重视基础研究 科技创新引领竹林经营现代化

文/竹资源高效培育关键技术研究项目组

夯实竹学基础研究 掌握精准发育规律

“十三五”国家重点研发计划“竹资源高效培育关键技术研究”项目团队国际竹藤中心高健研究员、南京林业大学魏强副教授、福建农林大学顾连峰教授和北京林业大学卢存福教授，首次分析了竹笋长链环状非编码RNA数据及蛋白质组学数据，发现了纤维素合成酶（CesA）和类纤维素合酶（Csl）这两大类和细胞壁结构相关基因均产生长链环状非编码基因，通过创新的毛竹瞬时过表达转化体系技术，解析了长链环状非编码RNA在毛竹快速生长过程中的重要作用。借助蛋白质组学数据解析了无义介导的mRNA降解产生的转录本也可被翻译成蛋白质。初步建立了表观遗传学调控毛竹笋生长发育的理论。国内外率先系统解析了生长素合成、运输和信号转导及其可变剪接在笋－竹发育的动态变化，解析了竹秆单节间生长的发育动态及其分子调控机制，发现了竹子单节间生长的细胞群模块化现象。揭示了机械力通过诱导钙调蛋白（Calmodulin）触发活性氧产生最终抑制竹子节间生长的作用机制。发现笋箨是竹子节间生长的重要碳源和生长素合成部位以及葡萄糖－HXK糖信号通路在笋箨－节间这一源－库互作上具有重要调控作用。

上述发现创新并丰富了竹子高生长理论，提升了竹资源培育的遗传学调控基础理论水平，引领了竹学基础生物学研究，带动竹资源培育从仅注重培育技术的单一良法到优质资源良种与良法并重的转变，对于推动竹资源培育行业绿色生态转型和可持续发展具有重要科学价值和指导意义。

勃氏甜龙竹组培苗

针对毛竹林易受极端环境因素影响及竹笋采后极易衰老而难以存储，从而严重影响竹材和竹笋等经济性状产量和品质形成的现象，福建农林大学任育军副教授和国际竹藤中心高健研究员开展了基于转录层面的竹类叶片和笋的衰老关键调控基因的鉴定分析，建立了毛竹叶片衰老过程光系统生理生化测定指标系统、叶片和笋衰老过程的细胞超微结构变化图谱、转录组动态变化图谱及衰老相关正/负调控基因数据库，精准掌握生长发育规律，筛选到一些有效的衰老分子鉴定探针，填补了衰老监测数据和检测指标的空白，初步构建了一些衰老调控的基础理论。

上述成果提供在毛竹林生产经营实践中因自然生长发育和极端环境因素如持续干旱、高低温等胁迫危害，从衰老形态、衰老生理指标Fv/Fm、衰老细胞结构和衰老基因定量分子鉴定等4个方面的技术检测方法，指导生产过程中如何判定毛竹林出现早衰现象，及早做出营林技术调整，保证竹林健康和经营安全。为竹资源培育提供理论基础，推动竹资源培育行业绿色生态转型和持续发展。

学科交叉融合 项目一体化实施

针对竹资源培育管理及林下经营缺乏有效和精准的自动化监测技术手段的问题，“竹资源高效培育关键技术研究”项目组组织林学、植物生理学和计算机学科等不同专业研究人员，开展了竹林环境监测、竹子高生长实时动态监测和竹茎秆液流全年全天候实时监测等技术研发，项目组成员安徽农业大学江朝晖教授获得了自主知识产权的软件著作权和发明专利。基于这些发明创造，建立了毛竹监测物联网系统，突破了竹林生长山区复杂地形、供电及通信困难等情况下毛竹多参数精准获取的瓶颈，为笋用林、材用林和竹林的复合经营提供了生长、生理和环境指标，与原有技术相比，提高了性价比和自动化、智能化程度。

基于环境－生长－生理自动化监测技术，项目负责人国际竹藤中心高健研究员将项目的不同课题和不同研究任务相结合，在安徽泾县、霍山、广德等竹区进行应用，不仅提高了竹子生长动态监测的自动化、智能化水平，而且为林下种植、养殖提供了环境指标数据，有助于改变当前粗放的经营管理模式，有利于提高毛竹、竹笋、林下种植和养殖的产量及品质，节省人力物力，提高生产效率，为将来的智能化竹资源培育打下了坚实的基础。

