淺談科學技術在中國香蕉產業中的作用

金釗 劉菊華

摘 要 針對香蕉產業存在的主要問題，綜述了新品種培育、健康種苗、水肥一體化及采后貯藏保鮮等科學技術在中國香蕉產業中的作用，并提出了展望。

關鍵詞 香蕉產業 ；科學技術 ；作用

中圖分類號 S668.1 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.09.020

Abstract According to the main problems arising from banana industry in China， the role of science and technology， such as breeding of new varieties， disease-free seedlings， integrated management of water and fertilizer， and postharvest handling and storage， in the banana industry in China were reviewed， and the prospects for future development of banana industry was put forward.

Keywords banana industry ； science and technology ； role

香蕉和大蕉是熱帶、亞熱帶發展中國家的重要經濟作物，也是世界鮮果貿易量及消費量最大的水果，目前全世界有130多個國家種植香蕉，為發展中國家繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物[1]。2016年世界香蕉收獲面積為592萬hm2，產量1.27億t，貿易額584億美元。全球所消費的香蕉18% 源自進口，2016年全球香蕉進口量達2 190萬t，進口額達141億美元（FAO，2016）。香蕉也是中國熱區的主要果樹之一，廣西、云南、廣東、海南、福建及臺灣地區是中國香蕉的主產區。2016年中國香蕉收獲面積為43萬hm2（不含臺灣），產量1 332萬t，貿易額為6.1億美元，位居世界第二（FAO， 2016）。如今香蕉產業已經成為中國南亞熱帶地區農業支柱性產業，在熱區經濟和農村社會發展中發揮著重要作用。

1 中國香蕉產業現狀及存在的主要問題

廣東是中國香蕉傳統產區，主要分布在珠三角、粵東、粵西和粵北地區，以巴西蕉、廣粉1號、農科1號等品種為主。2014 年香蕉種植面積 12.78萬hm2、占全國香蕉種植總面積的32.8%，產量426.3萬t[2]，占全國總產量的 36.1%，種植面積和產量均居全國首位。但廣東香蕉種植基地化、集約化趨勢不如海南、廣西和云南。另外，香蕉枯萎病已成為廣東香蕉產區一種常見的毀滅性土傳病害，致使珠三角和粵東產區受害嚴重，大面積減產至無法種植，造成毀滅性災害。 海南地處熱帶地區，具有香蕉生產的最適宜氣候條件，自20世紀末以來成為中國香蕉產業發展最快的產區，也是中國香蕉集約化栽培程度較高的產區。在2011年種植面積和產量達到最高峰（6.52萬hm2，189.2萬t，產值42.38億元。統計數據源自海南統計年鑒1996～2012年）。由于長期集約化單一種植巴西蕉，導致枯萎病迅速蔓延，加之臺風危害，至2014年僅有3.73萬hm2，總產量84.47萬t，海南香蕉產業受到重創。廣西和云南是目前中國香蕉生產僅次于廣東的2個種植區，2014年面積分別為10.67萬和11.33萬hm2，產量分別達到380萬和390萬t，近年來云南高原山地蕉產業發展迅速，種植面積還在快速擴張。但目前栽培過程中制約生產發展的情況也已出現，如枯萎病開始蔓延，冬季低溫寒害帶來種植風險等[3]。福建漳州是中國香蕉傳統產區，天寶高蕉品質優、產量高、經濟效益好，是福建省最主要的香蕉栽培品種，栽培面積約占全省香蕉面積的80%。福建產區易受到以臺風和寒害為主的自然災害的危害，而且栽培品種過于單一，表現出對日益嚴重的香蕉枯萎病抵抗能力較差[4]。香蕉作為中國熱區種植業的支柱產業，各產區都存在一些亟需解決的共性關鍵技術問題。

1.1 種植地不適宜的氣候條件帶來的自然災害風險

中國香蕉產區除海南省外，大部分處于亞熱帶地區，不能滿足香蕉生產過程中對高溫高濕的要求，特別是冬季的低溫條件，往往使香蕉遭受凍害。同時沿海種植區如海南、廣東、廣西、福建等產區，在夏季遭受臺風影響，造成產量的巨大損失。

1.2 種植品種結構單一，不能滿足市場多樣化消費需求

中國香蕉生產發展較快，但主栽品種單一，目前香牙蕉種植面積占總種植面積的90%，其中在廣西、云南產區以香牙蕉中的桂蕉6號（威廉斯B6）為主，占41%；海南和廣東以香牙蕉中的巴西蕉為主。由于品種單一，使得栽培香蕉集中成熟供應市場，市場供大于求，導致價格大跌。同時單一的品種使得市場供應出現同質化，不能滿足消費者對果實多樣化的需求，也造成市場銷量難于提升，價格較低。

