让种薯像葡萄一样生长

雾培4.0降低使用成本,破解马铃薯种薯推广难

2021年03月29日07:23  来源:成都日报
 
原标题:让种薯像葡萄一样生长

  科研人员对土豆种苗进行研究 成都日报记者 胡大田 摄

  薯作中心主任胡建军讲解“雾培”系统的工作原理 成都日报记者 胡大田 摄

  不长在地里,而是像葡萄一样,茎须悬吊在空中充分吸收雾化的营养液,种薯密密麻麻结成串……这样的新场景,是四川省农业科学院作物研究所薯作中心为提升原原种种薯效率,创新推出“雾培”4.0版本呈现出来的。

  在“雾培”环境下,马铃薯植株裸露的根须每15分钟就可以吸收一次营养,使原本每株只能结1-2粒的原原种薯,效率提升到每株可结20-30粒。该技术极大地降低了脱毒马铃薯种薯的使用成本,让种植户用得起脱毒种薯,每亩地可以增产30%以上。

  四川省农业科学院作物研究所薯作中心多年来一直是“雾培”技术的领衔者。早在2013年,其推出“雾培”1.0版本便获得四川省科技进步一等奖,引来世界各产薯大国先后前来学习取经。2018年,该项成果登上《科学》杂志封面,为全世界种薯高产繁育提供“成都经验”。

  站位新阶段,贯彻新理念,在薯作中心一帮人的合力下,“雾培”从当年的1.0版本,反复改进,如今已推出4.0版本,并走出四川,远赴海外,造福广大种植户。

  降低成本

  紧扣种薯“推广难”问题

  研发“雾培”技术

  三月的成都,空气凉爽宜人,正是适宜土豆结薯的季节。

  位于四川省农业科学院薯作中心的“雾培”基地,2000余平方米大棚内,一排排箱体里种植着来自全国各地不同品种的原原种种薯,枝繁叶茂的植株显示着喜人的长势。

  推开一道侧拉的箱体门,眼前的一幕让记者大吃一惊——箱体里,一株株种薯土豆植株的根须犹如胡须一样密实,而匍匐茎上密密麻麻结着十多粒种薯。这种栽培方法倒不像是种土豆,更像是在空中藤蔓上结果的葡萄一样。

  “‘雾培’可不是为了观赏,而是为了提高种薯的效率。”薯作中心主任胡建军解释,“雾培”技术的探索,源于马铃薯种植源头的一大瓶颈:

  土豆种植上,有一个不得不正视的问题,就是“种薯瓶颈”。原来,土豆是无性繁殖,每种植一代,就会不断从环境中积淀各种病毒,而这些病毒会导致种性严重退化,最终使产量大幅下降。

  要想产量不减,最好使用脱毒种薯。但土豆的另一个特性,使大规模推广脱毒种薯困难重重——土豆的繁殖系数低,约为1比10。通俗地理解,就是每种10亩地的商品土豆,大约就需要1亩地的种薯。高昂的成本,成为规模推广脱毒种薯道路上的一只“拦路虎”。

  据介绍,正因为土豆的这个特征,许多农民在生产中,都不用脱毒种薯,而是用自家留存的马铃薯当种薯,但这些未经脱毒的种薯,再次直接种植的后果就是品种严重退化,产量锐减,最终导致农民收入下降。

  在省内广泛种植土豆的“三州”地区,脱毒种薯使用率更低,减产现象很严重,原本应该达到平均1500公斤的亩产,很多地方实际收获却低到只有几百公斤。

  胡建军介绍,使用基质培育原原种种薯,每株苗一般结薯1-2粒,每一粒的成本在四五毛钱,成本很高。而“雾培”就是要通过大幅度地提升种薯效率,解决种薯成本居高不下的问题,最终要让农民用得起价格实惠的种薯。

  提升效率

  营养吸收能力强还可择机采摘

  效率提高10—15倍

  通过反复实验探索,胡建军和他的团队发现,“雾培”在结薯效率上大为提高:

  传统使用基质培育原原种种薯,每株苗一般结薯1-2粒,而通过雾培,每株苗可以结20-30粒原原种,效率提高了10—15倍,而个别优良品种,更是可以结100粒左右,直接提升50倍效率。

  为什么同样的营养液,结出的原原种种薯数量会有这么大的差异呢?

