云南河口民族地区小粒种咖啡技术创新经验总结
总结2010年以来云南河口民族地区小粒种咖啡技术创新亮点,分析认为:近年研究制定的《河口小粒咖啡综合技术规范》(DG5325/T 5.1-5.6—2013)标准,规范了本地区小粒种咖啡栽培技术;试验筛选出的高抗锈良种CIF7963(6),加快了本地区良种化进程;“水压自动补偿”灌溉系统,解决了本地区传统灌溉问题;对传统湿法加工实施背压式热风穿透风干燥技术(设备)改造,改变了传统上利用水泥晒场自然晾晒咖啡豆。这些创新亮点促进了本地区小粒种咖啡产业的可持性发展。
关键词 河口民族地区 ;小粒种咖啡 ;技术创新 ;技术改造 ;灌溉系统
中图分类号 S571.2 文献标识码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2017.03.004
Technology Innovations of Arabica Coffee
in Hekou Minority Areas of Yunnan
LI Qin1) DENG Lin2) HE Wei2) CHEN Weiqiang1) LUO Guohong3) BAI Yongping4)
(1 Honghe Research Institute of Tropical Agricultural Sciences of Yunnan Province,
Hekou, Yunnan 661300;
2 Honghe Linyuan Agricultural Science and Technology Development Co., Ltd,
Hekou, Yunnan 661300;
3 Hekou Bureau of Agricultural & Science and Technology, Hekou, Yunnan 661300;
4 Nanxi Farm of Yao Minority Autonomous County, Hekou, Yunnan 661302)
Abstract The highlights for cultivation of arabica coffee (Coffea arabica) in the minority areas of Hekou, Yunnan Province, China since 2010 were reviewed and analyzed. The cultural practices for arabica coffee were standardized since the Comprehensive Cultural Practices for Arabica Coffee in Hekou (DG5325/T 5.1-5.6-2013) was stipulated in the recent years. The arabica coffee variety CIF7963(6) that was highly tolerant to rust was selected and had improved the coffee cultivars in the local area. The automatic water pressure compensation irrigating control system was successfully used to solve the traditional irrigation problems. The traditional wet-processing of coffee beans had been improved by using through-air drying (TAD) technology with back pressure type to replace the traditional drying method for natural drying of coffee beans on the cemented ground. All these innovation highlights promoted the sustainable development of arabica coffee industry in this region.
