天然橡胶是国家重要战略资源,科技创新是保障产业安全和推动高质量发展的重要支撑。"十四五"期间,在农业农村部指导和国家天然橡胶产业技术体系组织推动下,全国科研院所、高校和企业协同开展科技创新,在种质创新、高效栽培、病虫害防控、加工利用等领域取得积极进展,为天然橡胶产业高质量发展提供了有力科技支撑。
为总结"十四五"科技创新成效、展望"十五五"发展方向,国家天然橡胶产业技术体系有关专家对我国天然橡胶科技发展进行了系统梳理和研究,形成《我国天然橡胶产业科技 “十四五” 回顾与“十五五”展望》一文。中国天然橡胶协会结合行业关注热点,对文章重点内容进行了摘编,现分享如下。


海南邦溪万亩胶园航拍
一、“十四五”时期天然橡胶产业发展成效
(一)产业发展稳中有进,扶持政策不断完善
“十四五”时期,天然橡胶产量恢复增长,年均增长2.8%,年产量从2020年的82.6万吨增长至2025年的97.3万吨,连续3年突破历史产量;种植面积从2020年的1709万亩略减至2025年的1694万亩,总体保持平稳。

海南橡胶邦溪分公司邦溪作业区十六队胶工张健仔细检查橡胶树割面

清理橡胶树割面,为凌晨割胶做准备
科技支撑能力提升。“耐寒抗风高产橡胶树品种培育及其应用”荣获2023年度国家科学技术进步奖二等奖,自主品种全国胶园占有率从本世纪初的5%提高到38%;天然橡胶新型种植材料创新基地于2021年在海南儋州建成投产,累计培育“热研73397”组培苗近180万株,示范基地面积超3万亩;熟化“D 5-7”超低频技术(5~7天割1刀),电动割胶刀进入大规模推广阶段,固定式割胶机进入示范应用阶段,自走式割胶机进入验证阶段;新构建3大类50余种橡胶农林复合体系,突破特种天然橡胶加工关键技术。
政策支持力度显著增大。2022年启动实施天然橡胶良种良法补助;2023年底启动实施天然橡胶综合保险项目,包括物化成本、完全成本和收入保险;在主产区启动实施天然橡胶产业集群、现代农业产业园、农业产业强镇等产业项目;继续实施林业补贴,海南省启动实施电动胶刀和自动割胶机购置补贴,为产业稳定发展提供了政策保障
(二)“十四五”时期主要科研领域重要进展
1.初步建立橡胶树生物育种技术体系
2025年底,我国保存橡胶树种质资源6000余份。“热研73397”基因组序列于2016年发布,2025年组装了该品种单倍型解析的“端粒到端粒(T2T)”基因组序列。2023年完成染色体水平的野生橡胶树基因组和栽培橡胶树基因组。基于超高密度遗传图谱,首次决定橡胶树产量、生长等重要性状的数量性状位点(QTL)精准定位到单个基因,为优良品种选育提供了更加精准的分子靶标。建立橡胶树CRISPR/Cas9基因组编辑技术,获得纯合编辑植株。利用新型育种技术提高橡胶草的橡胶产量并缩短其育种周期。
2.优化橡胶树育苗基质及体胚再生技术
我国橡胶树种苗产业在育苗基质优化、苗木根团控制等多个关键环节取得显著技术进步。筛选出以泥炭土和椰糠、王草纤维、甘蔗渣、腐熟橡胶树木皮等为主要原料的环保轻质化育苗配方,并形成了大型苗培育技术。修订了《橡胶树种苗》两项国家标准。成功获得“热垦628”和“GT1”的体胚植株,建立了体胚发生频率达100%的“热垦525”Ⅱ型胚性悬浮细胞系。比较了32个品种的体胚发生能力,证实体胚发生能力存在显著且可遗传的基因型差异。制定了组培苗繁育的行业标准和地方标准。

