张川,梁金平,张志勇,周美玲,郑新妹
(龙岩市农业科学研究所,福建龙岩 364000)
马铃薯(Solanum tuberosum)原产于南美洲,被誉为“地下苹果”[1]。马铃薯是中国第四大粮食作物,具有营养丰富、生育期短、适应性广等特点,在保障粮食安全、脱贫攻坚、乡村振兴等方面发挥了重要作用[2-4]。福建省是中国最早种植马铃薯的省份之一,属于中国南方二作区[5],龙岩市是福建省重要的春作区之一。
马铃薯是龙岩市第三大粮食作物,据统计部门统计,2021 年龙岩市马铃薯种植面积3 180 hm2,比上年增加45.8 hm2,增幅1.46%。马铃薯产业发展对龙岩市保障粮食安全、提质增效和提高土地利用率等方面具有重要作用。通过对龙岩市马铃薯种业创新、产业发展情况进行调查,分析龙岩市马铃薯在育种方面和产业方面的现状问题,以期为该地区马铃薯种业创新和产业发展提供参考。
龙岩市位于福建省西南部,地处武夷山脉和博平岭山脉之间,地势东高西低,北高南低,平均海拔652 m。龙岩市属亚热带季风气候,年平均气温20.7℃,全年无霜期达300 d 以上,年降水量1 508.6 mm,日照时数1 837.4 h,冬无严寒,夏无酷暑。
龙岩市农业科学研究所作为全市唯一一家科研单位开展马铃薯育种工作,育种工作从2003 年开始,育种团队有5 人,其中,正高级1 人,副高级1 人,中级3 人。育种方向主要是以早熟、高产、优质为目标,现有合作选育3 个马铃薯新品种(闽薯1 号、福克76、福克212)。其中,闽薯1号现为福建省马铃薯主推品种之一,近年来,在云南、贵州、浙江、湖南、广西、广东、内蒙古、吉林等省陆续大面积推广。农业农村部发布《国家农作物优良品种推广目录(2023 年)》,闽薯1 号被列入苗头型品种。每年高山杂交组合20 余个,种植实生苗1 万余株,保存无性系材料1 百余份,选育出了闽龙薯1 号、闽龙薯2 号、闽龙薯4 号等一批优良新品种,正在参加国家和省级区试。自开展马铃薯品种引进、茎尖脱毒苗的培育和高产栽培技术等研究以来,共主持和协作参加了8 个省(厅)级科研项目,发表相关论文10 余篇,授权发明专利4 项。
现已建立茎尖脱毒及组培室130 m2,各种实验仪器设备10 余台,温室繁育大棚1 200 m2,马铃薯种薯繁育基地0.67 hm2,已开展马铃薯脱毒组培、微型薯繁育、中高代品系鉴定与筛选等工作,初步建立种质资源圃。承担国家中南早熟组马铃薯区试试验点和福建省马铃薯区试试验点。
马铃薯种质资源是马铃薯育种工作的重要物资基础,是新种质材料的主要来源,所以需要引进大量的种质资源,才能更好地选配优异的亲本。近年来,在种质资源引进明显不足,主要是通过吉林省农科院、长春市蔬菜花卉研究院、福建省农科院和其他省市引进近50 份,虽龙岩市农科所不断对马铃薯种质资源收集和保存,但现有保存的种质资源中,农艺性状优异的种质资源匮乏,尚未系统完整对种质资源进行综合鉴定评价,缺乏专项资金和人力保障,保存主要通过薯块繁育和整薯冷库保存,种质资源经过数代薯块繁育后,部分种质资源退化或丢失。
马铃薯新品种选育主要通过杂交育种。常规育种主要是以马铃薯的表型性状进行筛选,靠选育者经验进行直观判断,再加上马铃薯多数是同源四倍体,性状分离复杂,需要多年的鉴定和筛选。杂交育种是根据选育目标选择优良亲本,经人工授粉得到杂交种子,并对杂交种子播种后得到杂种优势单株,对单株材料的地上和地下部分性状进行鉴定后筛选出优良新品系。马铃薯杂交成功率高低受多种因素影响,如亲本材料、光温水气、气候环境、人工杂交技术等,所以必须继续多方面进行改进和摸索。龙岩市现阶段马铃薯育种方法仍以传统的人工杂交,由于杂交技术不成熟,杂交配组成功率低,着果率较低,落花落蕾严重,创制的新种质材料少。由于科研所育种与市场需求变化联系不够紧密,选育的新品种市场转化率不高,成果利用率低。
马铃薯通过无性繁殖,生长期容易被病毒侵染引起种性退化和产量下降,因此,必须利用脱毒种薯繁殖技术,从根本上抑制病毒病的发生,是解决种性退化、产量下降的关键技术,所以迫切需要建立脱毒种薯繁殖基地建设。目前,龙岩市无一家企业从事种薯繁育工作,种薯主要靠外来调入,所以造成品种杂、脱毒质量差等问题,种薯质量无法保证,势必会对马铃薯的产量和品质造成严重影响和农业生产风险存在。龙岩市农业科学研究所每年通过温室大棚繁育马铃薯原原种和原种,仅满足自身科研繁育需要,繁育规模较小,无法供应市场需求。
