韓元順,許林云,周 杰
(南京林業(yè)大學(xué)機械電子工程學(xué)院,江蘇 210037)
板栗(Castanea mollissimaBlume)又稱栗子、毛栗等,屬殼斗科(Fagaceae)栗屬(Castanea)植物,世界上對栗屬植物進行經(jīng)濟栽培的主要有中國板栗(Castanea mollissimaBl.)、歐洲栗(C.sativaMill)和日本栗(C.crenataSi.)[1]。板栗原產(chǎn)自中國,乃中國馴化利用最早的果樹之一。板栗在富含蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪的同時,還含有豐富的B族維生素、維生素C、胡蘿卜素等,板栗美味可口,營養(yǎng)價值高,經(jīng)常食用具有益氣健脾、補腎強筋等保健作用,素有“鐵桿莊稼”“木本糧食”之美譽[2-3]。發(fā)展板栗產(chǎn)業(yè)既有利于綠化荒山,開發(fā)山區(qū)資源,促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,又豐富了果品種類,滿足市場與人民生活需要[4],中國乃至世界各國人民的餐桌上少不了板栗產(chǎn)品,板栗產(chǎn)業(yè)具有廣闊的市場前景。
中國一直是世界上板栗第一生產(chǎn)大國,中國板栗以優(yōu)良的品質(zhì)和高度的抗逆性享譽世界[5]。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計[6],2008年中國板栗的收獲面積為26萬hm2,產(chǎn)量達(dá)145萬t,分別約占世界板栗收獲面積及產(chǎn)量的51.74%和80.74%;2018年中國板栗的收獲面積已擴大至34.1萬hm2,產(chǎn)量達(dá)196.5萬t,與板栗生產(chǎn)第二國家玻利維亞相比,中國板栗的收獲面積為其近6倍,產(chǎn)量為其23倍。將2008年及2018年的世界板栗產(chǎn)量及收獲面積排名前5的數(shù)據(jù)列于表1。相比2008年,經(jīng)過10年的發(fā)展,位居前3位的中國、玻利維亞及土耳其無論收獲面積還是產(chǎn)量均保持著同等序列位置,但在第4與第5序列位置上,收獲面積與產(chǎn)量對應(yīng)的國家卻完全不同,分別對應(yīng)著葡萄牙、西班牙以及韓國、意大利。很顯然,中國板栗的收獲面積與產(chǎn)量對應(yīng)的體量非常龐大,占有無法比擬的絕對優(yōu)勢,經(jīng)過10年發(fā)展,不僅基數(shù)龐大,且發(fā)展勢頭很強勁,其收獲面積增長了31.15%,產(chǎn)量增長了35.52%。處于第2位的玻利維亞板栗發(fā)展也非常迅猛,其收獲面積增長了41.46%,產(chǎn)量增長了47.37%;西班牙雖然總體體量最低,但收獲面積增長最快,高達(dá)146.67%;收獲面積處于第3、4位的土耳其、葡萄牙,面積增長率均較低,不超過15%;韓國與意大利板栗產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢,分別減少了29.33%和3.64%。
將2008—2018年世界與中國板栗收獲面積以及產(chǎn)量的年度變化趨勢繪成圖1、2。從圖中可知,2008—2013年,世界板栗收獲面積以及產(chǎn)量均呈現(xiàn)出平緩上升趨勢,而2014、2015年2個年度板栗收獲面積以及產(chǎn)量均有所下降,從2016年開始板栗收獲面積及產(chǎn)量呈現(xiàn)較快增長趨勢。世界板栗收獲面積以及產(chǎn)量的變化曲線與中國板栗收獲面積及產(chǎn)量變化曲線之間存在非常高的變化趨勢一致性關(guān)系。利用SPSS軟件對2008—2018年中國及世界板栗產(chǎn)量曲線進行相關(guān)性分析(表2),其中皮爾遜相關(guān)性(Pearson correlation)高達(dá)0.997,說明世界板栗產(chǎn)量與中國板栗產(chǎn)量呈線性正相關(guān),且相關(guān)性極顯著。中國作為世界最主要的板栗生產(chǎn)國,其板栗生產(chǎn)直接影響著世界板栗產(chǎn)業(yè),具有絕對的市場優(yōu)勢[7]。