创新毛竹辐射育种 助力良种选育

由于毛竹开花周期不定、开花后结实率低、不易获得种子等原因，遗传育种研究进展缓慢。国内外对毛竹育种的研究主要集中在种子萌发实验、种子组培技术以及种子育苗造林等方面，但对于毛竹的遗传改良方面的研究相对薄弱，国际竹藤中心高健研究员带领安徽省林科院竹子团队对毛竹种子进行不同剂量的辐射诱变育种研究，相关技术在国内外毛竹育种研究领域尚属首次。

经过5年对不同剂量的60 Coγ射线处理毛竹种子繁育出实生苗苗期的生长表现进行综合筛选，筛选出16个竹苗优株，随后7年在安徽省广德市林科所进行造林试验，历经连续8年对不同优株的出笋规律、6个生长性状指标进行调查分析，同时利用主成分分析法和隶属函数法对16个优株的生长性状进行综合评价，已筛选出4个生长性状稳定、指标优异的优株。2018—2020年，4个优株已在安徽省安庆市太湖县、芜湖市南陵县和广德市五龙山林场开展区试试验，为下一步新品种培育奠定基础。

辐射育种的毛竹实生苗在2014—2017年为安徽省太湖县消灭荒山行动做出了巨大贡献，共调运竹苗10余万株，造林2500亩，从业人数达500余人，成果推广取得显著成效。

筛选抗性竹种 提高竹林综合效益

针对国内外在竹子移栽推广时抗性竹种资源有限的问题，项目负责人高健研究员联合安徽省林科院竹类所吴中能研究员团队从“十二五”开始筛选了灰水竹、淡竹等耐水湿竹种；筛选了淡竹、金镶玉、紫竹等耐瘠薄生态功能竹种。“十三五”继续筛选抗旱、抗寒、耐盐性竹种，研发竹林生长生理指标实时监测设备，更高效地辅助筛选优良抗性竹种。“十二五”期间筛选出的耐水湿竹种淡竹等在安徽推广面积已达3000亩；“十三五”期间筛选出的抗寒毛竹种源—茅山种源，已在大别山区推广面积达2000亩，辐射带动造林大户10余户，从业人数达100多人，成果推广效果突出。

安徽省林科院、国际竹藤中心、广德市林科所三家单位在“十二五”期间共同选育出“皖紫竹1号”“皖紫竹2号”两个良种，目前在安徽省推广面积已达10000亩，紫竹良种年产竹材15000～18000株/hm2、竹笋1500～2250kg/hm2、竹母1500～3000株/hm2、经济收入15000～22500元/hm2，辐射带动造林大户20余户，从业人数达500多人，成果推广效果突出。

针对西部高山缺乏耐逆性强的笋用竹优良品种的问题，项目研究团队开展了优良竹种选育研究，西南林业大学王曙光教授等在多年研究基础上筛选并授权了云南箭竹高山耐寒新品种“云鲜1号”，为我国西南地区笋用竹的栽培推广提供了具有自主知识产权的优良笋用品种。

“十三五”国家重点研发计划“竹资源高效培育关键技术研究”项目针对大型优质笋用竹，如勃氏甜龙竹等种苗严重不足的问题，建立了勃氏甜龙竹与麻竹的高效繁育与组培再生体系。西南林业大学王曙光教授团队创建了组培苗单节芽再生植株新技术，繁育系数在原来的基础上提高了50%以上，创建了勃氏甜龙竹、版纳甜龙竹全年不同季节育苗技术体系，研发了勃氏甜龙竹的高空压条培养技术；福建农林大学朱强教授团队将麻竹的繁殖系数提高80%以上，建立了高效的遗传转化和再生体系；国际竹藤中心高健研究员团队筛选并申报了勃氏甜龙竹新品种，研发了连根埋秆技术，提高了土地利用率50%以上，促进了勃氏甜龙竹快繁苗的产量和质量的提升。

2020年项目组成员对毛竹的基因组DNA样本进行测序上样操作

精准生态培育 毛竹笋四季皆可食

毛竹是我国分布面积最广、经济效益最高的竹种。因近年来竹材市场低迷，培育竹笋成为了竹农增收和竹林效益提高的主要途径，如何更生态、更高效地培育毛竹笋，是项目组成员安徽省林科院竹类所吴中能团队致力于解决的难题。

团队近十年在学习浙江培育毛竹四季笋经验的基础上攻克精准测土配方施肥和提升土壤、水分管理等主要技术难关，每年还举办此类专题技术培训班，从理论到实践不断探索毛竹四季笋生态高效培育技术，真正达到毛竹园春有春笋、冬有冬笋、夏秋有鞭笋，一年四季皆产笋。