龙岩市马铃薯产业主要种植菜用型马铃薯,供应周边市场,没有马铃薯精深加工企业,产业链短,经济效益低。由于马铃薯属于旱粮作物,虽种植适应性广,但龙岩市农田地块小,存在种植零散,连片种植较少,规模小,无法形成机械化种植和收获,导致种植投入大和用工成本高,收益率低。近年来,随着种薯、农资的增加,利润空间不断缩小,再加上气候环境的变化,增加了种植的风险,大大降低了种植户的积极性。
由于基层农技推广部门从事农业专业技术人员配备不足,科学指导农民种植马铃薯技术培训越来越少,使种植户停留在传统栽培种植水平,科学种植水平不高,导致产量和商品薯率低。
继续加大马铃薯种质资源的收集、鉴定、评价和保存,引进早熟、抗病、高产和广适应性的优良种质资源,完善和丰富龙岩市马铃薯种质资源圃,为杂交育种工作打下坚实基础。加大对脱毒室和组培室人员补充和经费投入,不管是种质资源还是高代品系,对田间表现优异的品种材料进行脱毒保存,夯实杂交育种材料基础。
稳定壮大马铃薯育种团队,遵循引进和培养相结合原则,既要引进人才加入育种科研工作,也要加强人才梯度培养建设。调动育种人才积极性,强化创新创业责任感,稳定人才队伍。要培养种粮大户成为新时代复合型新农人,打造一批懂技术、懂管理、懂销售的农业企业家,建立农业企业和科研所的合作机制,共同在品种选育、栽培技术、加工技术等方面求突破。
为有效解决杂交育种关键技术难题,必须通过科研项目立项,在高海拔摸索一套适宜本地区开展种质资源创制与利用研究的技术要点。由于马铃薯杂交育种土壤水分含量、空气湿度与植株的生长、开花、着果紧密相关。马铃薯开花杂交期对温、湿度要求非常严格,适宜的杂交温度为12℃~l8℃,适宜的相对湿度为80%~90%,湿度低于65%,杂交不易成功。通过前期调研,上杭县马坊乡历年的气象资料,在4、5 月属马铃薯开花期,平均气温介于10℃~17℃,4—5 月又属于春雨季,平均雨量310 mm,占全年降水量的35%,早晚间的空气湿度可以达到95%以上,适宜进行杂交配组。因此,利用该地区高海拔气候等优势条件,建立杂交育种试验基地,开展夏季杂交育种工作。加强对高代品系后代的抗性鉴定和品质化验分析,以及利用分子标记、生化标记和细胞学标记等手段辅助选育新品种,提高选育效率,缩短育种时间。
育种单位间需加强合作,互通信息,通过每年中国马铃薯大会、国家区试试验总结会和各种培训会议,加强与国内各科研院所、高校、企业进行交流。马铃薯科研团队选派科技骨干前往省级以上科研院所和高校跟班学习,提升马铃薯品种创新能力,特别是在分子育种和生物技术方面,完善马铃薯育种研究的方法,提高团队人才队伍建设水平;继续加强与吉林省农科院、长春市蔬菜花卉研究院深度合作,深化开展育种联合攻关,优势互补。利用南北间的地域、时间差异,充分发挥各自优势,联合南北方开展新种质材料鉴定和筛选,提高育种效率,加快育种进程,创制更多更好的新品种。
由于市场对马铃薯的需求在不断变化,所以要求在品种选育上迎合市场,在品种推广上下功夫。发挥企业和科研单位的长效合作机制,加大成果转化和推广应用力度。利用科技特派员团队挂钩服务企业,共同开展品种选育和技术推广,不断提升马铃薯产业发展创新水平。
充分发挥龙岩市山区优势,在高海拔地区建立和完善脱毒种薯繁育基地,开展马铃薯秋繁,打造优质良种生产基地。对高代品系材料的繁种需在高海拔区进行扩繁,保证种薯质量,以免病虫害传播病毒,导致长势弱、产量低、抗病性差而淘汰。马铃薯通过秋繁能够达到提纯复壮,减少退化,保持优良种性,不仅为参加国家、省区试试验供种提高保障,而且起到解决春种马铃薯种薯紧缺的作用,可获得良好的经济效益和社会效益,促进本地区马铃薯产业健康发展。
充分发挥政府职能部门作用,制定马铃薯种薯、农资、农机具等补贴扶持政策和加大政策性保险覆盖面,降低因市场波动、自然灾害等不可抗力因素造成损失的风险,增强种植大户和企业种植马铃薯的积极性。重点扶持新品种的引进示范推广、基地建设、标准化冷藏库以及精深加工企业。目前,漳平市为鼓励发展冬种马铃薯,每年拿出财政专项资金采购脱毒马铃薯种薯,分发给各个乡镇的种植大户,既可以提高冬闲土地利用率,又可以进一步稳定粮食面积,大力提升土地效益及附加值。