中国热带农业科学院橡胶树育种团队的科研人员在儋州院区的培养室里观察橡胶树试管苗
3.夯实橡胶树产胶遗传研究基础
基于基因组分析,揭示了橡胶树进化历史,证实了橡胶延伸因子/小橡胶粒子蛋白(REF/SRPP)基因家族的扩张及乳管功能特异性分化是天然橡胶生物合成的重要分子基础。通过群体遗传分析明确了乳管列数增加为早期驯化的关键性状,而树干树皮中的次生乳管作为橡胶合成的结构基础直接决定产量潜力。揭示了不同品种对乙烯利刺激的响应差异,计算出乙烯利的最高体积分数为0.15%。证明了油菜素内酯、赤霉素激素及壳聚糖等对橡胶树产量和品质具有提升作用。阐明了乙烯利和赤霉素促进增产和抑制开花的作用机制,解析了与排胶密切相关的抗性基因结构与功能。
4.研发轻简化生态栽培与胶园复合经营技术
在橡胶树高效栽培技术体系方面,开发试验适宜发展间作的复合栽培模式,海南、滇南试验显示,行间间作空间和光照强度提高25%以上,产量增加11%~14%。推动橡胶树专用肥向缓释长效、施肥定量轻简和肥料品种多元化等方向改进,试验区干胶产量提高7.9%~39.1%,减少施肥次数1次,氮肥用量减少20%以上。建立新植胶园多年生豆科绿肥覆盖模式,试验区土壤有机碳含量及橡胶树叶片全氮含量有效提高。在栽培技术方面,科研团队以“热研879”“云研774”等优良品种为主,集成“留高截干+防风缓冲带”等抗风栽培模式。推广试验表明,在14级台风条件下,橡胶树断倒率由28%降至11%;同时,配套“寒害预警+微喷调温”技术,有效提升了植胶区抵御低温灾害的能力,使云南植胶北缘地区寒害造成的减产幅度由15%降至5%以内。
在橡胶园综合利用方面,积极推广林下经济发展模式,益智、砂仁、格叶等多年生耐阴作物已在胶园广泛种植,其中益智种植面积达到40万亩。同时,探索全周期套种香蕉、南瓜、辣椒、五指毛桃、竹芋等中短期经济作物,实现了“一地多收”,显著提升了胶园综合经济效益。

