葛守江+郭勇军
一、研发生产防裂果专用肥料的背景和必要性
自古以来,红枣被列为“五果”(桃、李、梅、杏、枣)之一,素有“铁杆庄稼”的美称,具有喜温、喜光、耐旱的特性,是发展节水型林果业的首选良种。近年来,我国红枣产业发展迅速,面积和产量大幅度增加,逐渐成为农民“脱贫致富”的渠道。但由于枣农不能实施科学施肥、栽培管理措施粗放,红枣成熟期常遇连日降雨,导致红枣裂果的现象普遍存在。裂果直接影响了果实的外观质量和商品率,造成的经济损失巨大。目前,裂果已成为限制我国红枣产业可持续发展的重要瓶颈。因此,研发防止红枣裂果的专用肥料,推广科学的红枣栽培管理技术,对于红枣产业的发展已亟不可待。
陕西省延川县地处延安市东北部的黄河西岸,是国家林业局命名的“中国红枣之乡”。延川县红枣栽培历史长达4000多年,延川红枣以个大、肉厚、核小、皮薄、含糖量高而著称,是上好的营养补品和馈赠佳品。目前,全县红枣面积已发展到42万亩,其中挂果面积达到26.5万亩,2013年全县鲜枣产量达6.2万吨,产值达2.48亿元,2014年全县鲜枣产量达3.6万吨,产值达1.44亿元。延川现有红枣品种68个,狗头枣、骏枣、团圆枣、木条枣为主栽品种。随着退耕还林政策的实施及全球温室效应的影响,陕北黄土高原区近些年来气候发生变化,降水量逐年提高。延川县红枣主要成熟于9月中下旬,恰逢陕北地区的雨季。连续多日的降雨,导致红枣裂果腐烂,失去经济价值,农民损失巨大。2007年全县红枣几近绝收,2011年损失率也超过70%。当地红枣产业局针对红枣裂果问题,尝试了很多方法,但都没有从根本解决红枣裂果问题。据调查,2013年延川县的红枣裂果率达50%以上,因发生严重裂果商品产值减少24.8%,使大枣产业增产未增收,严重挫伤枣农的生产积极性,个别枣农已发生弃管和毁园现象。
辽宁省朝阳市西部丘陵山区,是辽宁省四大重点水果产区之一。大枣栽植在朝阳有2000多年的生产历史,1999年国家农业部授予朝阳市“中国大平顶枣之乡”称号,截止2014年底,朝阳市大枣栽植面积高达61.08万亩,产量22.34万吨,产值17.08亿元,已成为优化农村产业结构、增加农业经济收入、建成小康社会的一个支柱型产业。近几年来,因当地枣农过度施用化学肥料和植物生长调解剂,林间技术管理粗放,使土壤结构恶化,自然生态环境深度破坏,加之频繁更新栽植品种等主客观因素,导致大枣座果率低、畸型果、烂果、裂果、生食口感不佳等品质问题日趋严重。
山东省乐陵市位于黄河下游冲积平原,属暖温带大陆性季风气候,光照充足,适宜金丝小枣种植,是我国驰名中外的特产——金丝小枣的发祥地和原产地,被国家命名为“中国金丝小枣之乡”,金丝小枣的种植和加工已经成为乐陵经济的一大支柱产业。据统计,乐陵市近几年受气候和降雨情况的影响,金丝小枣的品质有下降趋势,尤其是枣果实成熟期严重裂果,有些年份、部分区域的裂果率高达70%以上。造成金丝小枣的裂果有诸多因素,主要包括肥料用量不科学、养分比例不合理、栽培管理差异等方面。只有对症下药,制定合理提高金丝小枣品质的对策,方能推动金丝小枣产业进一步发展。
综上所述,红枣裂果年年发生,其中1/3年份的裂果在50%以上,有的年份甚至达90%以上,以致丰产不丰收。研发防治红枣裂果关键技术,寻找防治红枣裂果的专用肥料,无疑对红枣产业的发展和当地生态建设都具有十分积极的意义。
二、项目承担单位基本情况
近年来,农业部全国农业技术推广服务中心、山东省乐陵市委、市政府领导班子对金丝小枣果实防裂果问题高度重视,并积极、理性地寻求科学合理的解决方案。自2014年起,在农业部全国农业技术推广服务中心的指导下,乐陵市农业局、农业科学研究所、土壤肥料站组织相关科研机构、高等院校和国内外企业进行了大量的田间对比试验。广东维特农业科技有限公司研制的“裂无忧”水溶肥料在众多产品的竞争中脱颖而出。
广东维特农业科技有限公司(下称维特农科)成立于2013年,坐落于广东省北大门、国家历史文化名城韶关市,是一家集研发、生产、销售及农化服务于一体的高科技农业公司。主要经营水溶肥料、微生物肥料,有机肥料、土壤调理剂、植物营养剂等五大产品体系。公司现有职工40人,其中中高级职称占30%。具有年产1万吨水溶肥料生产线两条和年产5万吨土壤调理剂生产线一条。为了提升市场竞争优势,公司推出“有机液肥”喷施型和“维地康”冲施型广谱系列产品、“裂无忧”和“维果红”等功能性产品,完善多种功能特点的产品系列品牌。
