陈建明 ,俞晓平 ,陈列忠 ,何月平 ,张珏锋 ,沈学根 ,符长焕
(1.浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所,浙江杭州,310021;2.中国计量学院生命科学学院;3.桐乡市农业技术推广服务中心;4.余姚市农业科学研究所)
我国茭白种植主要集中在长江中下游省份,包括浙江、江苏、安徽、福建、湖北、湖南、广东等,其他省份也有少量种植。茭白是浙江省种植面积最大的水生蔬菜,目前保持有2.7万余hm2的种植面积,主要分布在宁波的余姚、嘉兴的桐乡、金华的磐安、绍兴的新昌和嵊州、丽水的缙云、台州的黄岩和温岭等市(县),经济效益较高,年产值10亿元以上,是浙江省效益农业的一个亮点。由于茭白品种不耐高温和低温,浙江省各茭区的茭白孕茭期均在5~6月(夏茭)和9~10月(秋茭),茭白上市时间十分集中。由于缺乏抗病虫和耐寒的茭白品种、高效栽培的新技术和环境相容性的防治技术,严重阻碍了浙江省茭白产业的进一步发展。针对上述问题,浙江省农业科学院组织省内有关高校、科研院所和农业局等单位对茭白产业中急需的优质高产抗性品种培育、有害生物生态控制、农药环保剂型研发等内容进行联合攻关。
研究的总体思路:①利用系统选育和逐代抗性测定,选育耐寒、抗病虫、高产、优质的茭白新品种。②根据茭白生长规律和有效积温法则,研究茭白高产栽培新技术和新方法。③利用现代生理生态学方法研究茭白田生态养殖控制病虫害技术,构建并示范推广了高效安全的茭白—动物共育生产技术体系。④结合茭白二化螟的产卵和钻蛀行为,研究防治二化螟的农药减量使用技术。⑤根据农药新剂型的发展方向和研究方法,研发具有环境相容、缓释高效、靶标性专一的防治茭白主要害虫的农药新剂型。⑥应用专家系统开发平台,开发“茭白无害化生产专家系统”。在上述基础上,有机集成茭白高效安全生产技术模式,并在浙江省茭白主产区推广应用。
通过2002-2006年5 a的系统筛选,并在筛选过程中附加选育品系的抗性、耐寒性监测,最终培育出适合浙江省平原茭区种植的多抗、优质、高产、耐寒的双季茭白新品种龙茭2号。该品种抗长绿飞虱和胡麻斑病,中感锈病和二化螟,且耐低温,其农艺性状明显好于亲本梭子茭和对照品种浙茭911。龙茭2号秋茭上市时间比对照浙茭911延迟1个月,可在10月下旬至12月上旬孕茭上市。龙茭2号年产量达4 542 kg/667 m2(其中夏茭产量平均为2 986 kg/667 m2,秋茭产量为1 556 kg/667 m2),比对照梭子茭产量增加37.35%~45.97%。根据龙茭2号品种的植物学、生物学和抗寒抗病虫特性,提出了该品种的主要栽培技术。2008年该品种通过了浙江省非主要农作物品种认定(证书编号:浙认品2008-034;认定编号:浙认蔬2008024)。
以往的单季茭白种植都是采用传统的单季栽培一次收获模式,单位面积产量低,上市集中,常常出现增产不增收的现象,经济效益难以最大化。近年来,浙江省缙云县农业局等单位通过对茭白种植技术的不断探索和实践,在该县前路乡提出一套低海拔山区单季茭白栽种一次、收获二次的高效栽培新模式,即将原来单季茭白通过栽培与肥水调控改收二茬。由于在6月底7月初第一茬茭白采收后,全部割除茭白残株,并埋入宽行泥中腐烂,既切断了主要病虫害的发生,又大大增加了单位面积的产量和产值。据统计,应用该技术后平均每667 m2产量第一茬1 400 kg,产值3 100元左右;第二茬产量950 kg,产值1 900元左右,总产量2 350 kg,总产值5 000元;而传统种植模式平均每667 m2产量只有1 510 kg,产值2 400元,增产850 kg,产值增加2 600元左右。经济效益十分显著。但单季茭白二茬收获技术蕴含的机理尚未完全明确,还有待于深入研究。该种植模式的成果“缙云县单季茭白收二茬高效模式示范与推广”,获2009年度丽水市农业丰收奖一等奖。