1.3 品種更新緩慢，缺少優良抗病品種

主栽香蕉由于其三倍體的特殊性，不能通過傳統的雜交育種手段培育新品種，導致生產上長期種植威廉斯、巴西蕉等幾個主栽品種，致使栽培品種的種性退化，病蟲危害嚴重，特別是香蕉枯萎病的快速蔓延，已嚴重威脅中國香蕉產業的健康可持續發展。

1.4 新型集成栽培技術研發落后，不能滿足產業快速發展的需求

伴隨著香蕉產業的快速發展，與其相適應的樹體管理、施肥灌水、采收保鮮等現代化的配套技術研發相對落后，不能形成統一技術規范，現有的一些管理技術也難于在各產區得到廣泛應用，致使種植水平良莠不齊，果實品質難于保證。

2 科學技術在中國香蕉產業中的作用

針對上述香蕉產業中存在的問題，相關科研人員經過長期不懈的努力，在新品種培育、健康種苗生產、土肥水一體化管理和采后成熟保鮮等方面取得了顯著成績，研究成果促進了中國香蕉產業的快速發展，也為該產業可持續發展提供了技術儲備。

2.1 積極開展新品種選育，促進中國香蕉品種更新換代

中國是香蕉原產國之一，也是世界上栽培香蕉歷史最悠久的國家之一，有2 000年以上的栽培歷史。中國香蕉產業的2次快速發展均與品種有關，一是20世紀50～60年代自然種植傳統地方品種轉變到選引推廣國內優良品種建園栽培的第一次飛躍，實現了中國傳統香蕉良種在國內香蕉種植區的廣泛應用。主要代表種有東莞高（中）把、高州高（中）把、臺灣高（中）把、越南河口蕉、海南牛角蕉及福建天寶蕉等。其次是20世紀89～90年代中國農業科學院、中科院華南植物研究所、廣東省湛江農業生物技術研究中心等科研單位先后引進了高產、優質、耐貯藏的威廉斯、巴西蕉、皇帝蕉等品種，并應用植物組培技術大規模繁育推廣，中國香蕉生產真正實現了良種化、規模化種植，香蕉產業發生了第二次飛躍。主要代表品種有威廉斯、巴西蕉、天寶蕉等，在近30年的生產中威廉斯、巴西蕉已成為中國香蕉的主栽品種。

隨著中國香蕉產業快速發展，伴隨而生的香蕉枯萎病也快速蔓延，導致中國廣東、海南、福建等種植面積大幅減少，香蕉種植的后起之秀廣西和云南也受到極大威脅。因此，抗病品種的培育成為當務之急。目前臺灣通過組培誘變篩選出抗枯萎病的寶島蕉（新北蕉），農科1號，粵科1號；深圳市百綠生物科技公司以抗枯萎病的大蕉為供體，以巴西蕉為受體進行雜交，利用植物染色體雜交技術培育出抗枯萎病的新品種[5]，胡玉林等[6]利用化學誘變選育出可抗枯萎病的香蕉新品種“8818-1”，華南農業大學的許林兵教授選育的南天黃等為中國抗病品種的應用提供了儲備。

2.2 提升種苗質量，打造健康種苗的良種化種植

傳統的香蕉生產通常采用吸芽苗作為大田種植種苗，由于其繁殖系數低、長勢不一致、易攜帶病菌等，難于滿足香蕉大面積種植對種苗的需要。20世紀80年代，中國開展香蕉種苗的組織培養研究并取得成功，組培工廠的蓬勃興起，組培苗以其速生、高產、優質、不帶病毒、管理方便，以及商品率高等優點，而倍受廣大蕉農及種植者的青睞。香蕉組培苗在中國香蕉產業中的廣泛應用，極大推動了中國香蕉產業的快速發展，大大縮短了優良品種的繁育及推廣，使香蕉大規模生產成為現實，也是實現大面積商品化香蕉高產穩產高效益最關鍵的措施之一[7-9]。

在產業不斷發展過程中，針對香蕉組培苗培育過程中出現的易突變、繼代數過高、幼苗期生長弱且已感染病蟲害等進行了深入的研究。王必尊等[10]選用椰糠、玄武巖磚紅壤土（簡稱泥土）、有機肥、河沙為基質，研究了16種不同配比基質對香蕉組培苗生長的影響。鄭洪立等[11]研究了溫度和光照對香蕉組培苗增殖和生根的影響。鄺瑞彬等[12]通過香蕉外植體的選取和芽誘導處理方法、芽的分化及培養、叢生芽壯芽處理、生根培養、組培苗栽培獲得健康幼苗的技術過程進行優化改良。綜上所述，針對香蕉健康種苗開展的研究結果為提高香蕉組培快繁效率及培育健康優良種苗提供了實用指南，促進了中國香蕉產業的可持續發展。