目前通过“科研院所+合作社+农户”的技术推广模式，在广德市卢村等地推广面积2000余亩，冬笋年产量达到120～150公斤/亩、春笋年产量达到300～400公斤/亩、鞭笋年产量达到150～200公斤/亩，亩产值实现3000～5000元/亩，该模式不仅使竹农得实惠，对推动全市乃至全省经济社会发展都具有深远意义。该技术将通过“十三五”项目向全国辐射推广。

攻克技术难关 让红哺鸡竹笋产量大幅提升

红哺鸡竹是我国特有的著名笋材两用竹种，主要分布在安徽、江苏、浙江等地，其中安徽省广德市四合乡为全国重要的红哺鸡竹种植区之一。随着红哺鸡竹竹林面积的增长，竹材供过于求，竹材料的价格大幅度下降，林农收入日益减少，越来越多的林地处于无人管理的状态，造成了大量的资源浪费，且红哺鸡竹笋常规栽培出笋期一般在每年的4月上旬或中旬，此时国内已有很多笋用竹种出笋上市，对红哺竹笋的价格及销路有很大的影响。如何帮助林农充分利用当地红哺鸡竹资源，通过覆盖培育措施使春笋冬出，延长出笋期及早期比例，取得良好的经济效益，是亟待解决的问题。

安徽省竹类所团队结合安徽省科技攻关平台课题，开展红哺鸡竹春笋冬出培育技术研究，通过科学调控笋用林结构，促进笋芽萌发，筛选覆盖材料、覆盖厚度、覆盖时间的最佳技术组合，研发出一套以覆盖早出为基础的综合性培育技术，红哺鸡竹出笋时间提前，产量增加，效益提升。

相关技术在安徽广德开展了规模化的推广与应用。技术措施实施后，覆盖红哺鸡竹笋期提前45～55 天，单价提高25%以上，春节前后产量可达200公斤/亩，增产150%，经济效益从约5000元/亩增长到12000元/亩，技术效果十分显著。

无公害综合防治 降低毛竹笋材的损失

竹林有害生物是造成毛竹笋材低产的重要因素，采用常规化学防治方法对竹笋品质影响深远。为此，安徽省林科院吴中能研究员团队的曹志华博士联合广德市林科所，近十年来针对如何攻克无公害防治技术、减少毛竹笋材损失，研发了两套成熟的技术体系。

针对笋期主要有害生物竹笋泉蝇、竹笋禾夜蛾和毛竹（笋）秆基腐病，提出应结合林地挖冬笋浅翻一遍，或加施黄心土20cm，以减少有害生物侵染；及早挖除虫退笋，清理至林外处理，杀死其中幼虫；4月份用10%的鲜笋溶液1000ml兑2.5%大康乳油2ml，诱杀竹笋泉蝇；在有条件的竹林安装杀虫灯诱杀成虫等方案，综合防治效果达到95%以上。

沧源甜龙竹高效培育试验基地

针对成竹期有害生物竹丛枝病、竹织叶野螟、竹篦舟蛾、华竹毒蛾、竹两色绿刺蛾和黄脊竹蝗，提出首先清除林内病竹及残体，运出林外集中烧毁，消除病原；低凹积水竹林，开沟排水，预防病害发生；6月垦挖、施肥，或7～8月削山，大年竹山冬季挖山深翻，破坏土茧越冬，清理林中杂草，消灭杂草中的越冬卵；利用幼虫受惊吐丝下垂、坠落的习性，组织人力摇击竹秆，捕杀竹篦舟蛾幼虫；人工施放烟剂或机械喷烟熏杀取食竹叶的幼虫；禁止有病母竹外运引入新区种植，禁用病株、病梢、病枝等作露天用物，防止病菌扩散传播；在有条件的竹林安装杀虫灯诱杀成虫等方案，综合防治效果达到98%以上。项目组将大力辐射推广该技术。

竹药复合增效 助力脱贫攻坚

毛竹在我国亚热带地区分布广泛、材笋兼用，是最具开发潜力的经济竹种。近年来，由于竹材加工业低迷，严重影响了竹林经营的积极性，通过复合经营，发展竹下经济，成为竹林增效和山村振兴的重要途径。项目组成员安徽农业大学徐小牛教授团队致力于毛竹－药用植物高效复合模式筛选和优化，着力解决传统中药材竹林下仿野生高效栽培关键技术研发，实现复合增效，着力脱贫攻坚。