Keywords Hekou minority areas ; Coffea arabica L. ; technological innovations ; technological transformation ; irrigating system
云南河口民族地區具有发展小粒种咖啡的优越自然地理环境条件[1]。2010年,云南省发展和改革委员会、云南省农业厅、云南省农业科学院所作的《云南省咖啡发展规划》(2010~2020年)规划中,已把河口县列为小粒种咖啡发展的重点县之一[2-3]。2011年6月,河口瑶族自治县人民政府制定了《云南省河口县小粒种咖啡产业发展规划》(2011~2020年),计划10年发展咖啡5 333 hm2[4]。在县域重点龙头企业的示范带动下, 目前全县咖啡面积发展到了1 733 hm2,产值约9 000万元。同时,在传统栽培与加工基础上,以红河麟源农业科技发展有限公司为主的林业龙头企业,2013~2015年承担了国家技术创新项目“河口地区高产抗锈小粒种咖啡良种培育与繁育”(立项代码:13C26215305495)、云南省科技兴边富民专项“河口县咖啡产业开发与规模化种植示范”(2014EB008)及云南省农业标准化示范区项目“河口县小粒咖啡农业标准化示范区”(YNSLS01-12)等一批项目,这些项目主要对本地区传统的小粒种咖啡栽培及加工技术进行了技术创新,也取得了一定成绩,本文重点总结其技术创新点,并分析了存在问题及建议,供各位学者参考。
1 研究制定《河口小粒咖啡综合技术规范》标准及“水压自动补偿”灌溉系统
1.1 引进、消化吸收,再创新研究制定出《河口小粒咖啡综合技术规范》(DG5325/T 5.1-5.6—2013)标准
河口发展小粒种咖啡已经有80多年历史,由20世纪30年代从法国传道士沿滇越铁路引入,现仍保存并分布有一定量的80多年树龄的小粒种咖啡,多为波帮及铁毕卡品种,但真正具有发展规模是从本世纪初开始。目前,河口县发展小粒种咖啡企业主要有红河麟源农业科技发展有限公司、河口枫华商贸有限责任公司及河口金土地农业发展有限公司。
2010年,中共河口县委办公室、河口县人民政府办公室《关于对河口县农业产业发展12个样板建设项目进行任务分解的通知》(河办发[2010]85号)文件,重点建设以红河麟源农业科技发展有限公司的66.6 hm2示范基地[2]。2011年6月3日,该公司的《河口县咖啡标准化示范基地建设项目》(2 000 hm2)通过省发改委立项。在这此龙头企业带动下,全县咖啡面积发展到了1 733 hm2,产值约9 000万元,年产1 000 t干豆的咖啡初级加工厂一座,咖啡栽培主要分布在河口县老范寨乡、瑶山乡、莲花滩乡。但由于管理上不规范,存在着诸多不利的情况,尤其是标准化工作滞后,自主创新能力有待于进一步加强,同时,不注重生产技术的研发、引进吸收与应用,致使产品质量普遍较低,农药化肥残留量高,产业化程度低,技术部门检测设备缺乏,市场准入制度形成滞后等,严重地影响到这一产业的发展。
为此,中共河口县委、县人民政府组织专家小组多次对河口县小粒种咖啡产业标准化种植项目进行研究。2011年,云南省质量技术监督局下达给红河麟源农业科技发展有限公司小粒咖啡标准化研究项目“河口县小粒咖啡农业标准化示范区”(YNSLS01-12)。2012年8月9日,河口县成立了小粒咖啡农业标准化示范区建设领导小组(河政办发[2012]114号),以红河麟源农业科技发展有限公司基地为基础,2011年在老范寨乡建设了66.6 hm2标准化种植示范基地,见图1。通过3年的研究試验、引进、消化吸收,再创新研究,2013年,创新地研究并制定出《河口小粒咖啡综合技术规范》(DG5325/T 5.1-5.6—2013)标准。该标准从生产环境、种苗培育、开垦建园、管理技术、病虫害防治、鲜果采摘与初加工技术等方面规范了咖啡农行为[5-6],促进了河口县小粒种咖啡的健康发展。
1.2 加快云南河口民族地区特色的高产、优质、高抗咖啡良种培育和转化