表1 2008年和2018年板栗產(chǎn)量及收獲面積排名前5的國家收獲面積及產(chǎn)量
圖1 2008—2018年世界和中國板栗收獲面積的變化趨勢
圖2 2008—2018年世界和中國板栗產(chǎn)量的變化趨勢
表2 世界與中國板栗產(chǎn)量相關(guān)性
如圖3所示,2018年板栗單位面積產(chǎn)量排名前6的國家有羅馬尼亞、斯洛文尼亞、中國、秘魯、保加利亞和希臘,單位面積產(chǎn)量均在3.0 t/hm2以上。羅馬尼亞和斯洛文尼亞單位面積產(chǎn)量明顯高于其他國家,分別高達(dá)7.4、7.3 t/hm2,中國排列第3位,為5.8 t/hm2。羅馬尼亞板栗單位面積產(chǎn)量是中國的1.3倍,緊隨其后的幾個國家的單位面積產(chǎn)量雖順序降低,但差異并不大。處于前6位中的羅馬尼亞、斯洛文尼亞、保加利亞和希臘這4個國家均屬于歐洲南部,秘魯屬于南美洲,中國屬于亞洲,說明歐洲的管理方式更有利于板栗的生長,可獲得較高的單產(chǎn)。
圖3 2018年排名前6位的國家板栗單位面積產(chǎn)量
由圖4可見,2008—2018年羅馬尼亞板栗單位面積產(chǎn)量雖然一直處于較高水平,但各年度波動比較大,如2008年單位面積產(chǎn)量最高,達(dá)22.00 t/hm2,而緊接著第2年即2009年則出現(xiàn)明顯的下降,下降幅度達(dá)到47%,其后至2017年的單位面積產(chǎn)量雖有波動,但總體波動都不是太大,而2018年又出現(xiàn)明顯下降,下降幅度達(dá)40%。中國板栗單位面積產(chǎn)量較為穩(wěn)定,平均每年單位面積產(chǎn)量處于5.66 t/hm2左右,僅為羅馬尼亞板栗平均單位面積產(chǎn)量的44%。
總體來說,中國板栗收獲面積及產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他國家,但單位面積產(chǎn)量處于第3位,并遠(yuǎn)低于第1位的羅馬尼亞,仍有很大的提升空間。
圖4 2008—2018年中國與羅馬尼亞板栗單位面積產(chǎn)量
板栗是中國具有傳統(tǒng)優(yōu)勢的出口產(chǎn)品,中國是世界上板栗出口第一大國,在國際市場上具有很強的競爭力[4,8]。據(jù)最新的聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析[6],2017年世界板栗出口量達(dá)11.1萬t,中國板栗出口量為3.4萬t,占世界板栗出口量的30.53%;世界板栗進口量達(dá)12.5萬t,中國板栗進口量為1.5萬t,占世界板栗進口量的13.61%。由圖5可知,世界板栗進出口量變化趨勢較為一致,呈現(xiàn)出動態(tài)平衡,其中2014年世界板栗進出口量達(dá)到貿(mào)易高峰,進出口量分別高達(dá)12.5萬t、13.4萬t。2008—2017年中國板栗進口量基本穩(wěn)定在1.5萬t左右,而出口量呈緩慢降低的趨勢,其中2009年是中國板栗出口量最多的一年,達(dá)4.7萬t,2017年出口量與其相比減少了1.3萬t。中國雖然是最大的板栗生產(chǎn)國,但主要用于自產(chǎn)自銷,因此在世界板栗貿(mào)易中具有較大的潛力和發(fā)展空間。
圖5 2008—2017年中國與世界板栗進出口量的變化趨勢
2017年世界板栗進口額達(dá)3.42×108美元,出口額達(dá)3.35×108美元;中國板栗進出口額分別為2.21×107、7.34×107美元,分別占世界總額的6.46%和21.91%。由表3可知,意大利為板栗進出口額最高的國家,進口額較第2名日本高56.58%,其次為法國、德國,中國位列第5;排名第2的中國板栗出口額與排名第1的意大利相當(dāng),僅低1.28×105美元,其后依次為葡萄牙、土耳其、西班牙。由此可見,歐洲和亞洲在板栗進出口貿(mào)易中居主導(dǎo)地位[8]。
