束靖,王信宏,馬曉君

(山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,山東濟南 250100)

酸棗(Ziziphusjujubavar.spinosa)為鼠李科棗屬植物(圖1),其種子即酸棗仁。酸棗仁作為大宗中藥材被廣泛應(yīng)用于臨床,具有養(yǎng)心補肝,寧心安神,斂汗,生津等功效?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,酸棗葉、果肉和樹皮等部位也含有大量功能物質(zhì),具有廣闊的開發(fā)潛能和市場前景。近年來,由于在食用、保健和藥用方面的重要價值,人們對酸棗產(chǎn)品的需求不斷增長,導(dǎo)致酸棗仁、酸棗葉等中藥及保健產(chǎn)品價格居高不下。酸棗產(chǎn)業(yè)受到越來越多市場的青睞,巨大的需求與資源供應(yīng)之間的矛盾日漸突出。

圖1 酸棗結(jié)果狀

由于酸棗耐鹽堿、耐貧瘠、耐干旱等特性,可以充分利用鹽堿地、干旱山坡、丘陵等土地資源進行種植,是干旱崗坡山地、鹽堿地適宜的生態(tài)經(jīng)濟樹種,已成為地方政府在推進鄉(xiāng)村振興進程中大力扶持的特色產(chǎn)業(yè)[1]。但在酸棗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程中從資源、種植到加工存在諸多問題,這在一定程度上影響了種植戶的積極性,制約了酸棗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。筆者對中國酸棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述,對酸棗產(chǎn)業(yè)未來研究方向和發(fā)展趨勢進行了預(yù)測,提出了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑,為酸棗產(chǎn)業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展提供指導(dǎo)。

1 酸棗產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 酸棗的研究現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇

在“健康中國”國家戰(zhàn)略背景下,酸棗作為藥食同源中藥材正在進入市場需求快速發(fā)展階段。酸棗仁性平,味甘、酸,在藥品、化妝品和食品等領(lǐng)域開發(fā)前景廣闊。以保健食品種類計算,酸棗仁在所有中藥材中出現(xiàn)頻率排在第20位[2]。

酸棗野生資源主要分布在中國遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山東、山西、河南、陜西、甘肅、寧夏、新疆、江蘇和安徽等地區(qū)。目前酸棗仁供應(yīng)主要依賴于野生酸棗,而野生酸棗資源量逐年下降、采收勞動力不足等因素造成了酸棗仁價格的不斷上漲(圖2)。根據(jù)康美中藥網(wǎng)、中藥材天地網(wǎng)提供的河北和山東兩個酸棗仁主產(chǎn)區(qū)的價格來看,自2018年以來酸棗仁價格逐步上漲,尤其是2021年之后酸棗仁價格直線上升。已從2018年的不足200元/kg上漲到2023年的1 000元/kg。

圖2 河北、山東產(chǎn)區(qū)酸棗仁價格走勢圖

據(jù)統(tǒng)計全國野生酸棗仁產(chǎn)量約8 000～10 000 t,市場需求量2～3萬t,供求嚴(yán)重失衡。因此,發(fā)展野生酸棗人工栽培成為必然趨勢,這是發(fā)展酸棗產(chǎn)業(yè)難得的歷史機遇。近年來,中國酸棗產(chǎn)業(yè)呈區(qū)域性發(fā)展的特點,主要集中在河北、山東、陜西等地。雖然各地產(chǎn)區(qū)每年都會產(chǎn)出大量酸棗,但真正能夠大規(guī)模生產(chǎn)酸棗仁的地方主要集中在河北內(nèi)丘縣、贊皇縣以及山東汶上縣。隨著市場需求的不斷增加,進口酸棗仁(理棗仁)由于不符合藥典標(biāo)準(zhǔn)而被逐出市場,加上較高的價格及政府支持力度的提升,吸引了廣大藥材種植戶不斷擴大酸棗的種植面積。據(jù)報道,河北省目前人工種植和野生酸棗面積約2.33萬hm2,計劃到2025年擴大到3.33萬hm2[1]。

1.2 酸棗副產(chǎn)物發(fā)展及利用現(xiàn)狀

在酸棗仁作為藥食兩用中藥材被廣為利用的同時,酸棗副產(chǎn)物也因具有較高的經(jīng)濟價值而引起人們的重視與利用,包括酸棗葉、酸棗花、酸棗果肉、酸棗核殼、酸棗樹根和樹皮等。

