在希望的田野上丨围绕产业瓶颈合力攻关,让“科研之花”结出山药“产业之果”

河南日报客户端 2024-03-17 09:48:37

微信图片_20240317092308.png  河南日报客户端记者 王永乐 通讯员 张江利 王瑞飞

  在河南师范大学生命科学院,有间不足40平方米的小房间,看似不太起眼,却是几十种山药种子的“诺亚方舟”——国家山药种质资源库。穿过长廊,推开玻璃密闭门,18℃的常温中,一排排高达房顶的架子上摆满了透明玻璃瓶,里面都是正在培育的山药种苗,玻璃瓶下方,整齐划一贴着白色标签,清晰记载着采集、培育时间和地点。微信图片_20240317093340.jpg

  “你看,这些分别是从太行山、伏牛山、黄柏山、桐柏山以及山西吕梁山等采集来的包含5个种的700多份野生山药资源,目前都已经进行了种质资源鉴定,建立了开放环境下山药快速生根繁殖技术体系。”在繁育室,国家中药材产业技术体系山药种质资源鉴定与新种质创制岗位科学家杨清香教授指着架子上琳琅满目的山药苗,如数家珍。

  据了解,粮食作物的良种普及率已经超过90%,中药材的良种推广率却不足10%,严重制约了中药材和中医药产业的高质量发展,尤其是山药作为药食两用的中药材,长期存在着种质资源数量不清、功效不明、功效成分不清楚、种质资源挖掘利用不够等问题,严重制约了产业高质量发展。

  为此,2019年11月国家山药产业科技创新联盟成立,5年来,联盟坚持以市场需求为导向,集合优势资源完成了种质资源库建设、栽培技术创新、区域品牌提升、特色产业规划等重点任务,取得了一系列重要突破和重大进展,为我国山药产业的健康可持续发展作出了重要贡献。微信图片_20240317093334.jpg

  “加强中药材资源保护,加快山药等中药材产业发展,对促进农民增收、实现乡村振兴具有重要意义。”国家山药产业科技创新联盟理事长李明军教授表示,发展中医药,要从源头开始,要在种植基地把控中药材质量,为中医药生产提供产地优质原料。

  摸清种质资源家底,做强山药产业“芯片”

  “决定山药品质的源头在于种植,种植的源头又在于种子种苗。”耕耘中药材健康种苗和微生态健康调控领域,杨清香带领团队专注中药材安全种植研究多年,尤其对山药情有独钟。

  山药自古以来药食同源,是临床常用的大宗药材。怀山药作为河南省道地药材,是我国著名的“四大怀药”之一,品质佳疗效好,有健脾、补肺、固肾的功效。影响山药品质和产量的因素众多,尤其是种薯质量退化、病虫害严重、连作障碍、农药化肥过量施用等,为我国山药的优质高效生产带来了极大隐患。

  为了尽快解决制约山药产业发展的根源性问题,从2021年开始,作为国家中药材产业技术体系山药单品种攻关组组长的杨清香带领团队下决心尽快厘清我国山药种质资源数量、种类,挖掘、培育、创新山药种质资源。微信图片_20240317093346.jpg

  “占有的种质资源越丰富,基因开发的潜力就越大,种业创新的基础就越牢,后劲就越足。”杨清香介绍,为此她带领团队成员踏遍山山水水,走过无数日日夜夜,只为收集到更多类性状不同的山药种质资源。

  目前,国家中药材产业技术体系山药单品种攻关组已经在温县、安国、南京等地建设山药种质资源圃8个,共收集野生资源448份和栽培品种份1682份,实现资源共享,其中由河南师范大学与温县人民政府在温县共建的山药种质资源圃为全国最大的资源圃,收集来自22个省的100多个地方特色山药栽培品种以及华北区主要野生山药种质150余份。

  同时,山药单品种攻关组系统测定了不同山药种质营养成分、功效成分,并通过小鼠脾虚模型和小鼠运动型疲劳模型有效评价了不同种质山药、山药零余子、山药多糖的功效,为山药品种优选和资源利用奠定了坚实基础。

  杨清香教授介绍,攻关团队通过新品种引进和适应性筛选、地方优势资源挖掘以及EMS诱变育种等方法,加快基因克隆、基因编辑、单倍体育种、分子设计育种等技术研究和应用,繁育一批抗病优质丰产的优质山药新品种,为山药产业发展提供种源保障。

  目前,山药单品种攻关组获得国家新品种权品种1个、河南省新品种认定4个、江苏省认定新品种2个、河北认定新品种2个。还在河南省温县农业科学研究所、新乡市卫辉唐庄建立了怀药脱毒苗生产基地,实现了种薯优质化、专业化、周期性扩繁更新。这是企业的生产环节与科研机构育种环节紧密结合,利用种质资源库选育适合优质作物品种,提高产业综合效益的最新例证。杨清香说:“今后,将建立更多灵活高效的合作机制,让种质资源更好地服务山药种业发展。”

