科技创新托起杜仲万亿产业梦
杜仲是我国重要战略资源树种,又是我国特有的名贵药材和木本油料树种,更是世界上极具发展潜力的优质天然橡胶资源,也是维护生态安全、增加碳汇、木材储备、实现绿色养殖的重要树种。中国林科院作为我国杜仲研究与产业开发的权威机构,早在20世纪80年代中期就成立了一支由著名杜仲专家杜红岩研究员领衔的杜仲科技创新团队,在杜仲育种、高效栽培与利用研究等领域深耕近40年,取得一系列“从0到1”的突破,让我国杜仲产业实现了从“小众树种”到“万亿潜力产业”的华丽蜕变。
育种攻坚:搜寻产业“基因密码”
杜仲产业的腾飞,始于对种质资源的深度挖掘。20世纪80年代中期开始,以杜红岩为首的杜仲育种专家,踏遍全国杜仲产区,耗时数十年建立起世界上最大的杜仲基因库和核心种质库。如今,已收集种质资源2000多份、筛选核心种质318份,为育种研究搭建起坚实的资源宝库。
在育种策略上,团队紧跟国家战略需求。针对药用市场需求,首次提出了药用杜仲育种策略并开展系统研究,1995年主持选育出国际国内第一批5个杜仲良种“华仲1—5号”,填补了药用杜仲良种的空白。随着杜仲橡胶、木本油料等产业上升为国家战略,团队又创新提出果用、雄花用、果材药兼用等杜仲育种新思路,2005年成功选育我国首批果用高产杜仲橡胶、杜仲α-亚麻酸油良种,此后又主持选育出果用、雄花用、叶用、观赏和果花材药兼用杜仲良种20余个。截至目前,团队采用选择、杂交、诱变、倍性、分子辅助育种等手段,筛选出二倍体、三倍体、四倍体优良无性系100余个,选育不同用途杜仲良种33个,其中国审良种19个,占国内所有国审杜仲良种的100%,为杜仲产业多元化发展提供了核心“种子”支撑。
在良种繁育技术上,首次开展了杜仲机械化规模化高效育苗技术研究与集成示范,取得了重大突破,播种效率大幅度提高,成本降低77.7%。杜仲良种规模化嫁接成活率由83.2%提高到95.0%以上,嫁接繁育推广杜仲良种近2亿株,支撑了我国90%以上杜仲种植基地良种苗木供应。研究成果入选中国林科院“十三五”重点研发计划十大标志性成果,亮相国家“十三五”科技创新成就展。攻克了杜仲良种嫩枝扦插技术难题,将成活率从不足10%提升至90%以上。系列研究成果推动了《全国杜仲产业发展规划(2016—2030年)》的出台,让杜仲和油茶共同成为我国仅有的两个拥有全国产业发展规划的树种。按照规划,我国将在未来形成以杜仲橡胶、杜仲药(保健品)、化妆品、杜仲食品饮品、杜仲籽油、杜仲饲料、杜仲有机肥等为代表的杜仲产品与杜仲林下养殖、森林康养与旅游服务的杜仲产品产业链,直接产值达数千亿元、间接关联产业产值达万亿元的绿色产业集群。
栽培革命:激活土地“增效密码”
“种得好”才能“产得好”。针对传统杜仲栽培产量低、效益差的痛点,团队掀起了一场栽培技术革命,首创多种高效栽培模式,让每一寸土地都释放出更大价值。
20世纪90年代初,团队首创杜仲果园、雄花园、短周期叶用林、果材药兼用国家储备林等高效栽培模式,取得了颠覆性研究成果。其中,杜仲果园产果量较传统栽培模式提高40倍,每公顷杜仲橡胶产量从75公斤飙升至600公斤,让杜仲橡胶这一战略资源的规模化提取成为可能。雄花园高效栽培模式通过精准管理,每公顷产雄花达3.3—4.5吨。短周期叶用林高效栽培模式让叶片产量大幅提升,高密度叶皮材兼用林每公顷产叶15吨以上、橡胶450公斤以上,实现了叶、皮、材的协同增收。果材药兼用国家储备林每公顷年产果量3吨、木材7.5立方米、杜仲皮500公斤,综合效益显著提升。杜仲良种及高效栽培技术已在全国推广10万公顷,显著提升了我国杜仲栽培技术水平。