传统上茭白都采用露地栽培,因此,茭白在春天的生长和孕茭均受到气温的限制。为使茭白早结茭,调节上市时间,浙江省茭白种植区采用塑料棚膜覆盖栽培技术(如小拱棚、中拱棚和大拱棚),设施茭白春、夏季早熟栽培是浙江省茭白产业发展的一项创新技术。在大棚半封闭生产环境中,结合茭白培土护茭、增施CO2气肥,可明显促进茭白植株生长,增强抗病性,提高茭白产量。棚栽茭白有利于应用物理诱杀方法(如性诱剂、色板)和生物防治(释放赤眼蜂)控制病虫害发生。据统计,该栽培技术比露地栽培茭白上市时间提早一个月,产量增加25%以上,氨基酸总量和粗纤维含量2项指标明显优于一般露地茭白。
茭白田生态养殖就是利用茭白宽行种植的优势,达到既保持茭白实种面积,又充分利用茭白田空间和水面进行养殖,通过经济动物(鱼、鸭、甲鱼等)吃食有害虫类减少茭田农药用量,同时动物残饵、粪便也是很好的有机肥料,对促进茭白生长有明显效果,茭白产量比不养殖的常规田通常提高10%以上。
①茭白—中华鳖共育控制福寿螺技术 利用中华鳖—福寿螺的食物链关系,将中华鳖以合理的密度放养到茭白田中,既控制了有害生物福寿螺,又收获了中华鳖。田间放养中华鳖密度试验表明,单位面积茭白田放养中华鳖过多,会导致中华鳖死亡率和逃逸率增加,鳖密度达110头/667 m2时,中华鳖的捕获率只有初始密度的一半;而放养过少则达不到控制福寿螺的目的,中华鳖的产出也减少;比较合理的密度是放养中华鳖30~40只/667 m2(每只鳖体重200~300 g),对福寿螺种群控制效果十分明显。在上述研究基础上,提出并构建了高效安全的茭白—中华鳖共育生产技术体系,制订出一套茭白田套养中华鳖防治福寿螺技术规程。这在国内外未见报道,是福寿螺防治方法上的一大创新。
②茭白—鸭共育控制茭白病虫害技术 试验表明,茭白田套养的鸭子宜选用体形较大的肉用型杂交番鸭,该鸭生长快,抗逆能力强。放养前在室内准备好健壮的雏鸭,在饲养20 d后出舍入田。放养密度为10~15只/667 m2,通常连片放养。用围网和网桩将茭白田块围住,围网可用防虫网或网眼较小的渔网,木桩或竹桩的长度为1.2~1.5 m。茭白田中需要种一些绿萍,可作番鸭的辅助饲料和茭白的有机肥料。当60%茭白孕茭时,及时将鸭子赶出田外,进入饲养棚。研究表明,茭白田养鸭可明显降低肥料和农药使用量和使用次数,病虫害发生明显减少,杂草抑制率达到95%,产量增加25%以上。
③茭白—鱼共育控制茭白病虫害技术 茭白田养鱼可以限制和规范茭白田农药的使用,既除草和减轻病虫害的发生,又增加茭白产出。茭田养鱼多在山区单季茭白田进行,时间从3月下旬茭白定植后开始放养,至9月份为止。只要做好鱼沟和鱼坑,保证终年有水,就能满足茭田养鱼用水,茭白在生长过程中形成的小气候可调节养鱼所需温度。不少山区的茭农习惯用山坑冷水漫灌以促进孕茭,这为茭田鱼的安全度夏创造了有利条件,到秋冬季,鱼即可收获上市。
对茭白二化螟的产卵和钻蛀行为研究表明,二化螟卵块主要产在茭白叶片上,少数产在叶鞘上。二化螟越冬代在茭白叶片上的卵块数量占91.49%,叶鞘上占 8.51%;第二代则分别为 93.33%和 6.67%。卵块孵化后,蚁螟多沿叶片背面向叶鞘爬行,遇风挂丝飘到邻近的茭白植株上,蚁螟从结构疏松的叶鞘内侧蛀入叶鞘组织内,且多集中于倒4、倒5叶鞘,对叶片基本不钻蛀,蛀入后即可在叶鞘上见到明显的为害症状。进入2龄后,幼虫开始转移为害,随着虫龄增大,幼虫逐渐侵入主茎或分蘖的内侧为害,有少量幼虫蛀入茭果为害。二化螟幼虫在茭白植株上很少有转株为害,幼虫老熟后,向外侧叶鞘蛀食,在叶鞘上化蛹,也有少部分在茎内和茭果内化蛹。在探明二化螟产卵和钻蛀行为的基础上,提出茭白叶鞘施药防治二化螟新技术,即在茭白二化螟卵孵化高蜂期对茭白叶鞘部位施药就能达到全株喷雾处理的效果,且用药量减少40%~50%。
