馬鈴薯生產狀況及印度馬鈴薯研究情況探析

張 莉 王福建

（中國農業科學院蔬菜花卉研究所（國家薯類作物研究中心），北京 100081）

馬鈴薯適應性強，分布范圍廣，是世界第三大糧食作物[1]。根據聯合國糧農組織（Food and Agriculture Organization，FAO）統計，2019年全世界種植馬鈴薯的國家和地區有159個，種植面積1 734.10萬hm2，總產量達3.70億t。馬鈴薯糧菜兼用，營養全面，被譽為人類的“第二面包”。聯合國為減輕世界糧食危機以及實現千年發展目標，宣布馬鈴薯為未來糧食，并將2008年確定為“國際馬鈴薯年”。這是聯合國第2個以作物命名的年份，充分說明馬鈴薯在保障世界各國糧食安全方面的重要作用。

印度與中國國情相似，都是亞洲的人口大國，保障糧食及營養安全是農業發展的主要目標。印度憑借自20世紀60年代實施的“綠色革命”基本解決了糧食問題[2]，我國學界對印度農業的研究主要集中在其農業支持政策[3-7]、科技推廣體系[8-10]方面，較少涉及其具體研究體系。印度農業發展的整體水平低于中國，特別是農業基礎設施建設、機械化水平、農業生產資料投入等方面遠落后于中國。水稻、小麥、玉米三大谷物糧食單產低于中國[11]。但其馬鈴薯單產高于我國，雖然有其自然條件的優勢，但其馬鈴薯科技研發作用凸顯、效率較高。本文介紹了全球馬鈴薯生產狀況，分析了印度馬鈴薯生產及研究體系特點，以期為我國馬鈴薯研發提供參考。

1 馬鈴薯生產狀況

1.1 全球馬鈴薯生產狀況

2000年以來，全球馬鈴薯種植面積整體呈波動性減少趨勢，但科技貢獻率的持續提高使得馬鈴薯的總產量不斷攀升（圖1），全球馬鈴薯產業保持穩定發展態勢。但是，不同國家和地區間馬鈴薯產業發展不平衡。亞洲、非洲馬鈴薯生產持續增長，傳統生產先進的歐洲生產減少，全球馬鈴薯生產區域自西向東轉移。從區域發展看，全球馬鈴薯生產格局基本穩定，中國、印度、俄羅斯、烏克蘭、美國、德國、孟加拉國、法國、波蘭和荷蘭馬鈴薯產量位居全球前十。

1.2 亞、歐及中、印馬鈴薯生產情況

據FAO統計數據，自2000年起歐洲馬鈴薯種植面積逐年減少、產量波動性降低（圖2）；亞洲馬鈴薯生產穩步提高，近20年產量年均提高2.81%（圖3）。中國與印度的馬鈴薯種植面積、產量分別約占亞洲76%、75%。其中，中國馬鈴薯近20年種植面積變化不顯著，近10年保持在480萬hm2左右；產量提高了38.55%，平均年增產1.93%。印度馬鈴薯種植面積穩步增加，20年間平均年增長1.91%；產量較20年前翻了一番，年均增產5.03%。

1.3 印度馬鈴薯單產與經濟效益

根據FAO數據統計，印度馬鈴薯單產波動較大（圖4），但處于較高水平，基本高于世界馬鈴薯平均單產和亞洲馬鈴薯平均單產，間或高于歐洲馬鈴薯單產。近10年，中國馬鈴薯單產雖保持穩步提高，但仍低于亞洲、世界平均水平。馬鈴薯經濟效益較高。2013—2014年，印度農業產值占GDP的13.09%。其中：馬鈴薯占用1.32%的耕地，產業貢獻占農業GDP的2.86%；水稻、小麥分別占用31.19%、20.56%的耕地，占農業GDP的18.25%和8.22%。馬鈴薯單位耕地面積的產值比水稻、小麥分別高3.7倍和5.4倍。馬鈴薯較高的經濟效益促使其在印度種植面積逐年擴大，而印度馬鈴薯近20年產量翻一番離不開完善的馬鈴薯研發系統的支撐。

