《“六月红”早熟芋产业培育及关键技术集成研究与应用》项目工作总结(0514)

1《“六月红”早熟芋产业培育及关键技术集成研究与应用》项目工作总结项目课题组(2013年月日)该研究课题为永定县经济作物技术推广站自选项目。课题于2006年立项后，与龙岩市农业科学研究所、永定县农业技术推广站、龙岩学院闽西食品研究所、福建农林大学食品科学院、永定县园东食品有限公司、永定县科学技术局等单位共10位专家组成课题组，由张祖德教授级高级农艺师担任课题组组长。课题组成员从项目立项调研、确定研究内容、技术设计和实施方案等各负其职，大力协作，按项目计划任务和实施步骤、进度安排的要求，对各项研究内容认真开展实施。本项目通过2006－2013年8年的研究和开发应用，在各有关单位大力支持下，经课题组各成员的共同努力，已全面完成项目计划任务的各项研究内容和技术经济指标。现将项目实施工作总结如下：一、立项背景及意义据资料显示，芋具有丰富的营养成分和食疗成分，是生理碱性食物，在全球蔬菜消费量中居第14位，被称为功能食品。由永定县农业局选育成功的地方特色早熟芋新品种“六月红”，具有熟期早(永定种植一般在5－6月即可成熟采收上市，是目前福建省乃至全国最早熟品种之一)、产量高(一般亩产子芋1300－1500kg，高产的可达2200kg)、商品性好(子芋椭圆或近圆形、表面鳞毛少、单个子芋重260－120g)、品质佳(肉质口感柔软润滑似糯，蛋白质1.4g/100g)，淀粉7.8g/100g，a－VitE含量高达6.28g/kg、高于国内其它芋品种，该品种2005年3月已通过了福建省新品种认定(闽认菜2004002)。自1996年选育成功以来，该品种到2012年已在福建、广东、海南等省市累计推广种植面积达50多万亩。在主产区永定县常年种植面积达3.5万亩左右，一般亩产值达4500－5000元，最高的可达8000多元，年总产值达1.6亿元，占全县农业总产值的10%以上。为此，“六月红”早熟芋已成为最具永定地方特色的优势产业。但是，在“六月红”早熟芋品种推广和产业发展过程中，仍存在着几个较为突出的问题急待研究解决。一是种性退化。由于不适宜的环境和栽培条件，长期的无性繁殖致使栽培芋已普遍受病毒侵染，尤其是芋花叶病毒(Dasheenmosaicvirus，简称DMV)，感染芋花叶病毒的植株生活力降低，球茎大少、数量和品质下降，产量损失约60%。据2005－2006年田间随机抽样调查发现，发病严重田块芋花叶病毒病显症率达24%－58%，一般田块显症率为6%－20%。因此，建立芋的组培脱毒提纯复壮种质和快繁技术体系显得十分必要。二是栽培技术指标的定性问题。长期以来芋的生产大多按传统经验进行，对各项栽培技术措施没有进行定量化和定性化的确切指标，如盲目密植，施肥现象等。因此，通过对“六月红”早熟芋的生物学特性研究以及不同栽培技术措施对其产量和质量的影响研究，为制定与其配套的早熟、优质、高产、无公害标准化栽培提供切实可行的科学依据。三是病虫害无害化防控技术问题。在芋的栽培中，由芋花叶病毒病、芋疫病、3芋软腐病和斜纹夜蛾是芋的主要病虫害，生产上对其防治采取有效的农业防治和选用高效、低毒、无残留的药剂防治是重要途径。四是产品加工问题。长期以来，产品销售都是以鲜子芋原料的形式出售初级产品为主，其廉价的副产品母芋、芋杆、芋叶约占生物总产量的%，全县每年约万吨以上，几乎任其腐烂在田间地头污染环境，偶尔腐烂作肥料处理。2001年，虽然，由永定县人民政府委托闽西食品研究开发了冷藏保鲜芋、真空软包装即食调味芋头丝、麻辣芋杆，真空油炸子芋酥、母芋酥等系列产品，但这些加工产品仍存在较多的技术缺陷，如去皮子芋防褐变护色，芋杆脱涩保脆技术参数和各类产品的加工工艺和原料配方技术参数，产业化开发的设备、设施选型配备等问题，急需对其进行必要的完善和提升。本项目针对“六月红”早熟芋产业发展现状和问题，自2006年开始，从提纯复壮种质与快繁，高产、高效与无公害配套标准化生产，主要病虫害无害化防控，系列产品深加工等关键技术集成研究入手，为“六月红”芋产业发展提供科技支撑和技术支持。