表3 2017年板栗進出口額排名前5位的國家及其進出口額 ×107美元
2017年中國板栗出口量達(dá)33 959 t,板栗出口額達(dá)7.34×107美元,平均出口價格為2 161美元/t;意大利板栗出口量為15 454 t,出口額達(dá)7.35×107美元,平均出口價格為4 756美元/t,是中國的2.2倍;葡萄牙板栗平均出口價格為3 201美元/t,是中國的1.5倍;土耳其板栗平均出口價格為3 746美元/t,是中國的1.7倍;西班牙板栗平均出口價格為3 110美元/t,是中國的1.4倍。中國雖然是板栗出口量最大的國家,但是板栗平均出口價格遠(yuǎn)低于意大利、土耳其等國,2017年出口總額更是被意大利超過,中國板栗在國際市場的價格競爭力較弱[9]。
我國作為板栗的原產(chǎn)地,板栗種植發(fā)展迅速,種植范圍極為廣泛,全國除黑龍江、吉林、上海、內(nèi)蒙古、海南、西藏、青海、寧夏和新疆外,均有板栗產(chǎn)出。據(jù)中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒[10],中國板栗的主要生產(chǎn)地集中在湖北、河北、山東、云南和遼寧等地。如圖6所示,2018年,湖北、河北和山東板栗產(chǎn)量在20萬t以上,具體產(chǎn)量分別為4.05×105、3.74×105、2.67×105t,占全國產(chǎn)量的46.02%;板栗產(chǎn)量在10萬~20萬t的地區(qū)有云南、遼寧、湖南、廣西和河南,占全國產(chǎn)量的28.17%;除以上主要產(chǎn)區(qū)之外,安徽、貴州、福建、陜西、浙江、四川、廣東、北京、江西、重慶、江蘇和山西產(chǎn)量為1萬~9萬t,占全國總產(chǎn)量的25.82%;其余地區(qū)產(chǎn)量較少,均在1萬t以下。
由表4可知,湖北省2008—2012年板栗產(chǎn)量增長較快,2012—2017年板栗產(chǎn)量呈平穩(wěn)增長的趨勢,2018年板栗產(chǎn)量略有所下降;河北省2014—2016年2年期間發(fā)展最快,2016年高達(dá)5.55×105t,2017年又出現(xiàn)大幅減產(chǎn),2018年產(chǎn)量也略有所下降;山東省基本維持在(2.41~3.15)×105t較小波動的較高產(chǎn)量;云南與遼寧省處于相當(dāng)?shù)闹械犬a(chǎn)量;河南省2011年處于相當(dāng)高的產(chǎn)量2.50×105t,之后反而基本呈現(xiàn)平緩下降趨勢;其余主產(chǎn)地板栗產(chǎn)量基本呈波動上升的趨勢,部分地區(qū)2015年板栗產(chǎn)量都有一定的減少,后又趨于穩(wěn)定。此外,貴州省是我國板栗增長速度最快的省,其2008年板栗產(chǎn)量為15 921 t,2018年產(chǎn)量為87 668 t,是2008年產(chǎn)量的5.51倍,年均增長率達(dá)18.60%。相比2017年,2018年我國大部分板栗主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量略有下降,但總體而言,近10年我國板栗生產(chǎn)處于穩(wěn)定發(fā)展階段,各產(chǎn)地因受氣候干旱等因素的影響,板栗產(chǎn)量偶有下降,但總體產(chǎn)量仍在緩慢上升。
圖6 2018年中國板栗主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量占比
表4 2008—2018年我國板栗主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量 ×105t