2 印度馬鈴薯研究體系

印度農業科技體制是在學習美國農業科技體制框架的基礎上建立的，印度農業研究系統是世界上最龐大、最綜合的制度化研究系統之一[12]。其農業科技體制運行機制最大的特點是中央和地方研究、教育、推廣機構既有明確分工，又有緊密合作，運行效率較高[13]。印度農業研究委員會（ICAR）為農業研究系統的最高機構，統籌管理與協調全國農業科技與推廣，目前設有45個國家級農業研究院（所）、30個國家級農業研究中心和10個科研項目指導委員會。

2.1 印度聯邦中央馬鈴薯研究所

1949年在英國農業顧問的建議下，印度政府成立聯邦中央馬鈴薯研究所（以下簡稱研究所），是印度早期設立的9個全國農業研究所之一。研究所設置作物改良、作物生產、植物保護、作物生理、生化與收獲后技術、種子技術與社會科學等6個研究部門。在全國馬鈴薯產區設有7個地區試驗站，在15個生產區域擁有521 hm2生產基地。

2.2 研究體系及分工

自印度第4個五年計劃（1969—1974年）始，研究所領導執行全印度馬鈴薯協作研究計劃（AICRP）。此研究計劃設立的25個研究中心構成了協作研究網。25個研究中心位于全國馬鈴薯不同產區，其中7個中心位于研究所的區域試驗站，17個中心位于不同的邦農業大學，1個為獨立研究中心。現研究所及其領導的全印度馬鈴薯協作研究計劃構成印度馬鈴薯研究體系，承擔全印度95%的馬鈴薯研究工作。其余5%的研發工作由其他大學或研究機構承擔。

研究所與協作研究網絡各有研究側重點，各有明確任務分工。研究所的研究任務主要包括為提高馬鈴薯生產率和利用率，承擔基礎和戰略研究；生產脫毒種薯的原種；作為國家馬鈴薯科研信息資源庫；指導協作研究網絡研究解決制約地方馬鈴薯產業發展的長期問題；負責與國內和國際相關機構合作；為提升科研水平，進行研究方法和技術培訓；為馬鈴薯研究和發展提供建議。協作研究網絡的研究任務主要包括協調和監測改良品種在多地區的試種；作物種植農藝技術標準化；確定適合不同耕作體系的高收益馬鈴薯品種；選擇適合的植物保護方法；聯系不同的馬鈴薯生產和消費群體。

3 印度馬鈴薯研究策略及主題

應對日益嚴重的全球變暖，氣候變化對馬鈴薯生產造成的影響、提高馬鈴薯加工水平等是印度馬鈴薯中長期研究目標。為實現研究目標，采取的研究策略主要包括：①充分有效利用遺傳資源改良品種，②安全使用生物技術提高馬鈴薯品質，③鼓勵生產高質量栽培材料，④引進信息技術進行資源規劃和作物種植管理研究，⑤保護環境友好型植物，⑥鼓勵研發馬鈴薯節能貯存方式及開發馬鈴薯多樣化利用，⑦加強科研組織與農民直接對接進行技術推廣。

印度馬鈴薯研究為了提高競爭力，緊跟世界科技前沿，明確以前沿研究主題為基礎制定未來馬鈴薯的研發計劃。印度馬鈴薯前沿研究主題包括開發轉基因馬鈴薯，解決高風險領域的問題，如生物與非生物脅迫；開發馬鈴薯冷切片品種；開發低血糖指數和含抗氧化成分的品種；新基因鑒定和重要特征標記；馬鈴薯收獲自動化研究；關于馬鈴薯塊莖形成的蛋白質組學和表型組學的研究；通過等位基因挖掘和重新排序的方法研究開發抗病和質量特征方面的下一代分子標記；在國家和地區開發生物風險智能和決策系統；利用ICT、GIS和遙感技術研究和降低氣候變化、全球變暖的不良影響。

