中國甘薯作物的域外引入與科技發展

戴起偉，易中懿，汪 翔，秦建軍，陸建珍

（江蘇省農業科學院農業經濟與發展研究所，江蘇南京 210014）

在我國主要糧食作物中，甘薯與玉米、馬鈴薯均是16世紀中后期引入我國的。其中，甘薯的引入對我國居民食物結構的影響是十分巨大而深遠的。據聯合國糧食及農業組織統計，中國（含香港、澳門、臺灣）2017年甘薯面積337.31萬hm2，總產量7 203.2萬t，分別占世界甘薯面積與產量的38.66%和63.84%，為世界甘薯第一大國。我國甘薯作物的普及與產量、品質的不斷提高，是歷代中國人不斷進行甘薯科學研究，推動甘薯科技進步的結果。本文試以此為主題，對甘薯自域外引入400多年來在我國的科技發展情況進行闡述。

1 徐光啟開啟我國甘薯科學的先河

1.1 《甘薯疏》是我國第1部甘薯栽培專著

我國甘薯的科學研究最早可溯源到明代著名科學家徐光啟1608年所著的《甘薯疏》［1-2］。據《金薯傳習錄》記載，1593年福建長樂縣生員陳經倫之父陳振龍從呂宋島“捐資買種”，將薯藤苗種及傳種法則帶歸閩地，旋即稟獻巡撫，批令試種并獲成功。后經官方大力倡導推廣種植，廣為民食，“賴以救饑，其利甚大”［3］。此為甘薯被引入我國并很快得到傳播的主要途徑之一。

徐光啟1607年因私離職回居家鄉上海老家。據《甘薯疏》序記載，1608年，長江以南發大水，麥子稻子都沒有收獲，他想種點兒什么來救急，同時也為以后的救災預作打算。有人說福建省、浙江省在災荒年月種植甘薯獲益，門客莆田徐生多次給他送來種子，試著栽種，產量還很高。他很想到處宣傳推廣，又怕用口來說不能使其家喻戶曉，就寫了這篇《甘薯疏》作為倡導。徐光啟親自從事甘薯引種栽培，《甘薯疏》便是他自身實踐的結果，同時也是對甘薯引種至國內10多年來農民栽培經驗的總結。

1.2 《甘薯疏》的文獻價值

《甘薯疏》是我國第1部甘薯專著，稱得上是我國甘薯科學發展史上最重要的奠基之作，具有十分重要的文獻史料價值和科學價值。其內容豐富，論述嚴謹，涉及甘薯特征特性、栽種方法、季節時令、耕作施肥、薯苗繁殖、采后收藏以及加工做酒等經驗與方法等，如“薯苗，二三月至七八月，俱可種，但卵有大小耳。卵八九月始生，便可掘食或賣。南土至冬至，北土至霜降，須盡掘之，不則爛敗矣?！毙旃鈫⑦€對甘薯與當地傳統的山薯和薯蕷進行了甄別，對種薯繁苗法、藏種法中的傳卵法、傳藤法、薯苗延蔓法等方法及其注意事項作了詳細介紹。再如，南方種植甘薯，四季可宜，可當甘薯由南向北推廣種植時，要解決的首先是種薯留藏難題。徐光啟提出了“欲避冰凍，莫如窖藏”，還要注意防“水濕”。如此，“則此種傳流，決可令天下無餓人也?！?/p>

徐光啟在《甘薯疏》中還總結提出了“甘薯十三勝”：一畝收數十石，一也；色白味甘，于諸土種中，特為夐絕，二也；益人與薯蕷同功，三也；遍地傳生，剪莖作種，今歲一莖，次年便可種數百畝，四也；枝葉附地，隨節作根，風雨不能損，五也；可當米谷，兇歲不能災，六也；可充籩實，七也；可以釀酒，八也；干久收藏屑之，旋作餅餌，勝用餳蜜，九也；生熟皆可食，十也；用地少而利多，易于灌溉，十一也；春夏下種，初冬收入，枝葉極盛，草穢不容，其間但須壅土，勿用耘鋤，無妨農耕，十二也；根在深土，食苗至盡，尚能復生，蟲蝗無所奈何，十三也。這對甘薯的傳播，起到了重要的宣傳與指導作用。

據史家對有關農史典籍的分析，《甘薯疏》于1608年初版后，徐光啟進行了多次修改、補充、增益，這也體現了徐光啟嚴謹的科學態度。雖然《甘薯疏》于清初后佚失，但后來明代天啟元年（1621年）王象晉《二如亭群芳譜》、1834年朝鮮著名農政學家徐有榘用漢文撰寫的《種薯譜》以及1639年刻版問世的徐光啟農學巨著《農政全書》，皆分別部分或全文錄引了《甘薯疏》的前后3種版本，使得《甘薯疏》得以保存流傳下來，影響中國明清2代300多年。