近10年來,我國板栗種植面積與產(chǎn)量快速增長,板栗產(chǎn)業(yè)也隨之發(fā)展,但仍存在管理粗放、機械化程度低、生產(chǎn)成本偏高、產(chǎn)量低等問題。我國板栗的種植多以家庭為單位,種植規(guī)模較小,大多數(shù)板栗種植在山區(qū)或坡地上,板栗樹間行距較小,栗農(nóng)對于板栗樹的整形修枝并不上心,造成了板栗樹形態(tài)不一、冠幅過大等問題,這些因素直接限制了板栗的單位面積產(chǎn)量,而作業(yè)空間的不足與生長地形的復(fù)雜使得生產(chǎn)機械難以入園作業(yè),間接導(dǎo)致了生產(chǎn)機械化水平低,生產(chǎn)成本隨之增加。
我國板栗生產(chǎn)從種植、管理到采摘都以人工為主,生產(chǎn)成本高,勞動強度大。現(xiàn)如今,在種植方面,挖坑、開溝和植保等機械已經(jīng)較為成熟,但這些機械在板栗種植上的應(yīng)用還未能普及;板栗的采收多為人工撿拾或竹竿打落這2種方式[11],費時費力、效率低,并存在掠青早采等問題,板栗收獲機械更是鮮見報道。生產(chǎn)機械化程度低限制了我國板栗的規(guī)?;N植,勞動力成本的增加使得板栗生產(chǎn)成本隨之增加,降低了種植板栗的收益,栗農(nóng)對于板栗種植的熱情隨之減少,寧愿出去打工,也不愿在家種植,阻礙了板栗生產(chǎn)的進一步發(fā)展。
我國板栗產(chǎn)量日益增多,但貯藏、保鮮能力還存在不足,部分地區(qū)板栗貯藏仍以沙藏法、塑料薄膜袋等方式貯藏,貯藏效果不佳;作為現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的低溫冷藏方式,因其中如貯藏溫度、相對濕度等關(guān)鍵參數(shù)不盡科學(xué)合理,貯藏效果仍不理想[4,11-13]。
加工方面,板栗去除栗苞和剝殼去衣的機械化水平過低,多以人工為主,效率低、成本高。近年來,板栗脫殼機械正在積極發(fā)展,但是發(fā)展比較緩慢,脫殼率低、果仁破損率高、通用性較差等問題還未得到充分解決,脫殼機械尚不能完全滿足板栗產(chǎn)品深加工的需求,這也導(dǎo)致了板栗加工產(chǎn)品種類較少、板栗加工制品簡單、精加工產(chǎn)品少等問題,限制了產(chǎn)品銷路[4,11-12];脫去的板栗栗苞、栗殼大多被栗農(nóng)當(dāng)作垃圾處理或者胡亂丟在園地里,并沒有得到充分利用,造成了資源的浪費。
我國板栗品質(zhì)檢測方面主要還依賴于傳統(tǒng)的化學(xué)檢驗方法,需要進行樣品制備等一系列流程,操作較為復(fù)雜,檢測效率較低。近年來利用近紅外光譜對果實品質(zhì)進行快速、無損檢測的技術(shù)得到了發(fā)展[13],但應(yīng)用于板栗品質(zhì)上的近紅外光譜檢測技術(shù)研究起步較晚,尚處于發(fā)展階段,未能普及。板栗品質(zhì)分級工作的繁雜性導(dǎo)致了我國板栗品質(zhì)相較于國外的較低,限制了板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,降低了我國板栗在國際市場的競爭力。
在市場與信息方面,我國板栗流通有很多都是以零散收購的方式,缺乏市場銷售網(wǎng)絡(luò),栗農(nóng)的板栗若無經(jīng)銷商收購,則會滯銷、霉變,影響栗農(nóng)的經(jīng)濟效益與積極性;板栗產(chǎn)業(yè)的信息化程度較低,栗農(nóng)往往無渠道了解板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,亦不能及時了解到板栗種植的新技術(shù)、新機械,限制了栗農(nóng)種植板栗的規(guī)模與質(zhì)量;板栗加工企業(yè)多為中小型或個體戶,規(guī)模小,龍頭企業(yè)較少,整體經(jīng)濟實力不足,企業(yè)之間往往會出現(xiàn)低價競爭和無序競爭等問題;我國板栗企業(yè)品牌意識不強,缺乏對品牌的利用、開發(fā)和保護,影響到我國板栗出口的價格,致使中國板栗國際市場勢力不明顯[14-16]。