维特农科不断加强科技创新能力,已与华南农业大学、广东省农科院、佛山科学技术学院等科研院所建立起广泛的交流与合作关系,并建立了产学研基地。目前已申报了4项国家专利。公司设有专业产品研发中心、质检实验室和大棚试验基地。维特农科将秉承“专注、开拓、创新”的经营理念,以“科技惠农、高产兴农”作为企业使命,以“生产最好的产品、提供最优的服务、创造最大的价值”为核心价值观,创建有机、低碳、绿色、环保的现代农业生态环境。
三、“裂无忧”防裂果专用肥料项目实施方案
1.拟解决的关键技术问题
据统计,近年来黄河沿线的红枣种植地区红枣裂果现象日益严重,尤其是山西省晋中市、河北赞皇地区、陕西省延川县、辽宁省朝阳市和山东省乐陵市等地区,近几年的红枣裂果率均高达40%,因此解决红枣裂果问题对于当地红枣产业的可持续发展至关重要。
2.技术创新性与突破点
裂无忧是一种有机、环保、无残留的植物营养液,通过添加无机钙盐、有机酸钙盐和类营养物质,经过科学配比制得,其中无机钙盐和有机酸钙盐富含红枣的树体和果实所需的钙元素,可较明显地增加小枣果皮韧性和缓冲性能。该成果的创新性在于本专用肥料所添加的苹果酸可促进红枣体内合成多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶,这两者均可增强细胞壁的强度,维持细胞膜的稳定性,使枣果果皮不同部位的蜡层和表皮层厚度均匀、表皮层细胞排列整齐紧密。苹果酸的存在可降低水势,促使保护细胞吸水,气孔张开。当叶片由光下转移到暗处时,该过程逆转。苹果酸根进入液泡后,和Cl-、K+共同在电学上保持平衡。(引自《植物生理学》第四章,植物的水份代谢)。说明苹果酸可调节细胞内水势平衡,减少水份胁迫带来的影响。苹果酸还能促进钙和锌在植物体内的吸收和运转,从而达到红枣防裂的效果。
3.专用产品介绍
裂无忧专用肥料是引进国际先进工艺,选用有机糖醇、聚天门冬氨酸、聚谷氨酸、游离态小分子氨基酸和络合钙、镁、锌、硼等中微量元素制备的新型防裂产品。本品与果实的细胞壁结构高度亲和,进入植物体内后迅速传导,可增强细胞壁的韧性,维持细胞膜的稳定性。在果实膨大期能有效地减少因天气或其他因素导致的裂果现象。
产品的主要功效包括:富含果实所需的氨基酸、钙、硼和锌等营养成分,平衡植物体内营养;促进细胞分裂,花芽分化,保花保果,促进幼果健康发育;增强果实细胞壁的韧性,有效防止空心、裂果现象;提高作物的抗逆性,在涝期、霜冻或干旱后使用,可迅速恢复长势。
产品技术指标:氨基酸≥ 160g/L;复合糖醇≥ 80g/L;螯合钙≥ 30g/L;螯合镁≥ 10g/L;螯合锌≥ 0.5g/L;络合硼≥ 1g/L。
使用方法:根据作物营养需求,兑水稀释1000-1500倍,进行叶面、果实均匀正反面喷施,从坐果期开始,间隔7-10天喷施一次。建议连续喷施4次,7次最佳。枣树大面积种植区,可采用飞机喷洒。
四、科技成果应用效果评估及市场分析
1.“裂无忧”防裂果试验报告
为了验证防裂果专用肥料(裂无忧)在红枣上的防裂效果,乐陵市土壤肥料工作站进行了如下试验,实验地点选在山东省乐陵市郭家街道南夏村,土壤为壤土,肥力中等,耕层厚度很浅,在5-10厘米之间;pH 7.8,土壤中有机质含量1.44%,钾168.4mg/L,钙3135.2mg/L,镁126.6mg/L,硼12.88mg/L;有灌溉条件,主要为黄河水灌溉。试验品种为乐金1号,试验点设3个处理:(1)裂无忧1000倍液;(2)纯牛奶75倍液;(3)对照(喷清水)。每个处理7株枣树,重复3次。
由表2可知,喷施“裂无忧”的处理比牛奶、空白处理的裂果率降低16.4%和46.2%,喷施“裂无忧”的处理比牛奶、空白处理的裂果指数降低0.13和0.31。由此说明,“裂无忧”能够有效防止裂果。
2.防裂果专用肥料(裂无忧)市场分析
目前,用于红枣防裂的营养剂主要有含钙的水溶肥料、微生物肥料、保水剂和植物生长调节剂等,主要以叶面喷施为主。为了对比防裂果专用肥料(裂无忧)与同类产品在红枣防裂应用的效果表现,乐陵市土壤肥料工作站挑选了牛奶、常规施肥以及其他厂家同类产品流体钙、有机肥、营养液进行了对比试验,试验地点均选在乐陵市郭家街道南夏村,试验品种为乐金1号,以下是几种红枣防裂的营养剂在乐陵市金丝小枣防裂果的试验情况。