  “差异就在营养液吸收不同上!”看到记者十分疑惑,胡建军继续解释——培养在基质中的种薯,浇一次营养液差不多要管七天,而通过“雾培”,种薯植株裸露在空中的根须可以每隔十五分钟就吸收一次营养液。

  “一个是吃一顿管七天,一个是每隔15分钟就吃一次,差别咋会不大呢?”胡建军介绍,由于土豆不是水生植物,太大的湿度不适宜土豆生长,所以在基质里培育时,营养液浇得太频繁就会造成烂根。“雾培”则不会,多余的营养液会全部回流,这样的培育方式极大地提升了种薯吸收营养的能力。

  此外,“雾培”还有很大的优势——传统基质培育种薯,只能等种薯成熟了,一次性采摘。因为根系一旦开挖,植株就死掉。而“雾培”结的所有种薯都悬吊在空中,可以视其生长的数量、生长的情况,择机采摘。

  “一般长到3-5克就可以采摘了,大的采摘下来,也便于小的继续长大。”他给记者打了个简单的比方:“就像是一窝猪仔,把最能吃的赶走了,其他瘦弱的才有奶吃。”通过适度采摘,也可以人为干预提升产薯效率。

  经过摸索总结,这项技术在2013年获得四川省科技进步一等奖,2018年成功登上《科学》杂志封面,成为全世界学习的“成都经验”。

  完善技术

  前后四代改良

  “成都经验”走在国际前列

  观察、补充、调整、完善、再完善……近年来,四川省农业科学院一直在对“雾培”技术进行完善。

  在薯作中心胡建军主任的带领下,王克秀、唐铭霞等几位博士聚焦攻坚,课题组一直扑在大棚里不断研发改进,这一改就坚持了近10年。

  课题组成员唐铭霞博士介绍,经过合力,“雾培”从当年的1.0版本,反复改进,如今已推出4.0版本。相对于2013年第一代“雾培”,如今的“雾培”从营养液、箱体、控制系统,到喷淋方式上都已经全方位改进,更有益于标准化走进工厂,造福广大种植户。

  “营养液是整个系统最为核心的部分,最开始只有一种,现在已经升级专门研发了根据土豆不同生长时期适时调整,满足土豆最佳生长。”她举例说。

  在箱体上,也有改进,最开始的箱体离地很近,采摘种薯时工人必须蹲到地上去采摘,十分费力气,后来改成站着就可以采摘;再后来,箱子改成了可以推拉式的侧开门,现在仍在继续探索,正在改进成可全开放的“卷膜”开箱。

  记者在大棚里看到,种薯苗都被一根根绳子吊着,这又是怎么回事呢?

  “这是我们的又一个改进。”胡建军介绍,因为大棚里的温度较高,水汽重,土豆苗容易感染晚疫病,如果用绳子吊起来,可以让植株获得更开阔的空间,植株也长得更高更强壮。”如今,最新的种植方式已不是吊株,而是改成了“盖网”,不再需要人工用夹子一株一株往上提了。

  因为土豆喜好低温,团队还反复试验,改进方法给营养液降温;主培苗从直接上架到改成水培苗,水培苗的栽培方式又先后经历从人工塑料板升级到薄泡沫板,再到瓶装水培的多种方式……

  在外人眼里,科学研究是一个既简单枯燥又无比辛苦的工作。团队成员王克秀博士说:“团队成员长年都扑在大棚里,对每株种薯的表现做详细观察记录,看它们的结薯表现,探索整个发育过程,逐一完善技术体系。每一年都这样,周而复始。”

  随着“雾培”技术越来越完善,省内外、国内外的种薯企业都赶来学习,希望合作,目前合作伙伴已走出国门。

  记者手记

  科技创新

  永远在路上

  一杯牛奶,两颗土豆,就能为我们提供一顿饭足够的营养。

  薯类为粮食、蔬菜、饲料兼用作物,在全世界范围内都受到普遍欢迎,成为仅次于水稻、玉米、小麦、油菜的主要粮食作物之一,在全国、全省都有大面积种植。

  近年来,四川省农业科学院作物研究所潜心钻研,在品种方面先后选育出川芋系列新品种。在方法上先后创新了高低海拔穿梭、不同生态区温光差异适应性选择的高效育种新方法,低海拔地区马铃薯杂交制种等方法,技术突破上首次建立薯类萌芽转录和蛋白表达信息库,第一次使用转录组测序技术对马铃薯癌肿病的分子响应机制……

  众多的“第一次”,凝聚着科技工作者的坚守和心血。正如苦心钻研20多年选育出突破性土豆品种川芋117的何卫博士所说,科学研究需要长时间的沉淀,坚守信念一直往前走,“雾培”从1.0走到4.0,践行的正是这样的精神。

  土豆种薯品质的提升,不仅能保障粮食安全,也是带领群众致富奔康的新机遇。当前,在乡村振兴的道路上,土豆科研工作还有很长的路要走,还等着科研工作者继续奋发前行。(成都日报记者 陈方耀)

(责编:章华维、罗昱)