今后板栗種植一定會向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;较虬l(fā)展,這種趨勢還將會進一步擴大。為適應(yīng)機械化作業(yè),提高板栗產(chǎn)量,增加市場競爭力,提倡科學(xué)種植,合理布局栽培,鼓勵整形修枝,建設(shè)高效板栗園[5,9,11]。科學(xué)、合理的布局有利于生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的機械化作業(yè),使得本來不能入園及沒有作業(yè)空間的機械能夠適用,可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的板栗園進行設(shè)計研發(fā),提高新研發(fā)機械的實用性;規(guī)?;姆N植模式,使得生產(chǎn)資源更加集中,降低板栗生產(chǎn)的成本,從而提高市場競爭力。
人工生產(chǎn)作業(yè),勞動強度大、效率低,板栗產(chǎn)業(yè)機械化的發(fā)展能夠有效解決這些問題。提高科技投入,加強板栗生產(chǎn)機械的研究,可以降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)率;有針對性地研發(fā)板栗專用生產(chǎn)作業(yè)機械,實現(xiàn)全生產(chǎn)過程的機械化作業(yè)與管理,實現(xiàn)板栗從筑田、耕作、挖坑、栽培到灌溉、施肥、除草、修剪再到板栗的采收、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的機械化;提倡研發(fā)多功能一體的生產(chǎn)機械,一機多用,提高機械利用率,降低因購買眾多不同種類的機械而增加生產(chǎn)成本;自動化機械的研發(fā)與應(yīng)用,將會提高操作的便捷性,使得非專業(yè)人士也可以輕松上手,大大降低勞動強度,提高生產(chǎn)率。
加工機械需更加精深化、多樣化的發(fā)展,降低板栗加工時因果實破碎造成的損失,提高加工產(chǎn)品的多樣性與科技含量,擴大產(chǎn)品銷路。在品質(zhì)檢測等方面可以大力發(fā)展更加智能化便捷化的技術(shù)與工具,如利用近紅外光譜技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)檢驗的方式相結(jié)合的檢驗方式,可對板栗的品質(zhì)進行大量且快速的分級,提高板栗產(chǎn)品的質(zhì)量,提高我國板栗產(chǎn)品的競爭力。
隨著中國板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,板栗產(chǎn)業(yè)的信息化得到了初步的發(fā)展和進步,未來板栗產(chǎn)業(yè)的信息化程度將越來越高。在信息化發(fā)展方面,首先應(yīng)提高基礎(chǔ)建設(shè),如水利、通訊等設(shè)施,尤其是山區(qū),方便栗農(nóng)與市場的信息交流,避免無人收購導(dǎo)致滯銷的問題;其次需以網(wǎng)絡(luò)、多媒體、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等為基礎(chǔ),完善板栗產(chǎn)業(yè)的信息,使栗農(nóng)足不出戶,利用電腦、手機等設(shè)備就能夠及時獲取板栗生產(chǎn)、加工、貿(mào)易以及銷售等情況;大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺,請專業(yè)人士現(xiàn)場授課或錄制課程,便于栗農(nóng)在網(wǎng)上及時學(xué)習(xí)新的板栗生產(chǎn)技術(shù),提高栗農(nóng)的綜合素質(zhì)。