为此，该项目的研究实施，对于培育壮大“六月红”早熟芋优势特色产业具有重大意义和必要性。二、主要研究内容及技术途径(一)良种提纯及快繁技术创新研究1、分系比较法，提纯复壮种质技术研究。采取“单株选择、分系比较、混合繁殖”的分系比较提纯法(又称循环选择法)，提纯生产原种，以保持“六月红”早熟芋良种的种性。如图1所示。4第一年第二年第三年分系比较单株选择分株比较分系比较混系繁殖，生产原种图1地方特色蔬菜品种分系提纯生产原种程序示意图2、茎尖脱毒组培及快繁技术研究。建立“六月红”早熟芋良种脱毒组培再生体系，并采用工厂化生产脱毒芋种苗。其技术途径及方法如图2所示。图2茎尖脱毒组培及快繁技术路线示范图大田(选种圃)原种圃株系圃株行圃大田生产(品种更新)种子田原代一种(原种圃)选优留种单株球茎分贮球茎混合留种提纯去杂去劣选取经过提纯复壮的，顶芽发达、球茎性状良好的‘六月红’原原种种芋作为试验材料取种芋茎尖进行离体培养不带芋花叶病毒的脱毒苗选择无毒优良株系酶联免疫(ELISA)检测组培快繁室外移栽定植原原种大田生产生产用种原种53、良种不同扩繁技术研究。对提纯原种、脱毒组培原种采取春繁、母芋繁殖、夏秋“倒种”加代繁殖、高山异地繁殖等扩繁方式生产一级、二级原种，供农户繁殖标准良种，以满足生产用种需要。(二)生物学特性研究通过田间试验，系统观察调查“六月红”早熟芋的植物学性状，生长发育特性，球茎发生发育及子芋萌发的形态学变化规律等，把多年所观察测定值的结果进行相关数理统计分析和总结，为高产栽培提供科学依据。(三)高效配套栽培技术研究与示范研究与“六月红”早熟芋配套的早熟、高产、优质、标准化栽培相关的生态环境条件和技术指标，通过不同栽培措施对其产量和质量的影响田间试验，根据试验研究结果，总结编制完成《“六月红”早熟芋栽培技术规范》、《“六月红”芋产品标准》和《“六月红”早熟芋品种标准》等3个地方标准，通过省审定后发布实施，并进行大面积示范。项目期内每年建立核心示范基地5000亩，辐射带动推广3万亩。(四)芋病毒病及芋疫病的防控技术研究1、通过对带毒昆虫生物学特性以及病毒种类的普查和研究，明确带毒昆虫的生活习性、传毒媒介、途径和病毒种类2、通过病毒病和芋疫病发生发展规律的研究，总结形成一套有效的病毒病、芋疫病综防技术措施。(五)产后贮藏与深加工技术研究与开发61、鲜切“六月红”早熟芋片或芋子的保鲜技术研究。确定鲜切“六月红”早熟芋片或芋子的保鲜技术参数，并在相关企业进行产业化示范。2、芋杆脱涩保脆和腌制技术研究。确定芋杆腌制原料配方技术参数。并建立相应的产业化生产线生产腌制芋杆、酱茶等产品投放市场。3、应用多种真空技术，开发真空冷冻干燥芋(冻干芋)，真空油炸子芋酥、母芋酥、真空软包装保鲜芋和即食调味芋头丝，泡(腌)制型真空软包装麻辣芋杆、干制芋杆等系列产品，并确定各类产品的最佳工艺条件和最佳原料配方技术参数。通过中试后，批量生产投放市场，并对各类产品产业化生产主要设备、设施进行选型及制定产品企业标准。(六)科技服务网络平台建设建立产品展示，销售网络系统，网上实时专家资讯系统和市场行情发布系统等科技服务网络平台。三、项目实施概况与各项计划任务完成情况8年来，在课题组全体成员的共同努力下，根据项目计划任务，重点开展了五大方面的关键技术研究和开发应用，已全面完成了项目计划任务中的各项研究内容和技术经济指标。(一)项目开展了“六月红”良种提纯复壮种质技术研究。2006－2008年项目课题组采用“优良单株选择，分系比较鉴定，中选优系混合繁殖”的分系比较提纯法(又称循环选择法)，提纯生产原种。这7种方法简易，周期缩短，生产的原种纯度高，可以保持“六月红”良种的种性。据2008年提纯原种比较试验说明：经提纯原种的性状表现典型一致，纯度达99%，符合“六月红”原品种的典型性状。