1.3 徐光啟推廣甘薯功彪史冊

徐光啟把甘薯從閩廣推廣到江浙一帶和長江流域的其他地區，繼而遍及全國，使得“甘薯所在，居人便足半年糧”，作出了重大的貢獻。明朝萬歷年間公元1578年，全國人口有6 069萬人（《明史·食貨志》），到了乾隆年間的公元1764年，全國人口有20 559萬人（《清史稿·食貨志》），而至道光30年（1850年）全國人口突破4.3億。其中，甘薯與玉米、馬鈴薯等作物的引入與普及成為我國新的重要糧食作物功不可沒。徐光啟提出“故農人之家，不可一歲不種，此實雜植中第一品，亦救荒第一義也”，至今仍有現實意義。甘薯在扶貧攻堅、產業扶貧、精準扶貧中依然被稱為扶貧第一作物，甘薯作為國家糧食戰略安全的備荒作物的作用也沒有變。

2 我國現代甘薯科學技術的發展

我國現代甘薯科學技術的進步與發展大體分為3個階段。

2.1 20世紀上半葉我國甘薯科技發展起始階段

我國甘薯科學技術體系的建立與發展，開始于20世紀。1949年以前，我國甘薯生產一直處于小農經濟的傳統經驗型自然自種狀態。20世紀初至20世紀20年代我國臺灣嘉義農業試驗所開始釆用系統選種方法和有性雜交進行甘薯品種改良工作。20世紀30年代，廣州國立中山大學農學院丁穎教授在廣東首次搜集、整理、保存品種資源500多份，他還研究撰寫了《中國之甘薯》一文發表于《中華農業會報》（1948）上，從植物學、地理學、歷史學、文獻學上對引入的番薯與中國原有薯蕷科植物進行辨析，對甘薯學術名稱上的混淆予以糾正［4］。

20世紀40年代起，我國甘薯前輩張必泰、盛家廉、楊洪祖先生等先后在中央農業實驗所、北平農事試驗場、四川省農業改進所從事甘薯的品種資源收集、引種、系統選育新品種等工作，同時開始研究甘薯嫁接誘導開花技術并應用于甘薯有性雜交。日本品種勝利百號（原名沖繩100號）和美國瑞苕被引進、推廣并用于甘薯品種選育的親本。

2.2 20世紀下半葉我國甘薯科學技術進入快速發展階段

中華人民共和國成立后，我國甘薯與水稻、小麥、玉米同被列為四大主要糧食作物，國家高度重視甘薯科學技術工作。主要甘薯產區的省、地農科院（所）相繼建立了甘薯科研機構，配備了甘薯專業科技人員；同時許多農業大專院校也開展了甘薯教學工作。特別是1958年，中國農業科學院薯類研究所在江蘇原宿遷縣成立，有力地推動了我國甘薯科技事業建設的發展。在這10多年間，我國甘薯科研機構和科研教學隊伍不斷擴大和充實，甘薯各個學科相繼逐步建立和發展起來，廣大甘薯科技工作者緊緊圍繞甘薯生產實際需求，廣泛深入開展甘薯育種與遺傳、種質資源收集、鑒定、保存與利用，及甘薯主要病蟲害的防治、甘薯高產栽培、甘薯貯藏、甘薯種苗繁育、甘薯綜合加工利用、甘薯機械等領域的研究和技術推廣，取得了許多重要的科技成果，培育出一大批優良新品種在生產上推廣種植，有力地促進了甘薯生產。如20世紀50年代全國甘薯面積約為720萬hm2，平均產量為7 905 kg/hm2，總產約為6 400萬t，與20世紀40年代相比，面積擴大24%，單產提高20%，總產增加49%。20世紀60年代甘薯種植面積擴大到933.3萬hm2，單產增加到9 600 kg/hm2，總產約為9 100萬t。與20世紀50年代相比，總產則增長了42.2%。20世紀70年代全國甘薯種植面積調整至800萬hm2，單產提高到13 395 kg/hm2，總產約為10 564萬t，與20世紀60年代相比，面積減少了14.3%，單產提高了39.6%，總產增長了16.1%。充分體現了甘薯科學技術是甘薯生產發展的重要因素［5］。