近年来，团队研究人员结合大田生产与室内控制试验，针对不同药用植物生理生态特点，突破了竹药复合模式立竹结构调控、肥水一体化等主要技术难题，集成创新了竹药高效复合经营技术体系。通过组织专项培训，促进了技术模式规模化的推广与应用。

目前，通过“公司－项目－基地－农户”和“合作社－项目－基地”的组织模式，利用基地的示范带动作用，推进技术模式的规模化推广应用，辐射面积达1000多亩。同时，结合安徽大别山区毛竹资源丰富的优势，在国家级贫困县金寨县推广该技术模式500多亩。与毛竹单一经营模式相比，竹药复合经营经济效益提高3—6倍，如果结合“三笋”（冬笋、春笋和鞭笋）培育，经济效益可提高8～10倍。该模式显著的增效作用，深受竹农欢迎，成为大别山贫困山区精准扶贫的有效途径。

竹菌复合经营 助力脱贫攻坚和乡村振兴

依托“竹资源高效培育关键技术研究”项目“竹林立体复合高值化经营技术”课题形成的毛竹林下套种大球盖菇、竹荪等竹菌复合经营技术模式，国际竹藤中心蔡春菊研究员团队有效实现竹加工剩余物的高效利用，提高竹林空间利用率和经营效率，改善林地环境，显著提高了竹林综合效益，为竹农脱贫致富和乡村振兴提供了新的发展途径。

2019年10～12月，在浙江德清、浙江湖州吴兴区、湖南炎陵、湖南永州、广西龙胜先后举办培训班7期，培训地方林业局、林业站、种植合作社相关人员及其他种植户等300余人。通过培训，带动浙江德清、浙江湖州吴兴区、湖南炎陵、湖南永州、广西龙胜等地大力开展技术成果转化与示范。依托项目建设毛竹林下套种大球盖菇高效示范林105亩，提高当地农民收入8600元/亩；建设毛竹林下套种竹荪35亩，提高当地农民收入2000～2600元/亩，“毛竹－大球盖菇”“毛竹－竹荪”两种竹菌复合经营技术模式的经济效益均提升200%以上。

项目组积极投身脱贫攻坚工作，2019年以来，依托项目形成的成果，通过科技帮扶和种植示范，助力广西龙胜县龙脊镇大柳村成功脱贫。2020年年初新冠肺炎疫情发生以来，项目组深入了解疫情期间竹林生产经营的具体问题，迅速响应竹区群众遇到的重要且迫切需要解决的技术难题，参加技术攻关小组“竹林生产经营问答手册”的编写，并负责竹林复合经营部分技术内容，使项目成果及时帮助到竹区群众尽量减少疫情造成的经济损失。

项目研究过程中，项目组还在浙江湖州市吴兴区举办了以“竹林蘑菇地”为主题的自然教育科普活动，与湖州新世纪外国语学校、湖州月河小学浮玉校区、城南实验学校等数十家幼小中学校合作开展第二课堂10余次1000余人，将竹菌复合生态系统科普到中小学生亲身体验种植过程等自然教育活动，建设竹林文化示范单位和自然教育示范课堂，产生了良好的科普教育效果和社会影响力。

举办竹菌复合经营技术培训班

科技创新顺应时代发展 引领现代竹林生产经营技术进步

我国竹林广泛分布于长江流域及南方各省，在发展绿色经济、改善人类生存环境、促进就业增收、传播生态文明理念方面发挥着重要的作用。近30年来，竹林丰产经营技术有效地促进了竹资源数量增长和质量提升，为我国竹产业跨越式发展提供了重要保障。但是，随着社会的发展与进步，农村人口城市化现象严重，劳动力资源日益紧缺，传统竹业生产经营出现雇工难、效率低、成本增加、资源信息滞后影响经营决策等问题，严重制约了竹产业的转型升级和可持续发展。传统竹林经营向规模化、省力化、机械化及信息化经营管理方向转变，成为时代发展的必然趋势。

国际竹藤中心官凤英研究员深入营林生产一线，锐意科技创新，追踪国际前沿技术和国内行业需求，在“十二五”国家科技支撑和“十三五”重点研发计划课题的支持下，带领科研团队，在前期竹林高效培育技术研究基础上，首次开展了带状采伐培育技术模式、水肥一体化耦合技术、多尺度竹林经营遥感诊断与决策等创新技术体系研究，为实现竹林经营的规模化、省力化、机械化、信息化决策提供了有效的技术支撑。顺应时代发展，科技引领现代竹林生产经营管理技术进步，对我国竹业走现代化道路做出了重要贡献。