河口县许多海拔在500~900 m的地区冬季多雾、夏秋季多雨,又受地形环境条件影响,其日照百分率与咖啡各生长时期的荫蔽度相配,这对需短日照的咖啡是适宜的,有利于咖啡的优质高产[4]。但该县为民族区域,少数民族一般生活在大山上,交通落后,科技文化也不发达,他们具备土地和生产小粒种咖啡的气候条件与习惯,但不懂良种及栽培技术,过去都是房前屋后的零星栽培,品种产量低,只能维持自用。之后虽然一些企业多渠道大量引进品种进行栽培,但绝大多数都没有经过适应性试验研究就大量在生产上种植,因此出现了小粒种咖啡品种种植比较混杂的局面。
2013年,红河麟源农业科技发展有限公司承担了国家科技部技术创新基金项目《河口地区高产抗锈小粒种咖啡良种培育与繁育》(立项代码:13C26215305495;批准文号:国科发计[2013]583号)。公司与云南省德宏热带农业科学研究等创建了咖啡产业战略联盟,引进高产、高抗高试代小粒种咖啡良种“DTAR028”(滇S-ETS-CA-005-2006)、“卡蒂姆CIF7963(6)”(滇R-ETS-CA-001-2006)及引进星巴克的“卡杜拉”、“维垃萨其”、“卡杜艾(变种44)”及“卡杜艾”等多个品种,在试验研究基础上经筛选出适应性强的良种CIF7963(6)。
河口县小粒种咖啡产业发展模式主要是以“公司+基地+农民专业合作社+农户”形式,政府以市场为导向,通过培育、扶持省级林业龙头企业建立标准化示范基地,并以村委会为单元支持各村民小组成立农民专业合作社(如老范寨乡斑鸠河村委会等),从而带动农户发展[2]。CIF7963(6)等良种转化也都通过良种示范基地建设、种苗繁育基地建设及加强科技培训,从而引导及加快该地区特色的高产、优质、高抗小粒种咖啡良种CIF7963(6)的培育和转化,至2016年良种CIF7963(6)的转化已经超过1 333 hm2。
1.3 研究出“水压自动补偿”灌溉系统
河口地区冬春干旱十分明显,过去传统上种植小粒种咖啡主要以自然灌溉为主,靠天吃饭。通过多年的研究,红河麟源农业科技发展有限公司的项目示范基地建设中,采用“水压自动补偿”灌溉系统,该系统解决了山地栽培小粒种咖啡因海拔高度落差明显不同而出现水流不均的问题,也是项目的创新点,因为从理论上来说,山顶上的压力比山底下的小,生产中往往会造成山底压力过大水管断裂等情况出现,山顶上的压力小而无法进行灌溉,这样一来进行“水肥一体化”操作时,不能达到理想的效果。同时,滴管很容易堵塞,而“水压自动补偿”灌溉系统,通过水管连接到的滴溉操作中,不会因为山地中海拔高度落差明显不同而出现水流不均的现象,见图2。这一灌溉技术同样也在其它热带作物栽培中得以全面推广,如:山地栽培香蕉等。
2 对传统湿法加工实施背压式热风穿透风干燥技术(设备)改造
在小粒种咖啡初级加工方面,云南商品咖啡豆采用传统湿法加工方法[6],见图3。2012年,河口地区在红河麟源农业科技发展有限公司子母河小粒种咖啡标准化示范基地上,建设有年产1 000 t干豆的咖啡初级加工厂一座,主要按照传统的湿法加工方法来设计建设初级豆加工厂。初级加工厂生产线(设备)包括:初加工厂占地1 hm2(10 000 m2),车间厂房等建筑物占地面积1 000 m2,晒场、鲜果存储池、蓄水池等附属设施占地面积约9 000 m2,购置安装一条咖啡初加工生产线,并购置相应的农用车、咖啡鲜果脱皮、脱胶机及初级豆产品综合分级机,以及研发所需厂房等。
2014~2015年,开始引进临沧凌丰产业(集团)有限公司二项专利技术,国家发明专利“一种咖啡豆干燥干燥方法”(专利号:201410046293.7)及国家实用新型技术专利“一种背压式热风穿透风干燥咖啡设备”(专利号:201420060279.8)进行技术改造。目前,该加工厂年生产能力超过2 000 t商品咖啡豆,折合计算加工原材料为咖啡鲜果10 000 多t(1 333 hm2),具备了加工初级咖啡豆产品、分级包装及销售的能力。