2.3 改革開放以來進入我國甘薯科學技術全面發展階段

1978以后，隨著“科學的春天”到來，甘薯科研工作迅速恢復，進入新的快速發展時期。從1980年開始，國家成立了全國性的甘薯科研協作組和甘薯專業攻關組，舉辦全國甘薯專業技術人員培訓班，召開全國首屆學術討論會，并召開全國甘薯種質資源工作會議等。在甘薯種質資源、遺傳育種、栽培生理、病蟲防治、生物技術等方面，廣泛深入開展研究和技術推廣工作。同時，廣泛開展甘薯科技的國際合作，與國際馬鈴薯中心（CIP）及日本、美國、韓國、泰國、歐盟等所屬的國際研究機構進行學術交流、人員交往和資源交換，選送優秀青年人才去國外考察訪問學習等。同時，大力培養甘薯青年科技人才，充實甘薯科技隊伍。自1983年江蘇省農業科學院在全國率先招收培養甘薯專業研究生開始，全國各?。ㄊ校┘夀r業科學院和農業大學相繼通過多種方式和途徑招收培養碩士、博士研究生。甘薯科研人員中高學歷人才逐年增多，甘薯科研隊伍的人才結構和專業結構更加優化，甘薯綜合科研能力和產業服務水平顯著提高。特別是2008年以來，甘薯產業技術體系的建立，極大地促進了我國甘薯學科技術體系的建設和發展。

3 我國甘薯科技論著和科技論文的出版情況

3.1 甘薯重要科技著作的編著出版

江蘇省農業科學院、山東省農業科學院主持編著的《中國甘薯栽培學》1984年由上海科學技術出版社出版［6］，全書共57萬字，由全國42位甘薯科學技術工作者參與編寫，集我國甘薯生產經驗和科技成就之大成，全面系統地闡述了甘薯區劃、栽培、育種、耕作、植保、貯藏、加工等領域的科學理論與實踐，內容極為豐富，這是我國有史以來第1部且是最重要的甘薯學術論著，在國內外甘薯科學史上有著重要地位，《中國甘薯栽培學》的出版，對于普及甘薯科學知識、培養甘薯人才、推動甘薯學科體系的建設和發展，發揮了重要作用。

值得提出的是，鑒于時代的原因，《中國甘薯栽培學》出版只署明出版單位，并未署名主編。實際的主編為江蘇省農業科學院張必泰先生。當年甘薯研究室的同事，如邱瑞鐮、徐品蓮老師等也做了大量工作。筆者作為張必泰先生的學生和助手，見證了當年甘薯前輩們為這部著作的編著所付出的巨大努力，他們一絲不茍、科學嚴謹的作風，極端負責、忘我工作的精神給筆者留下了終生難忘的印象。筆者也參與了一些具體事務性工作，如為部分作者謄抄文稿、與上海科技出版社編審人員的聯系與接待等。書中彩圖的拍攝均由筆者負責安排在江蘇省農業科學院照相室完成。

盛家廉先生于1957年編著的由科學出版社出版的《甘薯》是我國第1本較全面地介紹甘薯科學知識與專業技術的書籍［7］。此后，盛家廉先生又于1978年編著并由農業出版社出版的《甘薯栽培技術》［8］一書則全面總結了我國甘薯最新科學技術成果，為進一步提高我國甘薯生產技術水平提供了最新教材。

由北京農業大學陸漱韻教授等編著的《甘薯育種學》于1998年出版［9］，這是我國第1部甘薯遺傳育種學專著。該書全面總結和介紹了國內外甘薯遺傳育種技術發展的重要成果，體系完整，內容豐富，體現了鮮明的中國特色，具有較高的學術價值?！陡适碛N學》的出版，對于指導甘薯遺傳育種的教學和科研、推動甘薯科研事業發展發揮了重要作用。

20世紀50年代末至20世紀70年代初，江蘇省、浙江省、山東省，河南省、河北省、廣東省等省的甘薯科技工作者先后編寫出版了20余本有關甘薯栽培的科普讀物，內容從當地實際情況出發，具有很強的實用性，對于普及甘薯科學知識發揮了重要作用。

盛家廉等編著的《甘薯栽培技術》［8］于1989年出版。江蘇徐州甘薯研究所、江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所分別主編的《中國甘薯品種志》［10］、《全國甘薯品種資源目錄》［11］，先后于1993年、1984年出版。1987年中國作物學會成立了甘薯專業委員會，創辦了《中國甘薯》專業刊物，加強了甘薯學術交流活動。張必泰、戴起偉參與編著的《作物營養與施肥》于2000年出版，書中詳細介紹了國內外關于甘薯的營養生理、生長需求、物質分配的特點與規律，以及甘薯施肥技術的研究成果等［8，10，12］。

3.2 甘薯科技論文統計

隨著我國甘薯科學研究的領域不斷擴大，范圍不斷拓寬，研究層次不斷深入，甘薯科技論文的數量和質量大幅度提高，顯著促進了國內外學術交流與人才培養。

據統計，1949—2018年，我國發表甘薯專業中文期刊論文23 592篇（圖1）。其中，1949—1955年，論文很少，只有24篇，年均2.4篇。1956—1966年論文數575篇，年均52.3篇。1969—1970年間，甘薯科研工作基本中斷。1971—1980年的10年間，發表甘薯科技論文615篇，年均61.5篇。1981—1988年，論文數達到1 429篇，年均178.6篇；1989年至1994年的5年間，年均發表論文超過200篇，達226.6篇；1995—1999年間年均論文數達537.5篇，2000—2008年間年均論文數716篇；2009—2018年的10年間，年均論文數991.6篇，其中2015年為最高峰，達1 008篇。從學科分布來看，有關新品種選育技術類占22.6%，栽培技術類占25.0%，病蟲害防治類占16.2%，產業經濟類占15.0%，加工類占14.3%，脫毒與種苗繁育類占6.9%。

