張川,梁金平,張志勇,周美玲,鄭新妹
(龍巖市農業(yè)科學研究所,福建龍巖 364000)
馬鈴薯(Solanum tuberosum)原產于南美洲,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%。馬鈴薯產業(yè)發(fā)展對龍巖市保障糧食安全、提質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、產業(yè)發(fā)展情況進行調查,分析龍巖市馬鈴薯在育種方面和產業(yè)方面的現狀問題,以期為該地區(qū)馬鈴薯種業(yè)創(chuàng)新和產業(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氣候,年平均氣溫20.7℃,全年無霜期達300 d 以上,年降水量1 508.6 mm,日照時數1 837.4 h,冬無嚴寒,夏無酷暑。
龍巖市農業(yè)科學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、優(yōu)質為目標,現有合作選育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、內蒙古、吉林等省陸續(xù)大面積推廣。農業(yè)農村部發(fā)布《國家農作物優(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、莖尖脫毒苗的培育和高產栽培技術等研究以來,共主持和協(xié)作參加了8 個省(廳)級科研項目,發(fā)表相關論文10 余篇,授權發(fā)明專利4 項。
現已建立莖尖脫毒及組培室130 m2,各種實驗儀器設備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,初步建立種質資源圃。承擔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。
馬鈴薯種質資源是馬鈴薯育種工作的重要物資基礎,是新種質材料的主要來源,所以需要引進大量的種質資源,才能更好地選配優(yōu)異的親本。近年來,在種質資源引進明顯不足,主要是通過吉林省農科院、長春市蔬菜花卉研究院、福建省農科院和其他省市引進近50 份,雖龍巖市農科所不斷對馬鈴薯種質資源收集和保存,但現有保存的種質資源中,農藝性狀優(yōu)異的種質資源匱乏,尚未系統(tǒng)完整對種質資源進行綜合鑒定評價,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,種質資源經過數代薯塊繁育后,部分種質資源退化或丟失。
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行篩選,靠選育者經驗進行直觀判斷,再加上馬鈴薯多數是同源四倍體,性狀分離復雜,需要多年的鑒定和篩選。雜交育種是根據選育目標選擇優(yōu)良親本,經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、人工雜交技術等,所以必須繼續(xù)多方面進行改進和摸索。龍巖市現階段馬鈴薯育種方法仍以傳統(tǒng)的人工雜交,由于雜交技術不成熟,雜交配組成功率低,著果率較低,落花落蕾嚴重,創(chuàng)制的新種質材料少。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量下降,因此,必須利用脫毒種薯繁殖技術,從根本上抑制病毒病的發(fā)生,是解決種性退化、產量下降的關鍵技術,所以迫切需要建立脫毒種薯繁殖基地建設。目前,龍巖市無一家企業(yè)從事種薯繁育工作,種薯主要靠外來調入,所以造成品種雜、脫毒質量差等問題,種薯質量無法保證,勢必會對馬鈴薯的產量和品質造成嚴重影響和農業(yè)生產風險存在。龍巖市農業(yè)科學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,無法供應市場需求。
龍巖市馬鈴薯產業(yè)主要種植菜用型馬鈴薯,供應周邊市場,沒有馬鈴薯精深加工企業(yè),產業(yè)鏈短,經濟效益低。由于馬鈴薯屬于旱糧作物,雖種植適應性廣,但龍巖市農田地塊小,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,導致種植投入大和用工成本高,收益率低。近年來,隨著種薯、農資的增加,利潤空間不斷縮小,再加上氣候環(huán)境的變化,增加了種植的風險,大大降低了種植戶的積極性。
由于基層農技推廣部門從事農業(yè)專業(yè)技術人員配備不足,科學指導農民種植馬鈴薯技術培訓越來越少,使種植戶停留在傳統(tǒng)栽培種植水平,科學種植水平不高,導致產量和商品薯率低。
繼續(xù)加大馬鈴薯種質資源的收集、鑒定、評價和保存,引進早熟、抗病、高產和廣適應性的優(yōu)良種質資源,完善和豐富龍巖市馬鈴薯種質資源圃,為雜交育種工作打下堅實基礎。加大對脫毒室和組培室人員補充和經費投入,不管是種質資源還是高代品系,對田間表現優(yōu)異的品種材料進行脫毒保存,夯實雜交育種材料基礎。
穩(wěn)定壯大馬鈴薯育種團隊,遵循引進和培養(yǎng)相結合原則,既要引進人才加入育種科研工作,也要加強人才梯度培養(yǎng)建設。調動育種人才積極性,強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)責任感,穩(wěn)定人才隊伍。要培養(yǎng)種糧大戶成為新時代復合型新農人,打造一批懂技術、懂管理、懂銷售的農業(yè)企業(yè)家,建立農業(yè)企業(yè)和科研所的合作機制,共同在品種選育、栽培技術、加工技術等方面求突破。
為有效解決雜交育種關鍵技術難題,必須通過科研項目立項,在高海拔摸索一套適宜本地區(qū)開展種質資源創(chuàng)制與利用研究的技術要點。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。馬鈴薯開花雜交期對溫、濕度要求非常嚴格,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到95%以上,適宜進行雜交配組。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化驗分析,以及利用分子標記、生化標記和細胞學標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)試試驗總結會和各種培訓會議,加強與國內各科研院所、高校、企業(yè)進行交流。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習,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方面,完善馬鈴薯育種研究的方法,提高團隊人才隊伍建設水平;繼續(xù)加強與吉林省農科院、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,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材料鑒定和篩選,提高育種效率,加快育種進程,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,加大成果轉化和推廣應用力度。利用科技特派員團隊掛鉤服務企業(yè),共同開展品種選育和技術推廣,不斷提升馬鈴薯產業(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)質良種生產基地。對高代品系材料的繁種需在高海拔區(qū)進行擴繁,保證種薯質量,以免病蟲害傳播病毒,導致長勢弱、產量低、抗病性差而淘汰。馬鈴薯通過秋繁能夠達到提純復壯,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,可獲得良好的經濟效益和社會效益,促進本地區(qū)馬鈴薯產業(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、農資、農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、自然災害等不可抗力因素造成損失的風險,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示范推廣、基地建設、標準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,又可以進一步穩(wěn)定糧食面積,大力提升土地效益及附加值。