張川,梁金平,張志勇,周美玲,鄭新妹
(龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,福建龍巖 364000)
馬鈴薯(Solanum tuberosum)原產(chǎn)于南美洲,被譽為“地下蘋果”[1]。馬鈴薯是中國第四大糧食作物,具有營養(yǎng)豐富、生育期短、適應(yīng)性廣等特點,在保障糧食安全、脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮了重要作用[2-4]。福建省是中國最早種植馬鈴薯的省份之一,屬于中國南方二作區(qū)[5],龍巖市是福建省重要的春作區(qū)之一。
馬鈴薯是龍巖市第三大糧食作物,據(jù)統(tǒng)計部門統(tǒng)計,2021 年龍巖市馬鈴薯種植面積3 180 hm2,比上年增加45.8 hm2,增幅1.46%。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展對龍巖市保障糧食安全、提質(zhì)增效和提高土地利用率等方面具有重要作用。通過對龍巖市馬鈴薯種業(yè)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行調(diào)查,分析龍巖市馬鈴薯在育種方面和產(chǎn)業(yè)方面的現(xiàn)狀問題,以期為該地區(qū)馬鈴薯種業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。
龍巖市位于福建省西南部,地處武夷山脈和博平嶺山脈之間,地勢東高西低,北高南低,平均海拔652 m。龍巖市屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫20.7℃,全年無霜期達(dá)300 d 以上,年降水量1 508.6 mm,日照時數(shù)1 837.4 h,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑。
龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所作為全市唯一一家科研單位開展馬鈴薯育種工作,育種工作從2003 年開始,育種團隊有5 人,其中,正高級1 人,副高級1 人,中級3 人。育種方向主要是以早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)為目標(biāo),現(xiàn)有合作選育3 個馬鈴薯新品種(閩薯1 號、???6、???12)。其中,閩薯1號現(xiàn)為福建省馬鈴薯主推品種之一,近年來,在云南、貴州、浙江、湖南、廣西、廣東、內(nèi)蒙古、吉林等省陸續(xù)大面積推廣。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《國家農(nóng)作物優(yōu)良品種推廣目錄(2023 年)》,閩薯1 號被列入苗頭型品種。每年高山雜交組合20 余個,種植實生苗1 萬余株,保存無性系材料1 百余份,選育出了閩龍薯1 號、閩龍薯2 號、閩龍薯4 號等一批優(yōu)良新品種,正在參加國家和省級區(qū)試。自開展馬鈴薯品種引進(jìn)、莖尖脫毒苗的培育和高產(chǎn)栽培技術(shù)等研究以來,共主持和協(xié)作參加了8 個?。◤d)級科研項目,發(fā)表相關(guān)論文10 余篇,授權(quán)發(fā)明專利4 項。
現(xiàn)已建立莖尖脫毒及組培室130 m2,各種實驗儀器設(shè)備10 余臺,溫室繁育大棚1 200 m2,馬鈴薯種薯繁育基地0.67 hm2,已開展馬鈴薯脫毒組培、微型薯繁育、中高代品系鑒定與篩選等工作,初步建立種質(zhì)資源圃。承擔(dān)國家中南早熟組馬鈴薯區(qū)試試驗點和福建省馬鈴薯區(qū)試試驗點。
馬鈴薯種質(zhì)資源是馬鈴薯育種工作的重要物資基礎(chǔ),是新種質(zhì)材料的主要來源,所以需要引進(jìn)大量的種質(zhì)資源,才能更好地選配優(yōu)異的親本。近年來,在種質(zhì)資源引進(jìn)明顯不足,主要是通過吉林省農(nóng)科院、長春市蔬菜花卉研究院、福建省農(nóng)科院和其他省市引進(jìn)近50 份,雖龍巖市農(nóng)科所不斷對馬鈴薯種質(zhì)資源收集和保存,但現(xiàn)有保存的種質(zhì)資源中,農(nóng)藝性狀優(yōu)異的種質(zhì)資源匱乏,尚未系統(tǒng)完整對種質(zhì)資源進(jìn)行綜合鑒定評價,缺乏專項資金和人力保障,保存主要通過薯塊繁育和整薯冷庫保存,種質(zhì)資源經(jīng)過數(shù)代薯塊繁育后,部分種質(zhì)資源退化或丟失。
