记者:李禾课题描述:工厂化农业(园艺)关键技术研究与示范点评专家:李天来(沈阳农业大学副校长、教授)
“工厂化农业生产是现代的大农业生产方式,它的建立需要众多的高端农业技术创新来支撑。”李天来说,课题组获得的主要成果为温室主要果菜安全优质生产奠定了基础。
农药和化肥的过度使用,是我国目前污染的主要原因。课题组对温室主要蔬菜病虫害防治关键技术进行了研究,构建了以物理防治、生物防治、环境控制、农业预防为主化学药剂防止为辅的病虫害防治体系,为温室园艺作物无害化生产提供技术保证。此外,还建立了一批科技示范区,引进和筛选一批设施蔬菜和花卉品种,制定了一批设施蔬菜和花卉栽培技术规范,促进了设施园艺整体生产技术水平的提高,推动了我国设施园艺产业的快速发展。
明确果菜生育障碍发生机理
我国目前的国情决定了我国设施园艺生产不可能创造作物最适宜的环境条件,设施园艺作物经常不是处于最合适的环境,而是经常处于作物适宜环境的上限或下限水平,即亚适宜环境,那么亚适宜环境对温室的主要果菜生长发育有什么影响?如何来防止呢?课题组通过研究,首先明确了弱光对番茄和黄瓜光合物质生产、积累、分配与代谢的影响。其中,通过实验和田间观察,发现了弱光导致番茄叶片光合能力降低的原因,如弱光导致番茄叶片光合结构和功能下降、光能利用率和根系的吸收能力下降等;弱光下光合产物优先向茎、叶等光合和支持器官分配,而影响向地下部和果实分配,从而降低了根系、花和果实的生长速度;明确了番茄植株耐弱光性与活性氧有关,弱光下活性氧清除系统强的番茄品系耐弱光能力强;明确了弱光抑制番茄碳代谢大于抑制氮代谢,其结果导致番茄内部的碳/氮比例下降,这种失调可能是导致生长发育失调,果实生长能力降低的根本原因。
课题组还弄清楚了亚高、低温对番茄光合物质生产、积累、分配及代谢的影响。比如温度高达30℃、35℃的昼间温度都会降低植株的光合作用;35℃昼间亚高温导致光合产物积累减少,光合产物向果实中分配增加,而向根和叶中分配减少;番茄长时间处于被认为是番茄生育适温上限的35℃昼间亚高温,会导致植株生育期缩短和早衰,果实提早发育和成熟,空洞果显著增多,色泽变差,品质下降,平均单果重下降,产量下降。因此长期35℃昼间亚高温对番茄产量和品质有重大影响。而长时间的亚低温也会降低番茄叶片光合作用,主要原因可能与亚低温导致番茄叶片叶绿素、蛋白含量等活性降低,叶肉细胞结构破坏,叶绿体中碳水化合物积累导致片层破坏等有关;亚低温还将导致番茄细胞内含物质浓度改变,物质运输受到抑制,低温时间越长抑制越严重;亚低温下番茄花粉的萌发活力降低,影响授粉受精,导致坐果率降低,酶活性变化引起果实中化合物比例改变,导致果实品质下降。
课题组还明确了日光温室二氧化碳环境变化规律及其对蔬菜光合作用和生长发育影响,尤其是从生态、节能、节本增效方面对生产中现行各类二氧化碳肥源的性能进行了比较评价,筛选出经济有效的二氧化碳肥源类型,为日光温室科学二氧化碳调控奠定了基础;研究探讨了亚适宜气候环境下温室主要果菜落花机理,为此研制出一种提高番茄坐果率和果实膨大速度的制剂,并已经得到大面积应用;明确了温室蔬菜连作障碍发生原因及综合治理技术;探讨了有机生态型无土栽培番茄需肥特点及适宜施肥规程。专家点评:
根据研究发现的各种原因,我们综合提出了温室蔬菜连作障碍综合治理技术。通过温度、光照度、CO2浓度等温室环境因子组合研究,明确了设施番茄与黄瓜叶片净光合的最佳温度、光照、CO2浓度组合,首次在最低气温-15℃以下地区的日光温室生产中,提出了以提高黄瓜群体光合为主要目标的环境调节措施;研制出一种提高番茄坐果率和果实膨大速度的制剂,已得到大面积应用。