橡胶+益智立体胶园
在生态胶园建设方面,创新构建“橡胶树+珍贵树种+药用(香用)草本植物”三层复合种植模式,示范区植物多样性显著提升,土壤侵蚀减少45%,生态环境得到明显改善。
碳汇方面,动态监测结果表明,橡胶园具有良好的固碳增汇能力,其中幼龄胶园年均固碳约2.3吨二氧化碳/公顷,成龄胶园可达4.1吨二氧化碳/公顷,为天然橡胶产业绿色低碳发展提供了有力支撑。
与此同时,围绕特种胶园和生态胶园建设,制定并发布了《特种胶园划定规范》《特种胶园建设规范》《特种胶园生产技术规范》和《生态胶园建设规范》等农业行业标准,为天然橡胶产业标准化、规范化和可持续发展提供了技术依据。
5.丰富橡胶树病虫害防治手段
研发以“根康”药剂为核心的根病防控体系,开发季风性落叶病和割面溃疡病防治烟剂与膏剂,烟剂防效60.14%、膏剂防效72.65%。针对叶螨、介壳虫、小蠹虫等,形成以生物防治为核心的绿色防控技术和以理化诱控为主的防控技术。研发出30%炔螨特·哒螨灵和12.5%乙螨唑·哒螨灵热雾剂,对叶螨3天防效达90%。研发基于信息素的小蠹虫高效诱捕技术及DNA条形码鉴定技术。制定发布白粉病飞防飞控、六点始叶螨监测和根病监测等技术规程。
6.构建新型采收技术与装备体系
气刺短线采胶、超低频采胶等高效技术累计推广超150万亩。发明分布式微创采胶、免割单孔采胶、钻孔采胶等适宜机械化作业的新型采胶方法。明确了乙烯利刺激是导致死皮高发的主要原因。“D6”(6天割1刀)割制在增产同时还能提高橡胶品质。便携式电动割胶刀已实现割胶深度与耗皮的精准控制,进入市场开拓阶段;固定式全自动割胶机已在国内小范围规模化试点;自走式割胶机器人初步具备林间自主导航与作业功能,仍处试验测试阶段。
7.研发与集成应用橡胶加工技术
通过无损加工策略制备高缠结度、均匀和低缺陷的高性能天然橡胶,大幅提高拉伸强度、断裂韧性和抗撕裂性能。开发高频无剪切超聚态天然橡胶生产工艺,运用于全钢子午线轮胎胎面和建筑物隔震支座。低氨/无氨保存技术在乳胶枕头、床垫、导尿管等产品中完成应用评价。航空轮胎等关键领域专用胶加工技术取得突破,在多种机型飞机轮胎中通过动态试验与试飞验证,国防装备、高铁减振器、矿用非公路轮胎等专用胶也通过评价验证。高温热处理生产炭化橡胶木改善尺寸稳定性,可生产实木地板;低分子量氨基树脂、硅溶胶浸注提升板材硬度、强度和阻燃性能。
二、关键科技瓶颈
当前,天然橡胶产业劳动生产效率低、单位面积产出率低、关键领域使用率低的“三低”问题仍突出,如橡胶园单位面积产量长期在70~80kg/亩波动,连续25年“不前”;种植业综合机械化率远低于水稻、玉米等作物,橡胶园林下经济发展整体偏慢;国产天然橡胶依然无法对关键领域用胶形成持续供应能力,未打破高端用胶几乎依赖进口的困局。产业的背后隐含着亟待解决的科技问题。
(一)品种选育效率较低。
育种目标集中在耐寒高产和抗风高产,对耐瘠、抗旱、抗病、适合林下间作、耐刺激、胶乳质量等方面关注不足。杂交组配结实率低,后代鉴定周期长,传统的杂交育种育成率低。橡胶树优质、高产橡胶的合成与调控机制尚不清楚,无法通过分子设计来定制生产特定用途的高性能特种胶,如航空用高弹性胶、医疗用低过敏胶等。基因编辑、大数据辅助育种等现代育种技术应用不足。橡胶草等产胶植物尚未实现大规模化种植生产。
(二)种苗繁育推广体系不完善。
芽接苗砧穗互作机制不清,林相整齐度不够。组培苗仍以“热研73397”为主,其他品种未实现规模化生产。育苗过程严重依赖人工,机械化程度低。种苗基地管理缺乏系统性,种苗的配套服务不到位,部分地区品种选择与种植园区位不匹配,导致“开割即死皮”的现象严重。
(三)省工高效栽培技术短板与胶园生态功能退化。
随着劳动力成本持续上涨,天然橡胶生产高度依赖人工割胶的矛盾日益突出,省工高效割胶技术推广不足,新型安全高效排胶调节剂供给能力有待提升,橡胶树死皮发生率呈上升趋势。胶园土壤地力下降、有机质流失等问题较为突出,高效施肥和机械化技术应用水平仍然偏低。与此同时,胶园林下资源开发利用不足,新型种植模式和“橡胶+乡土树种”“橡胶+草+畜禽”等复合经营模式推广缓慢。胶园碳汇、生物多样性等生态价值尚缺乏完善的核算方法,生态价值转化渠道有待拓展。受气候变化影响,病虫草害发生加重,季风性落叶病、桑寄生等危害日益突出,而飞防飞控等现代植保技术应用仍需进一步推广。