4 印度馬鈴薯生產目標研究

有專家預計，印度將在2030年前成為世界上人口最多的國家。印度未來的糧食消費模式已引起其國內和國際的特別關注，其研究重點從對谷物糧食的供需研究逐步轉向馬鈴薯生產與消費的研究。

4.1 2050年印度馬鈴薯生產目標

由于農業科研投入與產出以及成果轉化、應用、推廣周期較長；且為了應對馬鈴薯產業發展面臨的問題和挑戰，印度聯邦中央馬鈴薯研究所制定了2050印度馬鈴薯愿景。根據馬鈴薯消費變化預估了2050年消費需求（表1），并據此制定了2050年生產目標。具體方式為根據FAO統計數據計算1991—2010年印度人均馬鈴薯鮮食消費綜合增長率（2.34%），然后在綜合考慮人口增長（至2050年預計印度人口綜合增長率為0.78%，城鎮人口增長率2.04%）、食物種類增加等相關因素的基礎上，測算人均鮮薯消費量增長率為2.265%，預估2050年鮮薯消費需求達7 847萬t。

表1 馬鈴薯需求分量 單位：萬t

預估2050年出口種薯和加工薯約300萬t，國內總需求預計1.22億t，總產量目標預計1.25億t。根據生產模型預測2050年單產為34.51 t/hm2，則2050年需要種植馬鈴薯面積約為362萬hm2。

4.2 基于供需模型分析的2030年目標

根據聯合國《世界人口展望》（World Population Prospects）預測，印度將在2030年前成為人口最多的國家。其糧食安全已成為各界關注的焦點。隨著人口增長，印度馬鈴薯消費量增加明顯。據FAO數據統計，印度馬鈴薯產量從1961年的270萬t增加到2014年的4 640萬t，提高了16.19%；馬鈴薯人均消費從1962年的3.5 kg增加到2013年的24 kg，提高了5.86%。促使消費增長的主要因素是收入增加使飲食習慣多樣化成為可能、馬鈴薯本身的中性口味及烹飪的多樣性、馬鈴薯營養豐富以及印度飲食中的素食傳統。有專家預計，隨著印度人口增長、居民收入提高及飲食多樣化，印度馬鈴薯消費需求將持續增加。

Scott等[14-15]利用2015年版的國際農產品和貿易政策分析模型（IMPACT）對印度馬鈴薯的生產和消費需求進行了分析預測。IMPACT是一個多時期的農業局部均衡經濟模型，與作物、氣候和水模型相關聯。作為一個綜合建模框架，它已被廣泛用于研究不同時期、不同地理環境的全球特定食品供給和需求。根據高、中、低3種條件下的模型測算得出，2030年印度馬鈴薯產量比2010年增長2 390萬～3 760萬t，達到6 010萬～7 380萬t。這些增長基本源于馬鈴薯單產的提高，預測單產將從2010年的19.9 t/hm2增加到2030年的23.5～27.1 t/hm2。馬鈴薯總需求測算2030年將達6 300萬～7 300萬t。

5 結語

目前，全球約70%的國家和地區種植馬鈴薯。由于馬鈴薯水資源利用率、收獲指數及單位土地生產的熱量均高于谷物糧食作物，且應對氣候變化的能力更強，馬鈴薯作為主糧或是谷物糧食的第一替代物日益被各國認同。隨著亞洲人口的持續增長，作為全營養作物的馬鈴薯經濟價值日益凸顯。因受西方影響，印度較早開始馬鈴薯系統研究，協調統一的研發系統運行及研究成果轉化也卓有成效，馬鈴薯單產保持較高水平。當前由于全球新冠肺炎疫情及氣候變化引起的自然災害頻發等影響，糧食及營養安全成為全球關注的焦點，糧、菜、飼皆宜的馬鈴薯將在保障糧食安全中發揮重要作用。科技是馬鈴薯產業發展的重要支撐，完善研發系統、提高研發效率，尤其加強馬鈴薯供需分析為政策制定提供依據，均有助于馬鈴薯產業健康發展。