2014年12月,国务院办公厅印发《关于加快木本油料产业发展的意见》,明确将杜仲列为重点支持的木本油料树种。2015年2月,中央一号文件明确启动天然橡胶生产能力建设规划。国家发改委于2011年、2019年和2023年连续3次将“天然橡胶及杜仲种植生产”列为鼓励类产业目录。这是团队研究成果得到高度重视的具体体现,更是引领杜仲研究与产业发展向更高水平迈进的重要基础。
全链开发:解锁资源“价值密码”
“吃干榨净”是杜仲产业高附加值的秘诀。针对杜仲利用途径单一、综合利用率低和产品附加值低的突出问题,团队从20世纪80年代起开展杜仲高效利用技术研究与开发,系统开展杜仲果实、雄花、叶、皮等综合利用研究,获得20余项国家发明专利,构建起覆盖多领域的全产业链体系。
20世纪90年代初,团队首次提出杜仲雄花利用的新思路,首创杜仲雄花茶及系列产品研发等专利技术,目前杜仲雄花茶已成为保健品市场炙手可热的产品。21世纪初,创新了杜仲油精炼、亚麻酸油抗氧化及杜仲亚麻酸软胶囊生产技术,推出降血脂、降血压的杜仲α-亚麻酸软胶囊等系列产品。利用蒸汽爆破创新工艺研发出杜仲叶茶,产品主要成分含量大幅度提高。在现代农业领域,团队首创杜仲功能饲料及无抗养殖技术,将杜仲叶提取物应用于鸡、猪、牛、羊、鱼等畜禽水产养殖,不仅改善肉质、提高免疫力,还能显著减少抗生素的使用及其对人体的危害。通过充分利用杜仲叶、枝丫材等“边角料”,团队研发出杜仲香菇、木耳等功能型食用菌专利技术,让林业废弃物变身营养丰富的食材。
如今,杜仲系列产品已覆盖国防、军工、橡胶工业、高铁、中药、健康食品等国家战略领域,产业附加值实现质的飞跃。研究成果促进了国家卫健委将杜仲叶列入药食同源(食药物质)目录,这对杜仲产业发展具有里程碑意义。2017年,“杜仲产业发展工程”被列入“十三五”全国林业产业重点建设工程,显著提升了杜仲产业的国际地位和市场竞争力。
模式创新:构建产业“生态密码”
产业的可持续发展离不开良好生态的支撑。团队创新性地构建起自然科学、社会科学与企业紧密合作的产业发展新模式,为杜仲产业注入持久动力。
团队与中国社会科学院合作,连续发布了《杜仲产业绿皮书》。绿皮书不仅建立了我国杜仲产业权威话语平台,更被业界评价为“一本皮书撬动了一个产业”,跻身我国400余种皮书中最具特色和影响力的皮书行列。2017年,社科文献出版社拍摄的微电影《杜仲的故事》在北京木偶剧院放映,让公众了解到皮书背后科研人员的坚守与付出。
为加速杜仲科技成果转化,构建产学研深度融合的全国杜仲技术创新与成果转化平台。团队在全国杜仲主产区建立26个良种示范、高效栽培与产业开发基地,推动企业、科研院校协同攻关关键技术,完善产业标准体系。通过资源共享、技术推广,加速了良种和技术的落地,让每公顷综合效益从传统种植的不足6000元,迅速提高到6万—9万元,让昔日“低效林”变身“致富林”,有力促进了产区农民增收致富。
当然,我国杜仲产业发展还存在一些亟待解决的突出问题,如适宜现代产业发展的杜仲(橡胶)资源不足,一些产区对杜仲良种及高效栽培技术的认识还不够高,杜仲高效育种技术、杜仲橡胶规模化高效提纯技术瓶颈等也亟待突破,杜仲产业的科技支撑和政策资金支持力度还需要进一步加强……带着这些问题,团队表示,将依托数十年建立起来的创新体系和成果积累,朝着打造年产值万亿元杜仲产业集群目标继续迈进。
从种质创新到全链开发,从技术突破到模式创新,中国林科院杜仲科技创新团队为杜仲产业健康发展插上翅膀,让这一国家战略资源树种在新时代焕发出蓬勃生机,书写着林业科技创新赋能产业振兴的精彩答卷。(安璐)
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