试验数据表明,第一组:常规施肥、喷施裂无忧、流体钙、生物肥的裂果率分别为71.8%、38.5%、51.8%、57%。第二组:喷施裂无忧、牛奶和营养液的裂果率分别为20.5%、40.2%和34.3%。第三组:喷施裂无忧和生物肥的裂果率为49.4%和52.4%,但喷施裂无忧的中等和严重裂果率仅为7.36%,而喷施生物肥的中等和严重裂果率为31.6%。
3.用户反馈意见
2014年、2015年,在樱桃上使用过维特农科“裂无忧”产品的农户一致认为,该产品能有效防止樱桃裂果,并且能提高樱桃的品质和产量。在红枣上使用“裂无忧”产品的农户反映,使用“裂无忧”产品后,红枣延迟着色,但能显著降低红枣裂果率,提高红枣的维生素、微量元素含量,从而提升果实的品质。值得一提的是,在乐陵市近几年全程使用“裂无忧”产品的用户(夏金华)于2015年荣获第三届“金丝杯”乐陵金丝小枣大赛一等奖,这无疑为“裂无忧”产品优异的防裂和增产表现锦上添花。
五、经济、社会和生态效益分析
1.经济效益分析
由表3可知,在枣树上喷施“裂无忧”产品后,亩年收益比喷施牛奶和空白对照分别多1.81倍和3.84倍。在枣树上喷施“裂无忧”产品后,能给枣农带来5984元/亩的亩增收收入,由此可见,“裂无忧”产品具有较为可观的推广应用价值。
2.社会和生态效益分析
防裂果专用肥料“裂无忧”产品在红枣防裂应用效果显著,将大大地解决黄河沿线红枣裂果区域的裂果问题,不但增加红枣的产量和枣农的收入,带动枣农走上致富奔小康之路,还能改善红枣的品质,让百姓食用更放心。因此,“裂无忧”专用肥料的全面推广,既能有效地保护生态环境,又可提高单位土地产值,促进当地农林业健康与可持续发展。
六、专家评价意见
2015年9月21日,中国科技咨询协会在乐陵市组织召开“防止红枣裂果的肥料制备技术评价会”。来自全国枣行业的权威技术专家九人出席现场观摩与评价会。
专家们分析认为,影响枣裂果的根本原因是土地养分失衡,磷元素和钾元素较多,有效的钙元素少,土壤中缺少硼、镁、锰等微量元素,以致植物钙的吸收较少,叶片和果实中的钙缺失,导致果实易裂。在果实膨大期,如遇到大雨、大雾等天气外部因素,就会出现全面裂果现象,最高裂果率达95%(2007年),对农民造成严重的经济损失。
广东维特农业科技有限公司瞄准枣裂果的关键因素——果实的矿物质营养含量的缺失,研制出一种含螯合性微量元素及有益元素的水溶性肥料——“裂无忧”。该项成果通过添加无机钙盐、有机酸钙盐和类营养物质,促进钙、锌在植物体内的吸收和运转,增加果皮韧性和缓冲性能,增强细胞壁的强度,维持细胞膜的稳定性,调节红枣细胞内的水势平衡,从而达到防裂效果。该项成果的创新点在于采用苹果酸作为类营养物质,促进果实体内合成多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶,使果皮不同部位的蜡层和表皮层厚度均匀、细胞排列整齐紧密。它有别于传统的氨基酸水溶肥。
该产品在完成研发、中试后,从2014年6月起在广东、山东、甘肃、新疆、辽宁等省份进行红枣、樱桃、柑橘、圣女果等作物的防裂试验,特别是在山东省德州“金丝小枣种植基地”进行了防裂果试验,试验由乐陵市土壤肥料工作站主持,王清宇村农业科技小院具体实施,该科技小院由中国农业大学资源与环境学院与乐陵市农业局共建,中国农大张宏彦副教授带领硕士研究生主持本产品的技术实施和田间对照试验工作。田间试验方法科学、合理,数据真实可靠,有参考价值。
针对山东省乐陵市金丝小枣裂果严重的问题,广东维特农业科技有限公司研发出了以钙、镁、硼、锌等为主要成分并添加苹果酸等物质的“裂无忧”产品,该产品表现出很好的防裂效果,有效地解决了含钙类叶面肥喷施时造成果皮粗糙的技术问题;试验示范表明:“裂无忧”产品1000倍液喷施4次效果最佳,裂果率可降低35%~46%,应用效果明显;对比同类产品(牛奶、菌肥、生物肥、植物营养液)的防裂效果最佳;该产品应用的投入产出比为1:110,经济效益显著,具有较大推广应用前景。