针对设施连作障碍,筛选出高产优质的蔬菜生产专用秸秆基质;提出了秸秆和鸡粪混合沤制的基质制作技术参数和规程;构建了低成本、简便易行的有机基质无土栽培新模式及配套技术。我们还明确了温室土壤增施有机质可降低土壤电导率和pH值,增加二氧化碳浓度,从而减轻主要果菜连作障碍的作用;研究提出温室土壤氮磷钾化肥科学配施技术等。
提出病虫害无害化防治技术
课题组在明确了温室主要蔬菜抗病机理及发病条件的基础上,提出了棚室蔬菜病虫害无害化防治关键技术,包括诱导抗病、生物防病等五大措施。
在诱导抗病措施方面,明确了葡聚糖对蔬菜多种病害具广谱诱导抗病作用。在上述研究基础上,研制出主要果菜诱导抗病剂———壮苗剂1号,建立诱导抗病技术。
在生物防病措施方面,建立了15套蔬菜抗性筛选的实验室人工接种苗期快速鉴定方法和相配套的鉴定对照品种系列;在明确蔬菜抗病基因鉴定方法的基础上,筛选出具有抗黄萎病、枯萎病、线虫、青枯病、叶霉病、灰霉病基因,且性状优良的番茄育种材料12份,抗白粉病、耐低温的葫芦材料2份,抗线虫的葫芦材料1份。筛选出抗病砧木品种,建立嫁接防病体系。
在环境控病方面,明确了不同管理水平日光温室内光照、温度、湿度、气体、土壤等生态因子的变化和蔬菜的发病、生长、产量状况,以及温室主要蔬菜靶标病虫害的种类及发病时期;明确了蔬菜病虫害发生规律与环境条件的关系以及环境因子的调节控害技术等。
在物理防病虫方面,采用黄板、防虫网等方法防虫,定植前采用太阳能高温闷棚消毒等,建立物理防病虫体系。
在药剂防病方面,研制出一种防治蔬菜螨类和蓟马等害虫的生物源新配方农药、防治植物病毒病生物农药等,建立生物防病体系;其他化学农药辅助防病。专家点评:
我们在弄清温室作物病虫害发生规律基础上,通过关键技术研究和技术集成,制定出以物理防治、生态控制、生物防治、农业防治及低毒高效低残留化学农药相结合的温室蔬菜病虫害综合防治技术规范,实现了病虫害发生前的全方位预防,发生后的无害化防治,并进行了推广,既解决了温室主要果菜霜霉病、枯萎病、灰霉病、晚疫病、白粉病、白粉虱、斑潜蝇等主要病虫害的有效控制,又确保了蔬菜产品的无化学农药污染,达到无公害食品和A级绿色食品标准。
“据不完全统计,我们课题在全国的核心示范区技术辐射14.8万亩,推广544.522万亩。”李天来非常高兴地说。示范区承担课题技术示范的同时,还引进蔬菜品种资源300多份、花卉200余份及果树40多份,筛选出优良蔬菜品种50多个,花卉品种30余个。
课题还培养锻炼了一批工厂化农业技术人才。据不完全统计,实际参加项目攻关研究的人员为346人,其中高级职称155人、中级职称97人。项目培养博士后13名,培养博士34名,硕士94名。
■攻关动态
发布时间:
2008—1—18
国家科技支撑计划“长江中游特色水产品高效生产”启动
1月18日,科技部、湖北省人民政府部省会商重大项目启动仪式在武昌洪山礼堂举行。
“长江中游地区特色水产品高效生产关键技术研究与示范”项目由中科院水生生物研究所李钟杰研究员、武汉大学胡中立教授担任首席科学家。
“长江中游地区特色水产品高效生产关键技术研究与示范”项目将充分发挥中游地区特色水产品生产的资源、产业、科技优势,按照发展“一鱼一品一产业”的思路,以提高水体资源利用效率、保护水域生态环境、保障水产品质量安全和水产业可持续发展为目标,以产学研结合的方式,开展特色水产品(克氏原螯虾、鲇鱼、河蟹、黄鳝、泥鳅、鲟鱼、莲藕)高效绿色生产关键技术研究与示范,在技术上将突破苗种规模化繁育、绿色高效生产技术和产品加工及综合利用等技术瓶颈,建立无公害水产品生产技术体系,为产业健康发展提供技术支撑,促进农业产业结构调整和特色水产业可持续发展。形成30万亩示范区和300万亩辐射区,提高水体农业经济和生态效益,提高水产品质量和市场竞争力,提高水产科技创新能力,为长江中游及全国淡水水体农业发展提供科技支撑。