杜仲是我國重要戰略資源樹種,又是我國特有的名貴藥材和木本油料樹種,更是世界上極具發展潛力的優質天然橡膠資源,也是維護生態安全、增加碳匯、木材儲備、實現綠色養殖的重要樹種。中國林科院作為我國杜仲研究與產業開發的權威機構,早在20世紀80年代中期就成立了一支由著名杜仲專家杜紅巖研究員領銜的杜仲科技創新團隊,在杜仲育種、高效栽培與利用研究等領域深耕近40年,取得一系列“從0到1”的突破,讓我國杜仲產業實現了從“小眾樹種”到“萬億潛力產業”的華麗蛻變。
育種攻堅:搜尋產業“基因密碼”
杜仲產業的騰飛,始于對種質資源的深度挖掘。20世紀80年代中期開始,以杜紅巖為首的杜仲育種專家,踏遍全國杜仲產區,耗時數十年建立起世界上最大的杜仲基因庫和核心種質庫。如今,已收集種質資源2000多份、篩選核心種質318份,為育種研究搭建起堅實的資源寶庫。
在育種策略上,團隊緊跟國家戰略需求。針對藥用市場需求,首次提出了藥用杜仲育種策略并開展系統研究,1995年主持選育出國際國內第一批5個杜仲良種“華仲1—5號”,填補了藥用杜仲良種的空白。隨著杜仲橡膠、木本油料等產業上升為國家戰略,團隊又創新提出果用、雄花用、果材藥兼用等杜仲育種新思路,2005年成功選育我國首批果用高產杜仲橡膠、杜仲α-亞麻酸油良種,此后又主持選育出果用、雄花用、葉用、觀賞和果花材藥兼用杜仲良種20余個。截至目前,團隊采用選擇、雜交、誘變、倍性、分子輔助育種等手段,篩選出二倍體、三倍體、四倍體優良無性系100余個,選育不同用途杜仲良種33個,其中國審良種19個,占國內所有國審杜仲良種的100%,為杜仲產業多元化發展提供了核心“種子”支撐。
在良種繁育技術上,首次開展了杜仲機械化規模化高效育苗技術研究與集成示范,取得了重大突破,播種效率大幅度提高,成本降低77.7%。杜仲良種規模化嫁接成活率由83.2%提高到95.0%以上,嫁接繁育推廣杜仲良種近2億株,支撐了我國90%以上杜仲種植基地良種苗木供應。研究成果入選中國林科院“十三五”重點研發計劃十大標志性成果,亮相國家“十三五”科技創新成就展。攻克了杜仲良種嫩枝扦插技術難題,將成活率從不足10%提升至90%以上。系列研究成果推動了《全國杜仲產業發展規劃(2016—2030年)》的出臺,讓杜仲和油茶共同成為我國僅有的兩個擁有全國產業發展規劃的樹種。按照規劃,我國將在未來形成以杜仲橡膠、杜仲藥(保健品)、化妝品、杜仲食品飲品、杜仲籽油、杜仲飼料、杜仲有機肥等為代表的杜仲產品與杜仲林下養殖、森林康養與旅游服務的杜仲產品產業鏈,直接產值達數千億元、間接關聯產業產值達萬億元的綠色產業集群。
栽培革命:激活土地“增效密碼”
“種得好”才能“產得好”。針對傳統杜仲栽培產量低、效益差的痛點,團隊掀起了一場栽培技術革命,首創多種高效栽培模式,讓每一寸土地都釋放出更大價值。
20世紀90年代初,團隊首創杜仲果園、雄花園、短周期葉用林、果材藥兼用國家儲備林等高效栽培模式,取得了顛覆性研究成果。其中,杜仲果園產果量較傳統栽培模式提高40倍,每公頃杜仲橡膠產量從75公斤飆升至600公斤,讓杜仲橡膠這一戰略資源的規模化提取成為可能。雄花園高效栽培模式通過精準管理,每公頃產雄花達3.3—4.5噸。短周期葉用林高效栽培模式讓葉片產量大幅提升,高密度葉皮材兼用林每公頃產葉15噸以上、橡膠450公斤以上,實現了葉、皮、材的協同增收。果材藥兼用國家儲備林每公頃年產果量3噸、木材7.5立方米、杜仲皮500公斤,綜合效益顯著提升。杜仲良種及高效栽培技術已在全國推廣10萬公頃,顯著提升了我國杜仲栽培技術水平。