當(dāng)今綠色發(fā)展、可循環(huán)發(fā)展已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流趨勢之一,國外早已對板栗的栗苞、果殼等工業(yè)廢料可循環(huán)利用進行了研究,我國尚處在發(fā)展階段。提高板栗產(chǎn)業(yè)的可循環(huán)發(fā)展,應(yīng)加大科技研究的投入,創(chuàng)新研究出栗苞與栗殼等廢棄物的循環(huán)應(yīng)用,不僅僅局限于作為工廠的燃料,還可以利用板栗殼生產(chǎn)具有生物活性的化合物,如國外Squillaci等[17]就對板栗的工業(yè)廢料進行了提取,詳細(xì)研究了提取物中的成分,并證明了提取物可作為護膚品配方中潛在活性成分。我國應(yīng)當(dāng)借鑒國外現(xiàn)有的研究,開發(fā)適宜我國國情的可循環(huán)利用方式,提高資源利用率,促進產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。
我國作為世界板栗出口量最大的國家,板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出與國際接軌的趨勢。促進板栗市場的國際化發(fā)展,需加強板栗市場體系建設(shè),要做到拓寬銷售和流通渠道,及時提供板栗產(chǎn)業(yè)信息,促進板栗生產(chǎn)者與銷售者的交流,嚴(yán)格禁止惡意競爭等行為,努力優(yōu)化企業(yè)發(fā)展環(huán)境,優(yōu)化對板栗生產(chǎn)、加工、經(jīng)營企業(yè)的管理與服務(wù),積極引導(dǎo)組織栗農(nóng)形成板栗生產(chǎn)、經(jīng)營合作社,共同抵抗市場風(fēng)險,共享技術(shù)、設(shè)備、信息[18]。健全板栗產(chǎn)品安全衛(wèi)生和質(zhì)量監(jiān)控體系[5],加大對藥物及其他殘留有害物的檢測,與國際板栗產(chǎn)品質(zhì)量檢測等級標(biāo)準(zhǔn)接軌,提高國內(nèi)板栗產(chǎn)品質(zhì)量。大力培育龍頭企業(yè),實行生產(chǎn)、貯藏、加工和銷售一體化,龍頭企業(yè)與周邊板栗產(chǎn)區(qū)聯(lián)合協(xié)作,充分發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢,帶動地區(qū)板栗產(chǎn)業(yè)發(fā)展[19]。實施品牌戰(zhàn)略,增強栗農(nóng)以及企業(yè)的品牌意識,注意品牌保護,杜絕假冒品牌,積極開拓國際市場,開發(fā)板栗加工食品貿(mào)易,提高中國板栗價格競爭力。
中國作為世界板栗生產(chǎn)第一大國,近10年來板栗收獲面積以及板栗產(chǎn)量有較穩(wěn)定的增長,中國板栗的生產(chǎn)情況直接影響著世界板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但中國板栗單位面積產(chǎn)量仍有很大的發(fā)展空間;我國板栗主產(chǎn)地產(chǎn)量基本呈增長趨勢,部分地區(qū)板栗產(chǎn)量自2015年開始有所下降,后又趨于穩(wěn)定;中國是板栗出口量最多的國家,但出口單價遠(yuǎn)低于世界板栗出口額位于前5的國家,致使出口總額于2017年位居第2,因此在國際市場中價格競爭力較弱。
中國作為板栗的原產(chǎn)地,近年來板栗產(chǎn)業(yè)得到很大的發(fā)展,但依然存在種植品種雜亂、管理粗放、機械化水平低、經(jīng)濟效益不高等問題,這導(dǎo)致了中國板栗在國際市場上競爭力的降低。中國板栗產(chǎn)業(yè)應(yīng)向著規(guī)?;?、機械化、信息化、可循環(huán)化和國際化的方向發(fā)展,開拓板栗的發(fā)展前景,提升板栗的國際市場競爭力。