在明确雷公藤生物碱和阿维菌素对二化螟的生物活性和最佳复配比例的基础上,研制出防治二化螟的3%雷公藤生物碱·阿维菌素复配微乳剂、48%毒死蜱水乳剂等新型制剂;田间试验表明,3%雷·阿微乳剂2 000~3 000倍液防治茭白二化螟,药后3~7 d的防效在90%以上,且对作物安全。48%毒死蜱水乳剂1 500 mL/hm2对二化螟的防效达90%以上,持效期可达14 d,也未发现对作物药害。在评价毒死蜱、吡蚜酮对长绿飞虱的生物活性和明确最佳复配比例基础上,研制出防治长绿飞虱的30%毒死蜱·吡蚜酮复配微胶囊剂。田间药效表明,30%毒死蜱·吡蚜酮微胶囊剂对茭白长绿飞虱的防效明显,在20 mL/667 m2用量下,7 d 防效为 88.3%,14 d 达到91.3%,显著高于对照48%毒死蜱乳油和25%吡蚜酮可湿性粉剂,且持效性可达28 d以上,达到了缓释高效的目的,减少了农药的使用次数和使用量。其中3%雷·阿复配微乳剂2008年获国家发明专利(专利号:ZL200610050238.0),30%毒死蜱·吡蚜酮微胶囊剂2008年申请了国家发明专利(申请号200810063122.X,公开号 CN101305725)。
浙江省农业科学院应用PAID 4.0专家系统开发平台,在国内外率先开发出一套“茭白无害化生产专家系统”(简称:茭白生产专家系统 V1.0),该专家系统由知识库、推理机、维护平台和用户界面等组成,其中知识库和推理机是核心部分。系统的知识库主要包括茭白概述、茭白类型和主要品种、茭白栽培技术、主要病害、主要虫害、茭白田杂草、茭白田养殖技术、茭白采收和保鲜技术等10个主要功能模块。该系统具有多媒体信息服务、栽培管理决策、病虫害诊断、专家在线咨询、历史档案和系统维护等六大功能,并在浙江省农村科技信息网网站上进行试发布。2006年8月,该专家系统获国家版权局计算机软件著作权登记证书(证书编号:软著登字第059316号;登记号:2006SR11650)。该系统的构建为加速茭白无害化生产技术推广和成果转化开辟了新的途径。
研究提出了茭白高效安全生产技术集成模式,包括茭白多抗新品种的选育与推广、单季茭白一次二茬收获栽培新技术、大棚设施栽培技术、茭白田生态养殖控制有害生物技术应用、农药新剂型的研发和推广、茭白无害化生产专家系统的推广应用等技术措施,保证了茭白生产的高效安全。
选育成功的优质、高产、多抗、耐寒性强的双季茭白新品种龙茭2号已在浙北和浙东茭白产区大面积推广应用,其中该新品种在桐乡市茭白产区的种植面积占90%以上,目前正在向周边地区快速辐射。单季茭白收二茬高效模式已在低海拔山区如丽水缙云等地全面推广应用,目前正在向丽水其他市县发展。茭白设施栽培面积占全省茭白种植面积的10%左右,主要集中在台州地区,其中台州市黄岩区有近2 000 hm2的设施栽培茭白基地,产值达2亿元,成为我国最大的茭白设施栽培基地。该技术现已开始在余姚、桐乡、嘉兴、金华、绍兴等茭白产区大面积推广。随着茭白需求量的增加和早熟栽培效益的提高,设施栽培面积将会进一步扩大,在未来的 5~10 a,设施栽培的茭白面积将会达到5 000~6 000 hm2。
茭白田养殖的中华鳖具有很高的营养价值和商品价值,获得消费者的青睐和市场的认可,“古址”牌茭白田野生鳖,成为浙江余姚当地的著名品牌,带来了巨大的经济和生态效益,目前该技术已在余姚市河姆渡镇茭白生产基地应用面积177.07 hm2,增收613.9万元以上,并正向浙江余姚、奉化、鄞州等县(市)福寿螺发生严重的茭区推广。茭田养鸭(鱼)技术是茭白田有害生物生态控制的一种有效方法,现已在浙江余姚、桐乡、嘉兴南湖区、新昌、缙云和磐安等县市茭白主产区推广应用,经济效益十分显著。研制成功的防治茭白二化螟的水乳剂和微乳剂、防治长绿飞虱的微胶囊剂具有防效好、持效期长、安全性和稳定性好等特点,已在茭白产区的害虫防治中发挥重要作用,结合叶鞘部位施药防治二化螟的减量使用技术,有效地控制了茭白害虫的发生和为害。拥有自主知识产权的“茭白无害化生产专家系统”目前已在浙江省茭白主产区指导茭白高效安全生产,通过在“浙江省农村科技信息网”发布,已取得了明显成效。
茭白高效安全生产技术集成模式已在浙江省的宁波、嘉兴、丽水、绍兴、金华、台州等地的茭白主产区推广应用,迄今为止,累计应用面积达2.052万hm2,经济效益达2.4亿元,社会和生态效益显著。本成果的多项研究结果为国内外首次提出或首创,培育的抗性新品种、总结的单季茭二茬收获模式、研制的农药新剂型和生态套养中华鳖等解决了茭白高效安全生产体系中的技术难题,具有极大的理论价值和应用前景。由于江苏、安徽、福建、湖北、湖南、广东等省份在茭白生产中出现的问题与浙江省非常接近或相似,因此该技术集成在上述省份茭白产区具有极大的应用价值。