2.3 開展肥水一體化研究，改良香蕉栽培技術，提高蕉園管理水平

香蕉植株高大、產量高，對肥水的需求常常數倍于一般作物，因此施肥、灌水成為香蕉生產中最為重要的管理內容，也是影響香蕉種植成本的關鍵因素之一[13-14]。傳統施肥管理上多憑經驗施肥，施肥用量及氮磷鉀比例的隨意性較大，肥料資源浪費嚴重，肥料利用效率低，并且造成土壤水源污染。而大水漫灌不僅造成水資源的浪費，也降低肥料的利用率且造成土壤污染。隨著中國香蕉生產不斷實現規模化、集約化栽培，針對香蕉科學水肥管理的研究不斷深入。藏小平等[15]研究不同滴灌施肥方式對香蕉生長和產量的影響；張超一等[16]研究了銨態氮和硝態氮對香蕉幼苗生長的影響，總結了最適于香蕉苗吸收N素的施肥比例；張愛華等[17]認為，配方施肥與常規施肥相比，配方施肥可增加N、P、K、Ca、Mg、Mn、Fe等元素的吸收，有效促進植株生長，提高果實和葉片養分積累；近年來，研制了水肥一體化灌溉施肥技術。該技術是一項綜合的節水節肥技術。在了解香蕉的營養特性、水肥需求規律的基礎上，根據香蕉整個生育時期的肥料用量、施肥時期，并將肥料溶解后通過滴灌系統隨灌溉水施到香蕉根區。該技術將灌溉與施肥有機地結合，保證適時適量水肥供應，改善蕉園生態環境，達到節水節肥、提高效率、增產增收等效果。該技術可操作性強，為解決大規模香蕉園的灌溉施肥問題提供了一條有效的途徑，已是當前規模化、標準化香蕉園的必備灌溉施肥技術[18-19]。

2.4 開展采后保鮮技術研究，提升香蕉果實商品化價值

香蕉是一種典型的呼吸躍變型水果。在采后成熟過程中會釋放乙烯，出現呼吸高峰，并使果實內部組織發生一系列成熟與衰老的生理變化，隨后進入衰老期。病害、機械傷會促進果實生理后熟，使貯藏壽命縮短，嚴重地影響香蕉生產和貯運保鮮，降低其商業價值。20世紀至21世紀初，中國香蕉產后損耗率高達近20%，遠遠高于發達國家的5%[20]。為了提高中國香蕉采后品質，減少貯運過程的損失，中國科研人員開展香蕉采后品質形成特點，包括果實色澤、果實碳水化合物、果實硬度、果實氣味、乙烯釋放等[21]。其次，影響果實品質形成及保持的各種條件也被關注，如栽培品種、采收成熟度、貯藏環境條件、栽培管理技術等。特別是香蕉的采后貯藏技術成為研究的重點，最初開展的低溫貯藏，通過低溫降低呼吸作用，抑制乙烯釋放延長貯藏壽命[22]。但香蕉對低溫敏感，容易受到冷害，導致該方法使用受到限制。隨后氣調貯藏被開發，該方法是在一定溫度和濕度條件下，通過調控貯藏環境氣體（O2、CO2）的組分延長果實貯藏壽命，更加有效延遲果實呼吸躍變，降低果實冷害[23]。隨著香蕉果實采后成熟機制研究的深入，控制乙烯信號轉導的幾種化學物質被開發， 它們通過與乙烯受體結合來阻斷乙烯的響應通路。其中1-甲基環丙烯（1-MCP）是最有效的乙烯抑制劑[24]。通過使用1-MCP結合自發氣調貯藏和適當的低溫等技術措施，可有效地控制乙烯的產生，延緩呼吸躍變的出現以及其他生理生化的變化，顯著地延長香蕉的保鮮期。在此基礎上，王勇等[25]提出中國香蕉采后保鮮技術流程，為中國香蕉果實采后、處理運輸及催熟提供了統一標準，該套技術的應用，顯著減少了中國香蕉果實損失和提升了果實品質和商品價值。

3 展望

過去30多年，由于新品種培育、優質健康種苗生產、土肥水一體化管理和采后成熟保鮮等技術應用到香蕉生產過程中，使中國香蕉產業發展成為解決熱區三農問題的支柱性產業。然而，隨著經濟社會的發展和人民生活水平的提高，對香蕉生產過程中的科學技術也將提出更高的要求。筆者認為，未來香蕉產業發展，首先必須加速發展新品種創制技術，加快專用、特用香蕉新種質的創制，豐富香蕉品種結構，從根本上保證香蕉產業的可持續發展。其次是建立廣適的香蕉枯萎病綜合防控技術體系，使香蕉枯萎病真正可防可控。三是引入智慧農業，發展智能化的生產管理技術，不僅大大提高工作效率，而且讓栽培管理技術環節成為可視化可追溯的數據，保證采前生產環節的產品安全。四是大力發展香蕉精深加工技術，拉長香蕉產業鏈，提高產品附加值，增強抵抗市場風險的能力。

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