2014年12月,國務院辦公廳印發《關于加快木本油料產業發展的意見》,明確將杜仲列為重點支持的木本油料樹種。2015年2月,中央一號文件明確啟動天然橡膠生產能力建設規劃。國家發改委于2011年、2019年和2023年連續3次將“天然橡膠及杜仲種植生產”列為鼓勵類產業目錄。這是團隊研究成果得到高度重視的具體體現,更是引領杜仲研究與產業發展向更高水平邁進的重要基礎。
全鏈開發:解鎖資源“價值密碼”
“吃干榨凈”是杜仲產業高附加值的秘訣。針對杜仲利用途徑單一、綜合利用率低和產品附加值低的突出問題,團隊從20世紀80年代起開展杜仲高效利用技術研究與開發,系統開展杜仲果實、雄花、葉、皮等綜合利用研究,獲得20余項國家發明專利,構建起覆蓋多領域的全產業鏈體系。
20世紀90年代初,團隊首次提出杜仲雄花利用的新思路,首創杜仲雄花茶及系列產品研發等專利技術,目前杜仲雄花茶已成為保健品市場炙手可熱的產品。21世紀初,創新了杜仲油精煉、亞麻酸油抗氧化及杜仲亞麻酸軟膠囊生產技術,推出降血脂、降血壓的杜仲α-亞麻酸軟膠囊等系列產品。利用蒸汽爆破創新工藝研發出杜仲葉茶,產品主要成分含量大幅度提高。在現代農業領域,團隊首創杜仲功能飼料及無抗養殖技術,將杜仲葉提取物應用于雞、豬、牛、羊、魚等畜禽水產養殖,不僅改善肉質、提高免疫力,還能顯著減少抗生素的使用及其對人體的危害。通過充分利用杜仲葉、枝丫材等“邊角料”,團隊研發出杜仲香菇、木耳等功能型食用菌專利技術,讓林業廢棄物變身營養豐富的食材。
如今,杜仲系列產品已覆蓋國防、軍工、橡膠工業、高鐵、中藥、健康食品等國家戰略領域,產業附加值實現質的飛躍。研究成果促進了國家衛健委將杜仲葉列入藥食同源(食藥物質)目錄,這對杜仲產業發展具有里程碑意義。2017年,“杜仲產業發展工程”被列入“十三五”全國林業產業重點建設工程,顯著提升了杜仲產業的國際地位和市場競爭力。
模式創新:構建產業“生態密碼”
產業的可持續發展離不開良好生態的支撐。團隊創新性地構建起自然科學、社會科學與企業緊密合作的產業發展新模式,為杜仲產業注入持久動力。
團隊與中國社會科學院合作,連續發布了《杜仲產業綠皮書》。綠皮書不僅建立了我國杜仲產業權威話語平臺,更被業界評價為“一本皮書撬動了一個產業”,躋身我國400余種皮書中最具特色和影響力的皮書行列。2017年,社科文獻出版社拍攝的微電影《杜仲的故事》在北京木偶劇院放映,讓公眾了解到皮書背后科研人員的堅守與付出。
為加速杜仲科技成果轉化,構建產學研深度融合的全國杜仲技術創新與成果轉化平臺。團隊在全國杜仲主產區建立26個良種示范、高效栽培與產業開發基地,推動企業、科研院校協同攻關關鍵技術,完善產業標準體系。通過資源共享、技術推廣,加速了良種和技術的落地,讓每公頃綜合效益從傳統種植的不足6000元,迅速提高到6萬—9萬元,讓昔日“低效林”變身“致富林”,有力促進了產區農民增收致富。
當然,我國杜仲產業發展還存在一些亟待解決的突出問題,如適宜現代產業發展的杜仲(橡膠)資源不足,一些產區對杜仲良種及高效栽培技術的認識還不夠高,杜仲高效育種技術、杜仲橡膠規模化高效提純技術瓶頸等也亟待突破,杜仲產業的科技支撐和政策資金支持力度還需要進一步加強……帶著這些問題,團隊表示,將依托數十年建立起來的創新體系和成果積累,朝著打造年產值萬億元杜仲產業集群目標繼續邁進。
從種質創新到全鏈開發,從技術突破到模式創新,中國林科院杜仲科技創新團隊為杜仲產業健康發展插上翅膀,讓這一國家戰略資源樹種在新時代煥發出蓬勃生機,書寫著林業科技創新賦能產業振興的精彩答卷。