酸棗葉被稱為“東方睡葉”,其化學(xué)成分主要有三萜及皂苷類、黃酮類等[3],酸棗葉中的五環(huán)三萜皂苷具有明顯的安神功效。試驗觀察到,酸棗葉提取物可增加巴比妥鈉誘導(dǎo)的小鼠睡眠發(fā)生率并抑制苯丙胺的中樞興奮作用[4]。還有藥理學(xué)研究認(rèn)為,酸棗葉具有抗氧化[5,6]、保肝[7]和抗真菌[8]等功能。目前,酸棗葉最常見的加工方式是殺青、揉捻后炒制成為保健茶[9,10](圖3)。酸棗葉經(jīng)發(fā)酵或粉碎后還被用來作為功能性食品的原料,被制作成為餅干、蟲茶、食用矯味劑等[11]。

圖3 酸棗葉、芽相關(guān)產(chǎn)品

酸棗果肉營養(yǎng)豐富,包括多種維生素、有機酸、礦質(zhì)元素和可溶性糖等。高效液相色譜法分析發(fā)現(xiàn),酸棗中含有草酸、蘋果酸、乳酸、酒石酸、乙酸、檸檬酸和琥珀酸等有機酸,而且有機酸含量非常高[12]。鮮酸棗果肉中的可滴定酸含量高達0.29%～6.33%[13]。酸棗成熟果肉的維生素C含量很高,是蘋果和梨的100多倍[12]。目前,酸棗果肉的利用研究多集中于發(fā)酵后開發(fā)成酸棗醋以及打粉后開發(fā)的酸棗面、酸棗汁等。郭盛[14]等研究表明,成熟酸棗果肉中含有與酸棗仁相同的三萜皂苷類成分,具備開發(fā)成鎮(zhèn)靜催眠、抗抑郁及甜味抑制劑等保健產(chǎn)品的價值。酸棗為典型的蟲媒花,其花量大,蜜腺具有特殊的清香味,是中國華北華東地區(qū)重要的蜜源植物之一[15]。酸棗蜂蜜茶色透亮,不易結(jié)晶,其味酸中略帶微甜,有開胃健脾、生津止渴之功。酸棗仁油具有鎮(zhèn)靜安神、抗抑郁、抗腫瘤、降血脂和抗氧化等多重藥理活性,使其在藥品、食品和化妝品等領(lǐng)域開發(fā)前景廣闊[16]。酸棗核殼中含有木質(zhì)素類及礦物質(zhì)成分。酸棗樹根中含有三萜類、黃酮類、生物堿及甾醇類等物質(zhì)[17]。

1.3 酸棗砧木的利用

由于酸棗與棗親緣關(guān)系較近,加之酸棗耐鹽堿、抗旱、耐貧瘠和適應(yīng)性強等特性,20世紀(jì)60年代開始,利用酸棗嫁接大棗的技術(shù)被廣泛研究與推廣[18,19]。姚勝蕊、陳彩霞、張本友等發(fā)表了關(guān)于利用酸棗嫁接棗樹及建園的技術(shù)要點[20-22]。目前,生產(chǎn)上大多用酸棗作為紅棗的砧木,在新疆等地得到了大面積推廣[23],在遼寧等地也利用酸棗砧木嫁接來解決梨棗的凍害問題[24]。在國家發(fā)展林果業(yè)上山上坡,鼓勵利用“四荒”資源的今天,酸棗砧木的優(yōu)勢會更加突出,對于棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

2 酸棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題

2.1 野生資源量銳減

筆者團隊在對酸棗野生資源調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn),由于農(nóng)村勞動力進城務(wù)工、勞動力價格上漲等因素導(dǎo)致漫山遍野采摘酸棗的意愿降低,越來越多地將酸棗植株砍伐整理后集中脫果。這種破環(huán)性的采收方式使得野生酸棗資源急劇銳減,嚴(yán)重破壞了酸棗群落的天然更新,導(dǎo)致野生資源產(chǎn)量出現(xiàn)大面積萎縮。加之,酸棗人工種植受限于種苗數(shù)量等因素,人工種植面積的擴展較慢,酸棗市場產(chǎn)生了較為明顯的供需矛盾。