甘薯科技論文的統計結果表明，在過去的70年里，我國甘薯科學研究從無到有，由弱變強，發展迅速，科研活動活躍，學科發展齊全，研究內容緊密貼近生產實際，為甘薯生產發展提供了大量高產優質新品種、新技術，充分體現了科學技術是第一生產力的強大力量。

3.3 甘薯學位論文統計

甘薯高層次人才的培養，是我國甘薯學科建設與發展的重要標志。我國甘薯學科研究生培養最早開始于1982年，江蘇省農業科學院張必泰先生獲得國務院學位委員會授予的甘薯專業碩士研究生導師資格。1982年通過全國統一考試，從應屆畢業生中招收1名脫產研究生，1983年又招收1名在職研究生，均為作物遺傳育種專業，委托南京農學院代培。此后，江蘇徐州農業科學研究所盛家廉研究員、北京農業大學陸漱韻教授、浙江省農業科學院葉彥復研究員等陸續開始招收甘薯專業碩士和博士研究生，我國甘薯專業研究生教育培養的規模和學科專業不斷擴大，為甘薯科學事業輸送了大批高學歷人才。

據統計，1999—2018年20年間，我國研究人員撰寫甘薯學位論文593篇，其中碩士學位論文536篇，博士學位論文57篇，年度分布與學科分布情況分別見圖2、表1。

表1 我國甘薯學科研究生學位論文分類統計

綜上所述，自中華人民共和國成立70年來，特別是經過40多年的改革開放，在國家現代農業產業技術體系建設的推動下，我國甘薯科學技術有了長足的發展，根本改變了原先落后的狀況，建立了較為完整的學科體系和技術體系，有力地支撐了甘薯產業的發展，特別是在新品種選育技術與方法、甘薯種質資源利用與新基因資源挖掘、甘薯高產高效栽培模式與關鍵技術等方面的總體水平居于世界前列。

4 我國甘薯學科發展中主要存在的問題與建議

我國甘薯科學研究多年來在服務生產不斷創新實用技術方面一直處于世界先進水平，但相關的基礎研究較為薄弱。甘薯生物學基礎研究方面多限于重要器官組織的形態結構觀察與描述，缺乏系統性原創性成果。細胞遺傳學方面主要局限于染色體水平的觀察，知識陳舊，缺乏深度。甘薯生理生化學、生物結構功能學、分子生物學、基因組學方面的基礎性研究以及重要學科領域的應用基礎研究都明顯落后于其他主要作物，很多方面還是空白或進展緩慢。如基因標記雖有許多探索與重要進展，但尚未與育種實踐有實際的結合與應用，分子標記輔助、分子設計等新型育種技術研發應用基礎貯備不足；輕簡化、標準化、機械化栽培耕作技術還不完善，品種與農機農藝配套體系尚未成熟，應對氣候變化的豐產抗逆栽培理論與技術尚待深入研究。甘薯基礎性與應用基礎性研究的短缺，使甘薯關鍵領域核心技術創新后勁乏力，出現瓶頸性制約。

建議今后甘薯學科的發展注重甘薯產業結構調整需求、甘薯產品多樣化和品質功能化需求、甘薯品種專用化與生產機械化、信息智能化需求等，加強品種創新、技術創新和模式創新。（1）重視生物技術在甘薯基因資源中的創新應用，把我國豐富的甘薯種質資源優勢轉變為基因資源優勢，推動甘薯種業科技原創型研發。（2）加強信息技術的應用，通過數字化信息技術，對甘薯生產及其過程進行數字化表達、設計、控制和管理，是甘薯科學研究和技術創新中的一項重要的基礎性工作。（3）注重甘薯交叉學科發展。甘薯作物為人們提供健康營養的食品，隨著我國經濟不斷發展和人們生活水平的提高，甘薯產品的保健功能也越來越受到重視。種類豐富多樣的甘薯作物含有多種有保健功能的次生代謝物質，研究這些次生代謝物的功能和代謝調控，提取生物有效成分，有助于適銷對路的特色甘薯產品研發以及有針對性地改變甘薯植物次生代謝物。因此加強甘薯作物生物活性物質和重要保健成分的基礎研究，不僅能適應人們的消費需求，更有利于提高甘薯作物的產品價值，從而為甘薯產業發展開辟新的生長點。