.3%～28.4%，平均20.1%[2，3]。甘薯淀粉与谷类（小麦、玉米）淀粉相比，甘薯淀粉具有黏性高、弹性好、成膜性强、聚合度高、口味特别温和、基本无刺激的特性[4]。甘薯淀粉以其独有的特性广泛应用于食品、医药、轻工、化工、能源、纺织等十多个行业。甘薯能加工成多种副食品，如粉条、粉丝等。食品加工中利用甘薯淀粉可直接加工成粉条（丝）、方便粉丝、粉皮、凉粉等食品，其韧性口感均优于谷类淀粉食品。淀粉在其他食品加工中的应用对其品质改善具有明显的作用。甘薯是重要的轻工业原料，例如甘薯是制造工业基础原料乙醇和淀粉的主要原料，100 kg鲜薯可生产淀粉15～20 kg或乙醇6～7 kg。利用甘薯还可生产葡萄糖、柠檬酸、人造丝、味精、饴糖、塑料等。甘薯淀粉的精深加工产品，如变性淀粉、柠檬酸、乙酸、味精等在更广阔的领域和行业发挥着重要的作用。

甘薯全粉可以做面包、馒头、膨化食品、汤料、冲服剂等制品的原料和辅料，在方便食品、冷冻食品、调理食品的加工制造中有广泛地应用价值。甘薯全粉不仅可以制成即食食品，也可以作为其他食品的添加成分，以改善食品的营养价值。除甘薯全粉外，天然色素的提取也是近年来的研究热点。虽然合成色素的优点不少，但不可忽略其毒性，特別是致癌性。所以天然色素取代合成色素是一种必然趋势。紫甘薯中的花青素即是一种很好的天然色素。不仅无毒无味，还具有较好的热稳定性及保健功能，具有较广的应用领域，在食品、药品和化妆品中均可应用。有学者研究出一种简单、有效、廉价的提取方法，即采用柠檬酸作为提取剂，用AB-8大孔树脂过柱吸附纯化的方法从紫甘薯中提取到纯度较高的花青素。花青素的提取可增加甘薯加工的附加值，具有很大的开发潜力。

甘薯是发展畜牧业的好饲料。甘薯茎叶含蛋白质1.62%，脂肪0.46%，碳水化合物7.33%，灰分1.65%，纤维2.04%，其营养价值与一般豆科牧草相当，是良好的鲜饲料和青贮饲料。甘薯块根加工后的粉渣等也有很高的饲用价值。因此，种植甘薯对促进畜牧业发展有很大的作用。

2 现阶段甘薯产业发展中存在的主要问题

2.1 优质专用型甘薯新品种缺乏

品种是重要的农业生产资料，作物的产量和其他经济性状都是品种和栽培环境共同作用的结果，在诸多因素中占有主要地位，其作用不可忽视。甘薯育种是中国甘薯科研最重要的领域，国家自20世纪80年代以来组织全国甘薯育种攻关，通过三个五年计划的努力，育成50多个新品种，创造了巨大的社会经济效益。但由于亲本材料和育种方法研究的滞后，导致甘薯遗传改良进度缓慢。为改变这种状况，国家1996年开始将攻关重点转移到育种材料的筛选和育种方法研究上，目前已在利用生物技术创造亲本材料、抗逆性鉴定方法、优异亲本材料筛选等方面都取得了一定的进展。但随国家政策的调整，特别是主要和非主要农作物划分之后，甘薯育种超过20年没有获得国家层面的经费支持，甘薯育种处于无序状态。目前根据产业发展需要，急需高产、抗病、高淀粉型甘薯品种和外观好、品质优、耐贮性强的鲜食型甘薯品种以及结薯集中、适合机械化作业的甘薯品种。

2.2 健康种薯种苗生产体系不健全

甘薯块根、茎蔓等营养器官的再生能力较强，并能保持良种性状，故在生产上采用块根、茎蔓、薯尖等无性繁殖。甘薯无性繁殖的特点在扩大了繁殖系数，降低了繁殖成本的同时，也给良繁的无序化埋下了伏笔，门槛过低，从业人员参差不齐，投入不足，导致甘薯种薯种苗良繁的先天不足。而另一方面，由于种薯的来源不规范，繁殖过程粗放，带菌带虫种薯种苗泛滥。如近几年快速蔓延的甘薯综合性病毒病SPVD、甘薯虫害小象甲等，已严重影响甘薯的产量和品质，并且危害越来越大，严重阻碍了甘薯产业的发展，受到人们普遍的关注。脱毒种薯、种苗繁育体系的建立是解决这一问题的关键。但根据现在的技术，脱除这种病毒比较困难，不是一般企业所能做到的。

2.3 适合不同产区的机械设备不足

随着工业化、城镇化进程加快，农村青壮年劳动力向第二、第三产业转移，一些地方农业兼业化、农村空心化、农民老龄化日益明显。中国农业劳动力在结构上呈现供给不足的矛盾。2011年中国农民工总量2.53亿人，比2010年增长4.4%，其中，外出农民工1.59亿人，而随着国家城镇化建设的加快，现阶段农村建设缺乏劳动力是当前必须面对的社会现象。针对甘薯生产用工用时多、劳动强度大的特点，同时农业劳动力数量减少且素质下降的情况，需要依靠农业机械来实现更高水平的精耕细作，提高土地的单位面积产量。发展甘薯机械化具有省工、省时、高效和经济的特点，为农业稳定发展、农民持续增收提供了重要的支撑作用。