胶园飞防无人机

无人机智能操作系统及橡胶树叶片喷施效果展示
(四)自动化与智能化割胶装备仍未实现产业化应用。
自动化割胶装备仍存在作业适应性不足、制造成本较高、智能化水平不高等问题。由于橡胶树树干皮层生长差异较大,现有切割装置对割胶深度和耗皮厚度的自适应控制能力有限,难以兼顾胶乳产量和橡胶树经济寿命。同时,受胶园地形复杂、树体生长不一致、林间信号传输受限等因素影响,智能化装备作业精度和运行稳定性仍有待提升。受技术研发和制造工艺制约,自动化割胶装备成本较高,作业效果与人工割胶仍存在一定差距。目前,固定式全自动割胶机仅开展小规模示范应用,自走式智能割胶机器人仍处于样机试验阶段。

电动胶刀

固定式全自动割胶机

自走式智能割胶机器人
(五)初加工技术和功能材料开发不足。
天然橡胶加工领域仍面临质量稳定性和产业化水平有待提升等问题。由于天然橡胶质量形成机制尚未完全阐明,质量调控手段仍显不足,国产天然橡胶特别是特种天然橡胶质量一致性、生产能力和稳定保供能力仍需进一步提升。针对不同应用场景的特种天然橡胶生产技术研发和集成应用仍显不足,与产业化需求存在一定差距。与此同时,初加工工艺升级较为缓慢,自动化、智能化、绿色化加工装备应用不足,加工效率、能耗控制和污染治理水平仍有较大提升空间。功能材料开发方面,在阻尼、减振、吸波、阻燃、介电等方面多功能协同设计能力不足,高性能天然橡胶材料在航空航天、电子电气、轨道交通等高端领域的规模化应用仍面临挑战。此外,橡胶木加工机械化、智能化水平不高,板材干燥易变形、出材率偏低等问题依然制约产业综合利用和附加值提升。
三、“十五五”科研方向建议
未来5年,我国橡胶制造业逐步从规模竞争转向品质竞争,从制品大国转向强国,在汽车保有量提升、新产品不断开发等预期下,尤其是各类机器人产业较快发展的预期下,预计天然橡胶消费量仍将保持增长。新一轮科技革命和产业变革加速突破,技术创新进入前所未有的密集活跃期,尤其数字技术快速发展,科学研究范式发生深刻变化,从基础研究、应用研究、技术研发到产业化的边界趋于模糊,为天然橡胶产业科技发展提供良好的发展环境。
(一)建立表型和基因型相结合的高效育种技术体系。
“十五五”期间,应进一步加强橡胶树种质资源引进和保护利用,持续推进种质资源精准鉴定和泛基因组研究,深入解析高产、优质、抗逆等重要经济性状的遗传基础,挖掘关键功能基因,完善遗传调控机制,为新品种培育提供理论支撑。加快突破高效遗传转化、基因编辑等关键技术,建立精准、高效的现代育种技术体系,提升橡胶树新品种创制能力。同时,构建表型与基因型相结合的高效育种平台,提高育种效率和新品种筛选水平。围绕病虫害绿色防控,深入开展橡胶树与病虫害互作机制研究,加快抗病虫基因挖掘、抗病品种选育以及绿色防控技术研发,为产业持续健康发展提供科技支撑。
(二)开发适合橡胶树芽接苗和组培苗的高效生产技术。
进一步阐明橡胶树砧穗互作机制,突破砧穗适配、根系建成、芽片培育等关键技术,开发容器基质一体化新型苗木,推动育苗技术向绿色化、机械化、园艺化方向发展。加强橡胶树组织培养关键技术研究,突破基因型依赖等技术瓶颈,完善体胚发生及再生培养技术体系。结合芽接苗和组培苗育苗特点,研发适用于全流程育苗的机械化装备,提升良种苗木繁育效率和规模化生产能力。
(三)解码天然橡胶从关键酶机制到异源重构的合成生物学路径。
基于高质量橡胶树基因组图谱,深入解析天然橡胶生物合成机制,研究关键酶功能及调控网络,优化天然橡胶合成路径。挖掘影响排胶和橡胶合成的关键基因,阐明重要调控机制,推进天然橡胶合成酶复合体组装研究,为天然橡胶生物制造提供科技支撑。