馬鈴薯新品種選育主要通過雜交育種。常規(guī)育種主要是以馬鈴薯的表型性狀進(jìn)行篩選,靠選育者經(jīng)驗進(jìn)行直觀判斷,再加上馬鈴薯多數(shù)是同源四倍體,性狀分離復(fù)雜,需要多年的鑒定和篩選。雜交育種是根據(jù)選育目標(biāo)選擇優(yōu)良親本,經(jīng)人工授粉得到雜交種子,并對雜交種子播種后得到雜種優(yōu)勢單株,對單株材料的地上和地下部分性狀進(jìn)行鑒定后篩選出優(yōu)良新品系。馬鈴薯雜交成功率高低受多種因素影響,如親本材料、光溫水氣、氣候環(huán)境、人工雜交技術(shù)等,所以必須繼續(xù)多方面進(jìn)行改進(jìn)和摸索。龍巖市現(xiàn)階段馬鈴薯育種方法仍以傳統(tǒng)的人工雜交,由于雜交技術(shù)不成熟,雜交配組成功率低,著果率較低,落花落蕾嚴(yán)重,創(chuàng)制的新種質(zhì)材料少。由于科研所育種與市場需求變化聯(lián)系不夠緊密,選育的新品種市場轉(zhuǎn)化率不高,成果利用率低。
馬鈴薯通過無性繁殖,生長期容易被病毒侵染引起種性退化和產(chǎn)量下降,因此,必須利用脫毒種薯繁殖技術(shù),從根本上抑制病毒病的發(fā)生,是解決種性退化、產(chǎn)量下降的關(guān)鍵技術(shù),所以迫切需要建立脫毒種薯繁殖基地建設(shè)。目前,龍巖市無一家企業(yè)從事種薯繁育工作,種薯主要靠外來調(diào)入,所以造成品種雜、脫毒質(zhì)量差等問題,種薯質(zhì)量無法保證,勢必會對馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)造成嚴(yán)重影響和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險存在。龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所每年通過溫室大棚繁育馬鈴薯原原種和原種,僅滿足自身科研繁育需要,繁育規(guī)模較小,無法供應(yīng)市場需求。
龍巖市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)主要種植菜用型馬鈴薯,供應(yīng)周邊市場,沒有馬鈴薯精深加工企業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈短,經(jīng)濟效益低。由于馬鈴薯屬于旱糧作物,雖種植適應(yīng)性廣,但龍巖市農(nóng)田地塊小,存在種植零散,連片種植較少,規(guī)模小,無法形成機械化種植和收獲,導(dǎo)致種植投入大和用工成本高,收益率低。近年來,隨著種薯、農(nóng)資的增加,利潤空間不斷縮小,再加上氣候環(huán)境的變化,增加了種植的風(fēng)險,大大降低了種植戶的積極性。
由于基層農(nóng)技推廣部門從事農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員配備不足,科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)民種植馬鈴薯技術(shù)培訓(xùn)越來越少,使種植戶停留在傳統(tǒng)栽培種植水平,科學(xué)種植水平不高,導(dǎo)致產(chǎn)量和商品薯率低。
繼續(xù)加大馬鈴薯種質(zhì)資源的收集、鑒定、評價和保存,引進(jìn)早熟、抗病、高產(chǎn)和廣適應(yīng)性的優(yōu)良種質(zhì)資源,完善和豐富龍巖市馬鈴薯種質(zhì)資源圃,為雜交育種工作打下堅實基礎(chǔ)。加大對脫毒室和組培室人員補充和經(jīng)費投入,不管是種質(zhì)資源還是高代品系,對田間表現(xiàn)優(yōu)異的品種材料進(jìn)行脫毒保存,夯實雜交育種材料基礎(chǔ)。
穩(wěn)定壯大馬鈴薯育種團隊,遵循引進(jìn)和培養(yǎng)相結(jié)合原則,既要引進(jìn)人才加入育種科研工作,也要加強人才梯度培養(yǎng)建設(shè)。調(diào)動育種人才積極性,強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)責(zé)任感,穩(wěn)定人才隊伍。要培養(yǎng)種糧大戶成為新時代復(fù)合型新農(nóng)人,打造一批懂技術(shù)、懂管理、懂銷售的農(nóng)業(yè)企業(yè)家,建立農(nóng)業(yè)企業(yè)和科研所的合作機制,共同在品種選育、栽培技術(shù)、加工技術(shù)等方面求突破。