背压式热风穿透风干燥咖啡设备包括:(1)热风炉,(2)热风机,(3)热风室,(4)干燥室。其中,“热风炉”连接“热风机” 连接“热风室” 连接“干燥室”。 “热风室” 与“干燥室”之间设置有热风口,“干燥室”设置有出料口。改造好的加工主要技术路线包括:将浸泡好的含水量约为55%咖啡豆放入上干燥池并摊平,打开上热风口并关闭下热风口,通46℃热风进行连续穿透干燥,当咖啡水分含量到21%时,打开卸料口盖板,将咖啡豆放入下干燥池,并摊平。同时将第二批咖啡湿豆放入上干燥池并摊平,保持上风口开启并且下热风口关闭,热风在对上干燥池的咖啡豆热风穿透式干燥的同时,下干燥池的咖啡豆会受自上而下的热风背压平衡作用,当下干燥池的咖啡豆的水分降到17%时,打开下热风口并关闭上热风口,热风对下池咖啡快速干燥的同时,上干燥池的咖啡也同时得到热风穿透干燥,当下池咖啡豆的水分达到13%的入库要求时,将下池咖啡豆卸出入库,当上干燥池的咖啡豆的水分含量达到21%时,然后又将上干燥池的咖啡豆放入到下干燥池,重复前边操作,即完成咖啡的干燥。
通过技术改造建设,安装背压式热风穿透风干燥咖啡设备,见图4~5,如:“热风炉”及“热风机”等,并建设“热风室”及“干燥室”等,从而改变过去利用水泥晒场晾晒咖啡豆的传统方法,使商品咖啡豆从传统的自然太阳光晾晒到使用该专利技术的干燥,解决了风吹雨淋问题,一级商品豆从传统自然太阳光来晾晒的94%提升到专利技术改造后的97%,农户种植每公顷咖啡可增加收入1 800元/年。
3 分析与体会
3.1 对河口地区小粒种咖啡初级加工厂的技术改造是创新亮点
河口地区秋末、冬季咖啡加工时期阴天寡照增多(频率为50%),尤其是以自然太阳光来晾晒小粒种咖啡豆(果仁)含水量(在12%左右)的产品质量无法得到保障,不能满足加工对光照的需求。为此,引进临沧凌丰产业(集团)有限公司二项专利技术,国家发明专利“一种咖啡豆干燥干燥方法”(专利号:201410046293.7)及国家实用新型技术专利“一种背压式热风穿透风干燥咖啡设备”(专利号:201420060279.8)进行技术改造。改进了不适应发展需求的一些传统技术,解决了生产上的咖啡初级加工豆的问题;同时,现有的初级加工厂过于简易,改造后扩大了小粒种咖啡初级加工产品的规模(量),非常必要。
3.2 “水压自动补偿”滴灌技术解决了云南山地栽培咖啡中的坡地等高的水压问题,是创新亮点
中国的“水肥一体化滴灌技术”分为高级及低级二类模式。低级模式是将肥料溶解于水,人工淋施、浇施或冲施,其起源无从考证;高级模式是肥料溶解后通过灌溉管道带到田间每一株作物,如喷灌、微喷灌、滴灌等,开始于20世纪90年代未,最早用之于大棚蔬菜滴灌及新疆棉花膜下滴灌,目前应用面积已经超过166.6万hm2,主要用之于蔬菜、棉花、玉米、马铃薯、花卉。
咖啡的“水肥一体化滴灌技术”是基于咖啡生长特性和果园环境状况等条件,将灌溉与施肥有机地结合起来的一项现代农业综合技术措施。近年滴灌技术逐渐应用于其它作物栽培,并取得了明显的效益,应用水肥一体化滴灌技术已是当前规模化、标准化农业生产的必要灌溉施肥技术。水肥一体化滴灌技术工程包括技术要求、水质净化、工程模式及设施安装、施肥与水分管理、设施维护及其他管理,应用于咖啡上能保证适时适量水肥供应,改善咖啡园生态环境,达到节水节肥、提高效率、增产增收等效果。因而,“水压自动补偿”滴灌技术作为其针对云南河口山区栽培环境特点下的“水肥一体化滴灌技术”的再改进型,其生命力及应用前景更加广阔。
参考文献
[1] 陈伟强,赵素梅,李 芹,等. 河口县小粒种咖啡生产的农业气候条件区划与分析[J]. 热带农业科学,2012,32(10):95-98 .
[2] 李 芹 ,陈伟强,王智强,等. 云南河口县特色优势小粒种咖啡产业的培育和发展[J]. 热带农业科学,2012,32(10):91-94 .
[3] 云南省发展和改革委员会,云南省农业厅,云南省农业科学院,《云南省咖啡发展规划》(2010~2020年)[M]. 内部资料(文件附件),2010:7-11.
[4] 云南省河口瑶族自治县人民政府.《云南省河口县小粒种咖啡产业发展规划》(2011~2020年) [M]. 内部资料(文件附件),2011:13-14.
[5] 红河州质量技术监督局发布.《河口小粒咖啡综合技术规范》(DG5325/T 5.1-5.6—2013)[M]. 2013:3-16.
[6] 陈冶华,蒋快乐,陈 罡,等. 6BK-4.0咖啡脱皮脱胶分级一体机的应用研究[J]. 中國热带农业,2015(4):51-53.
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