甘薯块大、水多、皮薄，收获、储藏、育苗、栽插等生产用工用时多，劳动强度大，这些都增加了甘薯种植成本，所以采用适合不同产区、不同土壤的种、收机具以及与品种和区域相适宜的配套农艺技术，对甘薯产业发展意义重大。

3 充分发挥甘薯优化粮食供给结构的措施

3.1 加大源头创新力度，确保产业发展的技术支撑

按照“加强基础研究、突破前沿技术、创制重大品种、引领现代种业”的总体思路，重点研究优异种质资源鉴定与利用、甘薯基因组学研究、育种技术与材料创新、重大品种选育。围绕甘薯科技创新链条系统设计并细化为甘薯优异种质資源精准鉴定与创新利用、甘薯栽培种六倍体物种的建成及系统演化规律、甘薯基因组研究与重要性状形成的分子基础、甘薯分子设计育种、甘薯低倍性育种和染色体细胞工程及甘薯产量和品质形成的环境效应与高效生态栽培技术研究。

应在开展甘薯种质资源引进、评价的基础上，整合生物技术与传统育种技术，创新甘薯育种资源材料，拓宽甘薯遗传基础。针对甘薯开花困难、自交不结实，品种间杂交结实率极低的问题，综合采用嫁接与短日照处理诱导甘薯开花，利用植物生长调节剂克服甘薯品种间的杂交不亲和性，提高甘薯杂交结实率。结合分子标记辅助育种，筛选专用型甘薯新品系。同时，通过适应于甘薯种植机械化的农机具型号选择、结合种植深度和相应起垄高度的调整，种植密度和种植模式等参数的摸索，探索出了一套适合于不同区域和气候特点的甘薯轻简化种植技术，实现种植品种的多元化，栽培的轻简化，在提高甘薯产量和品质的同时，实现节本增效。

3.2 构建创新联盟，围绕企业发展的问题针对性地开展技术攻关，修缮、优化产业链

以加工企业为龙头，加工企业大型化，实现甘薯产业一体化经营；在延长、优化产业链的同时，寻觅不同区域产业发展短板，针对性的开展技术攻关，修缮产业链。如在交通不便的丘陵岗地，以优质甘薯高淀粉品种为基础，建立无公害食品及绿色食品优质甘薯原料生产基地；以科技创新为先行，采用先进生产工艺、技术和装备，提高产品科技含量；加强精深加工、无废料淀粉生产工艺、技术设备及综合利用研究，提高甘薯加工附加值；以节能、减排和综合利用为目标，搞好排污治理，确保企业可持续发展；严格监控产品质量，以诚信求发展，加强市场信息的网络建设，开拓产品的销售市场；建立及健全行业标准与技术规范等。在交通便利、土壤质地好的沙壤地，以鲜食产业为主，围绕优质、耐贮藏、商品率高、节约成本、高效率做足文章；重点解决贮藏、快销技术，周年供给技术，机械化栽收技术等。

3.3 强化原料基地建设，保障企业原料供给，促进企业持续发展

原料充分供给是决定农产品加工企业生存的根本。甘薯不同于其他作物，企业很难从自有原料基地外收购到合适的原料。一旦企业专用原料基地发生大幅减产，企业就有生存之忧；同时，原料的成本往往是产品成本的主体。通过提高种植产量，可以适度降低原料价格。原料的规模化、优质化、连续性问题是决定产业效益的关键性问题，围绕产业链的延伸，选择专用型品种，建立稳定的原料基地，实现原料供给的优质化、规模化、持续性，为产业发展提供保障。以龙头企业为主体，构建种植协会，通过协会网络种植大户，施行层层订单收购。构建“企业+协会+大户”的原料种植体系，实施种薯、肥料、农药、种植技术标准等“五统一”。实现原料生产的“规模化、标准化、机械化”，为产业发展奠定良好的基础。

3.4 利用现代物流技术，结合乡村旅游，开展第一、第二、第三产业融合，培育强化产业主体，拓展产品销售途径

结合现代农业结构调整、延伸农业产业链条、拓展产业多种功能、大力发展新型业态、引导甘薯产业集聚发展，多途径开展甘薯产业融合。结合原料基地建设，强化农民合作社和家庭农场基础作用，支持龙头企业发挥引领示范作用、发挥供销合作社综合服务优势、积极发展甘薯行业协会和产业联盟、鼓励社会资本投入，培育甘薯产业融合主体。积极发展电商农业、鼓励发展股份合作、强化工商企业社会责任、建立健全风险防范机制，建立农村第一、第二、第三产业融合发展利益联结机制；搭建公共服务平台、强化金融惠农服务、加强人才和科技支撑、改善农业农村基础设施条件、加快贫困地区农村产业融合发展，完善农村产业融合服务体系；落实政府责任、强化部门协作、加大财税支持力度、开展试点示范，健全农村产业融合推进机制。

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