為有效解決雜交育種關(guān)鍵技術(shù)難題,必須通過科研項目立項,在高海拔摸索一套適宜本地區(qū)開展種質(zhì)資源創(chuàng)制與利用研究的技術(shù)要點。由于馬鈴薯雜交育種土壤水分含量、空氣濕度與植株的生長、開花、著果緊密相關(guān)。馬鈴薯開花雜交期對溫、濕度要求非常嚴(yán)格,適宜的雜交溫度為12℃~l8℃,適宜的相對濕度為80%~90%,濕度低于65%,雜交不易成功。通過前期調(diào)研,上杭縣馬坊鄉(xiāng)歷年的氣象資料,在4、5 月屬馬鈴薯開花期,平均氣溫介于10℃~17℃,4—5 月又屬于春雨季,平均雨量310 mm,占全年降水量的35%,早晚間的空氣濕度可以達(dá)到95%以上,適宜進(jìn)行雜交配組。因此,利用該地區(qū)高海拔氣候等優(yōu)勢條件,建立雜交育種試驗基地,開展夏季雜交育種工作。加強對高代品系后代的抗性鑒定和品質(zhì)化驗分析,以及利用分子標(biāo)記、生化標(biāo)記和細(xì)胞學(xué)標(biāo)記等手段輔助選育新品種,提高選育效率,縮短育種時間。
育種單位間需加強合作,互通信息,通過每年中國馬鈴薯大會、國家區(qū)試試驗總結(jié)會和各種培訓(xùn)會議,加強與國內(nèi)各科研院所、高校、企業(yè)進(jìn)行交流。馬鈴薯科研團隊選派科技骨干前往省級以上科研院所和高校跟班學(xué)習(xí),提升馬鈴薯品種創(chuàng)新能力,特別是在分子育種和生物技術(shù)方面,完善馬鈴薯育種研究的方法,提高團隊人才隊伍建設(shè)水平;繼續(xù)加強與吉林省農(nóng)科院、長春市蔬菜花卉研究院深度合作,深化開展育種聯(lián)合攻關(guān),優(yōu)勢互補。利用南北間的地域、時間差異,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,聯(lián)合南北方開展新種質(zhì)材料鑒定和篩選,提高育種效率,加快育種進(jìn)程,創(chuàng)制更多更好的新品種。
由于市場對馬鈴薯的需求在不斷變化,所以要求在品種選育上迎合市場,在品種推廣上下功夫。發(fā)揮企業(yè)和科研單位的長效合作機制,加大成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用力度。利用科技特派員團隊掛鉤服務(wù)企業(yè),共同開展品種選育和技術(shù)推廣,不斷提升馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新水平。
充分發(fā)揮龍巖市山區(qū)優(yōu)勢,在高海拔地區(qū)建立和完善脫毒種薯繁育基地,開展馬鈴薯秋繁,打造優(yōu)質(zhì)良種生產(chǎn)基地。對高代品系材料的繁種需在高海拔區(qū)進(jìn)行擴繁,保證種薯質(zhì)量,以免病蟲害傳播病毒,導(dǎo)致長勢弱、產(chǎn)量低、抗病性差而淘汰。馬鈴薯通過秋繁能夠達(dá)到提純復(fù)壯,減少退化,保持優(yōu)良種性,不僅為參加國家、省區(qū)試試驗供種提高保障,而且起到解決春種馬鈴薯種薯緊缺的作用,可獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益,促進(jìn)本地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
充分發(fā)揮政府職能部門作用,制定馬鈴薯種薯、農(nóng)資、農(nóng)機具等補貼扶持政策和加大政策性保險覆蓋面,降低因市場波動、自然災(zāi)害等不可抗力因素造成損失的風(fēng)險,增強種植大戶和企業(yè)種植馬鈴薯的積極性。重點扶持新品種的引進(jìn)示范推廣、基地建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)化冷藏庫以及精深加工企業(yè)。目前,漳平市為鼓勵發(fā)展冬種馬鈴薯,每年拿出財政專項資金采購脫毒馬鈴薯種薯,分發(fā)給各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的種植大戶,既可以提高冬閑土地利用率,又可以進(jìn)一步穩(wěn)定糧食面積,大力提升土地效益及附加值。