原种平均单株结子芋9.12个，比农户自繁留种增加0.16个，单粒子芋重量增加1.0克，每亩子芋产量达1571.4公斤，比增182.3公斤，增幅13.12%，增产效果显著。但繁殖系数较低，不能满足生产用种需求。(二)项目开展了“六月红”茎尖脱毒组培及快繁技术研究。2008－2010年项目课题组选取经过提纯复壮后的，具有‘六月红’早熟芋品种典型性状的种芋作为母本繁殖材料，进行茎尖组织离体培养，培育脱毒试管苗，再经酶联免疫(ELISA)检测确认不带芋花叶病毒后，进行组培快繁，之后，将脱毒组培苗移栽定植于防虫网室繁殖原原种芋，用原原种芋增殖扩繁原种种芋，再用原种种芋增殖扩繁生产用种，以保持种芋的优良种性和脱毒表现。并从中筛选优良新株系进行新品系选育。1、茎尖脱毒组培条件的优化通过研究不同激素组合对‘六月红’早熟芋丛芽和侧芽增殖效果的影响、NAA不同浓度水平对诱导生根壮苗效果的影响，得出了茎尖脱毒组培的优化条件(表1)。其中顶芽茎尖诱导分化的最适培养基为MS+6－BA1.0毫克/升+NAA0.5毫克/升，芽分化增殖培养的最适培养基为MS+6－BA1.0毫克/升+NAA0.2毫克/升，组培苗生根壮苗培养的最适培养基为NAA0.5毫克/升+1/2(大量元素)或NAA1.0毫克/升+1/2MS(大量元素)。8表1茎尖脱毒组培条件的优化茎尖脱毒组培最适培养基顶芽茎尖诱导分化MS+6－BA1.0毫克/升+NAA0.5毫克/升芽的分化增殖培养MS+6－BA1.0毫克/升+NAA0.2毫克/升组培苗生根壮苗培养NAA0.5毫克/升+1/2(大量元素)或NAA1.0毫克/升+1/2MS(大量元素)(备注：1、MS为基本培养基每升附加蔗糖30g、琼脂粉6.5g，PH值调节至5.8～6.0)2、脱毒组培苗的病毒检测。委托福建农林大学植物病毒研究所，采用间接ELISA法和PCR法检测。年月送检41个样品，脱毒率达91.24%，年月送检个样品，脱毒率达100%(详见检测报告)。经病毒检测后确认不携带芋花叶病毒的组培苗进行分化增殖培养和生根壮苗培养。3、移栽定植繁殖原原种及原种。将生根小苗长至4－7cm高时，称至室外，在常温下炼苗7－10d后，移植于沺沙：塘泥为3：7的营养土苗床中，当温室育苗盘中小苗长至4－5叶时，于2008年4月至7月12日，分批项移植大田进行繁殖。据2008年10月田间抽样测产表明，平均单标结子芋13.02个。2008－2011年每年生产脱毒组培种苗42万株，2009－2012年建立了脱毒原原种繁殖基地140亩，获得脱毒原原种芋546万粒；2010－2012年建立了原种繁殖基地1820亩，生产脱毒原种芋246.94万kg。2010－2013年已供应芋农自繁一级标准良种或大田生产用种近17万亩。(见表2)表22008－2013年脱毒原种繁殖及供应生产用种情况统计表年度脱毒组培苗(株)原原种芋繁殖原种种芋繁殖一级标准良种大田生产用种面积(万亩)面积(亩)数量(万粒)面积(亩)数量(万kg)面积(亩)数量(万kg)200860000207892009900003011726033.8020101200004015639052.65225020111500005019552071.7635102.3020121500054665088.7347843.602013591510.0合计4200001405461820246.941645915.904、脱毒种芋田间比较试验。2009－2011年分别将脱毒1代原种和脱毒2代原种与未脱毒种芋(农户自繁生产用种)进行田间试验，结果表明：脱毒1、2代原种在球茎数量、单株产量、单位面积产量等几项指标上均显著提高，单株球茎数增加39.5%－63.7%，单株产量增加29.7%－46.2%，单位面积产量提高23.1%－43.2%，可见，芋经茎尖脱毒处理后，具有明显的增产效果。同时，从脱毒株系中筛选了2个优良新品系，暂定名为“仙师1号”和“仙师2号”。据田间比较试验结果表明，该2个新品系熟期早，比原品种“六月红”早熟15－20天，产量高，平均亩产子芋1613.4