(四)智慧生态栽培升级与胶园生态产品价值实现。
探索橡胶树矮化多主枝栽培模式,配套防风设施建设,提升胶园抵御台风等自然灾害的能力。依据生态功能区划,优化“橡胶树+珍贵树种+林下经济”等复合经营模式,完善间作配置、抚育管理等配套技术,推动建设示范胶园。加强橡胶林碳汇及生态产品价值实现研究,推进碳汇核算、生态价值评估和成果转化。建立橡胶园地力监测和土壤健康评价体系,研发土壤改良及生境优化技术,提升胶园生态质量。结合极端环境适应性研究,开发抗逆调控技术,集成卫星遥感、无人机、物联网及移动终端等信息技术,构建“天空地人”一体化智慧胶园管理体系。
(五)集成与应用橡胶树病虫害监测与防控自动化技术。
构建集病虫害监测预警、智能分析、无人机精准施药和绿色防控于一体的“病虫害监测一数据分析一精准施药”综合调控体系,完善橡胶树主要病虫害监测预警技术。加强植保无人机等智能装备应用,优化精准施药配套组件和技术,提高病虫害防控效率。持续推进病虫害精准防控、生物防治及抗病虫资源利用,推动病虫害监测与防控向机械化、智能化、自动化方向发展,加强橡胶树重要病虫害防治关键技术研究。
(六)持续研发高效采胶技术与智能化割胶装备。
开展宜机采收和农艺农机融合研究,建立自动化采收模式,识别诱发死皮的采胶相关技术因素,完善防控技术体系。开展低频采胶、日间采胶、单孔导胶、微创采胶等宜机化采胶技术研究,推进装备设计与农艺技术融合。加强割胶装备基础理论研究,突破复杂工况下地形自适应、林间自主导航、树体识别、树干仿形切割及割深控制等关键技术,研发轻简化、低成本、高适应性的智能割胶装备。
(七)加快加工技术升级和特种天然橡胶产业化。
阐明多尺度微观结构和质量形成机理,研发定向调控技术。协同上下游推动特种胶产业化,加快建设特种胶园及针对不同工况的特种天然橡胶生产能力。熟化鲜胶乳湿法混炼技术,加快无氨浓缩胶乳在胶乳制品生产中配方体系的优化。探索多元化加工环节废弃物资源化利用的方式。开展橡胶木自动化、生态化制材技术研究,集成推广零添加环保型和功能型板材生产技术。
(八)建立以橡胶草为重点的产胶储备植物育种和栽培技术体系。
持续收集和评价产胶植物种质资源,筛选优良种质材料。综合运用比较基因组学、泛基因组学、转录组学等技术,解析产胶性状形成机制,挖掘影响天然橡胶产量和品质的关键基因。以橡胶草为重点,开展精准育种,创制高产、优质、广适型新种质。优化橡胶草栽培技术,探索种植、采收、加工一体化智能生产模式,推动橡胶草产业化发展。
四、结论与展望
“十四五”时期,在科技、政策等有利因素支撑下,国内天然橡胶产业在平稳发展中质量提升,稳定了基本盘,在品种培育、割胶装备、特种高性能胶等方面取得良好进展,但产业发展的风险和挑战并未减弱。“十五五”时期,要以维护国家资源安全为目标,持续优化建强天然橡胶全产业链科技创新体系,加快生物育种、高效栽培技术、自动化割胶装备、特种天然橡胶产业化等关键环节技术攻关,有力支撑产业平稳发展、提质增效,服务关键装备和新兴工业升级。
相关研究成果发表于《中国热带农业》,中国热带农业科学院橡胶研究所刘锐金研究员为论文第一作者,中国热带农业科学院橡胶研究所李积华研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家天然橡胶产业技术体系项目、中国热带农业科学院国家热带农业科学中心科技创新团队、中国工程科技发展战略海南研究院2025年咨询研究项目等资助。
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