2.2 種質(zhì)資源較為雜亂

長期的野生生長狀態(tài)以及異花授粉特性,導(dǎo)致酸棗遺傳的多樣性,果形、果實風(fēng)味、藥用成分含量等性狀分離嚴(yán)重。1981年曲澤洲對酸棗的歷史、類型和利用等方面進行了全面論述,并將酸棗果形歸納為圓酸棗、長酸棗、秤砣酸棗、牛心酸棗、尖果酸棗和扁果酸棗六種類型[25]。之后丁雯[26]對酸棗種質(zhì)資源的綜述性文章中提到對酸棗果實外觀性狀的描述多達50余項,同一產(chǎn)地甚至同一產(chǎn)地不同植株上酸棗各農(nóng)藝性狀差異也很顯著。文獻檢索中發(fā)現(xiàn)有關(guān)酸棗仁藥用成分的報道,其中酸棗仁皂苷A最低約0.03 mg/g[27,28],最高約1.67 mg/g[29],兩者相差53倍。

2.3 栽培技術(shù)和品種選育工作滯后

《我國古代的棗樹栽培》一文中認(rèn)為,酸棗是棗的野生種[30],在3 000年的棗樹栽培歷史中,酸棗一直處于野生狀態(tài)。由于近年來酸棗仁藥材的價格不斷上漲,酸棗的人工種植逐漸興起,人工種植歷史較短,雖然出現(xiàn)了一些關(guān)于直播建園、寬窄行密植、起壟栽培等技術(shù)的研究[31,32],但實際生產(chǎn)中,酸棗種植依舊是較為原始粗放的模式,種植行株距、施肥、施藥、灌溉等種植管理沒有規(guī)范可依,尤其是缺乏鹽堿地、貧瘠荒地、干旱山坡等土地上的種植栽培技術(shù)。

目前,中國酸棗種質(zhì)資源的研究主要集中在資源的調(diào)查收集、保護利用和鑒定評價方面。酸棗種質(zhì)創(chuàng)新利用技術(shù)不高的問題依舊存在,雜交育種尚未取得根本性突破,極大地限制了種質(zhì)資源的高效利用,缺乏具有重要育種和栽培利用價值的優(yōu)異資源,種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定評價技術(shù)也有待進一步研究。

不同區(qū)域、不同居群和不同植株酸棗在形態(tài)、口感風(fēng)味、藥用成分上的差異為酸棗品種選育提供了豐富的材料。但相比較于蘋果、桃等水果,較短的栽培和品種選育歷史使得酸棗很難通過傳統(tǒng)的育種手段培育出特異性、一致性和穩(wěn)定性均較高的品種。目前,通過審定的一些酸棗品種也由于普及率、接受率低等問題沒有得到大面積推廣?；靵y的種質(zhì)資源嚴(yán)重制約了酸棗仁藥材以及酸棗葉、酸棗果肉等產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性,也在一定程度上制約了酸棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.4 基礎(chǔ)加工環(huán)節(jié)落后,非藥用部位利用率低

雖然人們已經(jīng)意識到酸棗葉、果肉等非藥用部位的重要價值并進行了相關(guān)產(chǎn)品開發(fā),但是產(chǎn)品開發(fā)與研究尚處于起步階段,加之缺少龍頭加工企業(yè)帶動,目前酸棗產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)加工環(huán)節(jié)依舊處于一元化階段,主要的經(jīng)濟收入來自酸棗仁。產(chǎn)業(yè)上游,經(jīng)銷商一般收集帶果肉的酸棗鮮果或干果,鮮果或干果脫肉后進行機械破殼。在酸棗仁加工過程中,每30 kg酸棗鮮果僅能產(chǎn)出1 kg 酸棗仁。大量的酸棗果肉、酸棗葉等非藥用部位多被丟棄,利用率低。據(jù)統(tǒng)計,每年近10萬t酸棗果肉等非藥用部位被廢棄[14]。落后的加工過程一方面造成果肉的大量浪費,另一方面會產(chǎn)生酸水和廢渣,對環(huán)境造成破壞。

3 未來研究方向與發(fā)展趨勢

3.1 酸棗產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律的研究

由于人工栽培歷史較短,酸棗的生物學(xué)特性、養(yǎng)分需求規(guī)律、產(chǎn)量和品質(zhì)形成規(guī)律以及產(chǎn)量和品質(zhì)調(diào)控規(guī)律等尚不清楚,栽培措施對酸棗仁產(chǎn)量、三萜皂苷形成的影響也不清晰。未來應(yīng)對酸棗的生物學(xué)特性、光合性能和生長勢、果實發(fā)育規(guī)律、豐產(chǎn)性和果實經(jīng)濟性狀等進行測定;針對酸棗仁及其副產(chǎn)物的產(chǎn)量和品質(zhì)形成過程,通過表型組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)和全基因組學(xué)等多組學(xué)結(jié)合的方法,建立表型組、基因組和代謝組大數(shù)據(jù)平臺并解析酸棗重要經(jīng)濟性狀的形成過程;通過分離群體構(gòu)建、表型性狀與基因組關(guān)聯(lián)、共表達網(wǎng)絡(luò)進化等分析,研究酸棗其產(chǎn)量、品質(zhì)、果實顏色、口感、貯藏特性以及活性物質(zhì)成分等重要經(jīng)濟性狀的形成規(guī)律,為酸棗高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和可持續(xù)栽培措施的研究奠定理論基礎(chǔ)。