  创新种植技术,支撑产业规模化发展

  长期以来,山药不能连作,在同一块田地重茬种植引发连作障碍,严重影响山药生产效益。李明军介绍,山药线虫病害在部分地区爆发,导致农户受损严重,减产甚至绝收。山药种植面临“无地可种”的困境,也直接导致租地价格的飙升及种植面积的减少。加之种植机械化程度低,严重制约产业规模化发展。

  为此,攻关团队在山药病虫害防治和栽培模式创新方面,研发了纳米农药预混技术、种苗包衣技术、浅生槽定向栽培技术、打孔种植等,在生产上逐渐推广,大大促进了山药产业的绿色高质量发展。微信图片_20240317093353.jpg

  江苏灌云县山药种植户在国家中药材产业技术体系山药苏北综合试验站的指导下,用定向开槽机在田里挖出一米多长的沟槽,并放入塑料定向槽,然后把山药种放入槽中——山药就会随着模具形状生长。原本山药“竖”着长,现在“横”着长。

  “这是浅生槽定向栽培技术,目前已经在江苏、江西、广西等地落地应用。”李明军介绍,该技术相比传统山药栽培技术省工省时,采收方便,能有效解决农民收山药难的问题,深受广大农民好评。技术人员将栽培技术免费推广给灌云县当地农民,提高山药产率、降低农民劳动强度。

  为什么要“横”着种山药?“传统种植模式中,山药的块茎可到达地下1米多深,收获时费事、劳动强度大。”江苏省农业科学院经济作物研究所研究员张培通解释,加之许多地方由于扩种水稻,地下水位升高,山药块茎很容易泡水。即便是地下水位达到两米深,夏天暴雨时土壤也会塌陷,就是农民常说的“塌沟”,一旦“塌沟”就会造成山药绝收,许多人由于害怕绝收而放弃种植。如果山药横着长,倾斜10°—15°,栽种的深度就只有30厘米左右,既避免了水涝“塌沟”风险,机械操作也十分容易。

  张培通说,江苏多地传统山药栽培存在此类问题,以灌云县受害最为典型。数据显示,原本2万多亩的“南岗山药”现在仅剩零星一点。“我们希望通过推广浅生槽定向栽培技术,使灌云县山药主产区恢复生产。”张培通说。

  同时,为促进山药产业生态种植,杨清香教授团队研发了山药蚯蚓粪益生菌肥系列,山药平均亩产提高10%—15%,蛋白质、酚类和黄酮类均明显提高,线虫发病率降低60%以上,茎腐病发病率降低50%以上,减少农药施用30%—50%,施用蚯蚓粪益生菌肥的山药口感明显好很多。

  大力研发山药产品,提升产品附加值

  “只有后端的产品加工产业链扩大了,前端的种植才有保障。”杨清香介绍,市场上的山药产品大多精深加工不够,技术含量低,产品同质化严重,深加工技术和产品严重缺乏,制约了山药产业做大做强。微信图片_20240317093431.jpg

  近年来,伴随大健康产业的快速发展,越来越多的企业投入深加工技术和产品的研发,具有较高经济价值的山药深加工产品成为市场的宠儿。山药单品种攻关组华南农业大学杜冰教授团队联合企业开发的山药轻食花胶上市,新品入驻山姆会员店,受到市场热捧,单品销售在2023年超过亿元。

  同时,迎合年轻消费者的口味开发出的山药奶茶系列产品、山药植物发酵酸奶等不仅口感好,而且融入时尚、休闲和保健元素,将有力推动山药加工产品的发展。微信图片_20240317093436.jpg

  糯米山药是文成特色农产品,每年10月中下旬至次年1月上市,但糯米山药的运输、储存一直是个“老大难”问题。经山药单品种攻关组协同研发的流水线生产,汤汁、山药、鸡肉比例协调,糯米山药鸡实现了糯米山药四季可食。

  一道糯米山药鸡,连接着文成黄坦800亩农田、100多户农户。得益于订单收购,使得糯米山药溢价达30%—50%,亩均增加附加值2万元,农民种植每亩增收5000元,产品加工每亩增值1.5万元。微信图片_20240317093401.jpg

  李明军介绍,下一步联盟和国家中药材产业技术体系山药单品种攻关组将在山药种植基地扶持新建一批规模大、现代化程度高的山药加工厂,通过延长深加工产业链,开发高值健康产品,提升各道地产业龙头企业的带动能力,让“科研之花”结出“产业之果”。

  同时,重视山药品牌建设,不断引导鼓励山药龙头企业和种植合作社通过参加各种博览会、交易会、洽谈会,拓展产品销路,提升特色山药品牌效应,推动山药产业与旅游、文化、养生等产业融合。

责任编辑:李亚伟
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