3.2 完善酸棗標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)

一方面要結(jié)合酸棗仁產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律的研究,挖掘種植端酸棗仁品質(zhì)控制的關(guān)鍵因素,根據(jù)種植區(qū)域氣候、土壤條件制定酸棗仁生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程(SOP),規(guī)范施肥、澆水、噴藥和修剪等生產(chǎn)管理過程,便于農(nóng)戶標(biāo)準(zhǔn)化操作;建立酸棗仁生產(chǎn)質(zhì)量追溯體系,保證從建園、定植、栽培管理、采收和加工、包裝、貯運到發(fā)運全過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)可追溯。

另一方面應(yīng)將酸棗的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與機械化、信息化進行充分結(jié)合。從種植的各個步驟考慮栽培措施的開發(fā)與機械化研發(fā)的有機結(jié)合,如株行距設(shè)置應(yīng)方便機械化除草、施肥、采收;要考慮酸棗的種植與現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)相結(jié)合,建立酸棗水肥需求及光合速率模型,計算農(nóng)田環(huán)境參數(shù)下對環(huán)境因子的調(diào)控目標(biāo)值,基于大數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型,探尋溫度、光照、二氧化碳、水、肥與產(chǎn)量品質(zhì)之間的關(guān)系,構(gòu)建基于作物需求的多因子環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)。

3.3 酸棗耐鹽堿機理研究及鹽堿地種植技術(shù)開發(fā)

習(xí)近平總書記強調(diào),加快挖掘鹽堿地開發(fā)利用潛力,努力在關(guān)鍵核心技術(shù)和重要創(chuàng)新領(lǐng)域取得突破,將科研成果加快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力,體現(xiàn)了由鹽堿地治理改造到適應(yīng)、保護、利用的科學(xué)性思維。酸棗是具有巨大價值的耐鹽堿植物,應(yīng)明晰酸棗耐鹽堿的生理和分子機理,充分利用酸棗耐鹽堿的種質(zhì)和基因資源。建立酸棗耐鹽堿評價體系,篩選優(yōu)質(zhì)耐鹽堿酸棗種質(zhì)材料;發(fā)掘耐鹽堿分子標(biāo)記、分離關(guān)鍵基因并解析其調(diào)控網(wǎng)絡(luò);明晰酸棗種質(zhì)的特色基因以及該類基因在育種中的地位;開發(fā)高效基因功能鑒定技術(shù),包括病毒誘導(dǎo)基因沉默和穩(wěn)定過表達以及高效基因編輯技術(shù);配套鹽堿地酸棗育苗、水肥措施、整形修剪和生態(tài)防控技術(shù)等,集成鹽堿地酸棗栽培技術(shù)體系。加大黃河流域酸棗種植推廣力度,在生態(tài)利用黃河下游鹽堿地資源的同時,緩解市場對酸棗相關(guān)資源日益增加的需求壓力。

3.4 酸棗大健康產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)業(yè)示范

在中醫(yī)藥健康理論指導(dǎo)下,對酸棗及藥食同源相關(guān)原料進行合理組方協(xié)同增效,利用微生物深層液體發(fā)酵提高功能物質(zhì)的含量、建立功能物質(zhì)的高效綠色生產(chǎn)工藝,開發(fā)可穩(wěn)態(tài)保持的劑型。研發(fā)機理清晰、質(zhì)量可控、安全有效、附加值高的健康產(chǎn)品。

針對酸棗果肉、酸棗葉中的的黃酮類、多酚類、多糖類、皂苷類化合物,探究酸棗副產(chǎn)物中功能成分含量與抗氧化性的量效、構(gòu)效關(guān)系;采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)等多組學(xué)技術(shù),進行代謝通路分析,研究代謝途徑,探究作用機制。以酸棗果肉、酸棗葉為原材料,創(chuàng)制高生物利用率劑型的,具備促進睡眠等大健康副食品,通過對食品的質(zhì)構(gòu)、消化能力、營養(yǎng)特性分析,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,形成穩(wěn)定的大健康產(chǎn)品。