淺析果樹栽培中農業高新科技的應用

【摘 要】果樹種類繁多，分布地域廣，是當今世界重要的經濟作物之一。許多國家都很重視果樹的生產，并對果樹科研大力扶持，制定相關優惠政策，使全球果樹業在最近幾十年得到了長足的發展。特別是現代科學技術對果樹生產和科研的滲透和影響，更使果樹生產的產量、質量和效益都得到了全方位的提高。本文將對農業高新科技在果樹栽培中的應用進行詳述，以供參考。

【關鍵詞】農業；果樹栽培；高新科技；應用

1 前言

1.1 果樹栽培方式的革命性變化

未來的果樹種收全過程均將實現工廠化和自動化，這主要要依賴于電子計算機、新材料、新能源技術的進一步發展和應用，這些技術將使未來的人工氣候果園成為果樹栽培的重要方式，不僅能使果樹產量極高、果實品質優良，而且成熟期可人為設計而不用受自然氣候的限制。

1.2 水果品種選育的突破

隨著生物技術的進一步完善和應用，將使果樹學家能夠根據人們的需要設計出全新概念的果樹品種。即使在自然條件下，果樹栽培和分布也可突破原來的地域限制，熱帶水果如龍眼、火龍果等可以在北方安家落戶、開花結果，北方原產的山楂也可在南方種植。

現代高新科學技術是在現代生物學、微電子學、高分子科學等取得突破性進展的基礎上發展起來的。農業高新技術的首要是生物技術，其次是電子技術和核技術。

2 生物技術

2.1 基因工程

在利用基因工程技術改良作物性狀方面，已經獲得了一批抗病毒、抗蟲、抗除草劑以及改變營養成分的轉基因植株。這種技術在番茄上的應用成果令人振奮，國內外都已成功地用反義基因技術培育出了極耐貯藏的番茄，這種番茄采收后可置于室溫下2～4個月仍保持綠色，食用前只需用少量乙烯稍作處理即可使其正常成熟，這種基因工程番茄已于1994年在美國上市。相對而言，在利用基因工程技術改良果樹性狀方面仍有大量工作要做。由于果樹遺傳背景比較復雜，重要農藝性狀常受多基因控制，有價值的基因不易分離，而且離體培養的許多問題尚未完全解決。盡管果樹上暫時還沒有獲得有價值的轉基因植株，但有效的轉化系統已經建立，標記基因已轉移到果樹體內并實現表達，如在蘋果、桃、核桃、葡萄、草莓等果樹的基因轉移研究中都取得了很好的進展，為進一步利用基因工程技術改良果樹品種展露了光明的前景。

2.2 組織培養和細胞工程

組織培養在果樹工廠化育苗和脫毒苗培育方面已是一項成熟的技術，如華南農業大學園藝系多年來一直采用組織培養技術繁育和推廣香蕉優良品種，取得了明顯的社會經濟效益。七五期間，我國建成了葡萄、蘋果、香蕉和柑橘等快速生產線共11條，供應試管苗1千萬株。另外，利用組織培養技術在培育無病毒苗木方面也已取得了豐碩成果，南方地區香蕉脫毒苗已大面積推廣，北方落葉果樹的脫毒苗也已推廣應用，柑橘等果樹的原生質體培養技術已接近或達到國際先進水平。另外，國內外在細胞工程方面均作了大量研究，提供了不少成功的例子，如通過原生質體的培養和融合、體細胞雜交、花粉培養、胚乳培養等方法已培育出了單倍體、三倍體、四倍體植株，既為果樹性狀的遺傳學特性研究提供了很好的試材，也為進一步培育新品種準備了很好的原始材料。

2.3 分子生物學技術

80年代和90年代才發展起來的PCR、RFLP、RAPD等分子標記方法大大方便了基因水平的操作和分析，不僅可用于基因分離、克隆和核酸序列分析，還可用于突變體和重組體的構建以及基因表達調控的研究、基因變態性分析、雜種優勢鑒定、種子純度鑒定、突變體鑒定、遺傳分析和基因圖譜制訂等方面，這些技術已在蘋果、香蕉、草莓、火龍果等果樹的研究中有一定的應用，在果樹遺傳育種研究方面表現出了巨大的潛力。

3 計算機

3.1 在果園栽培管理自動化上的應用

3.1.1 施肥

傳統和常規果園施肥多憑感覺或經驗。如今，在美國等西方發達國家，計算機已在果園施肥中扮演著重要角色。計算機依據土壤分析和葉片分析結果，結合果園歷年的產量記錄以及樹體的生長發育規律，計算出施肥的最佳配方和最佳時期，真正做到最大限度地滿足果樹高產優質對礦質元素的需要。

3.1.2 灌水

果樹多為較高大的樹木，及時灌水對生產高產優質的水果意義重大。傳統和常規果園由于條件所限，或靠天吃飯，或灌水方法落后（如淹水漫灌），或灌水時機掌握不當，這些都極大地影響了果實產量和品質的提高?，F在，在發達國家的某些現代化果園中，計算機也在灌水方面發揮著重要作用。將計算機與田間的水分自動監測系統相連，全天候地對果園土壤水分狀況進行監測和數據處理，一旦發現果樹需水，立即指示聯機的滴噴灌設施給土壤增加水分，當土壤水分指標達到要求后便立即停止給水，這樣既能及時滿足果樹對水分的需求，又不致造成水資源浪費。

3.1.3 病蟲害防治

在病蟲防治方面，計算機也在現代化大型果園中發揮著不可替代的作用。比如美國佛羅里達州的柑橘園面積巨大，被稱為柑橘的海洋，如果用人工逐株檢查的傳統辦法去調查果樹疫情和蟲情，顯然滿足不了及時噴藥防治的要求，計算機與高空紅外攝影技術相結合就很好地解決了這個問題。用專用直升機在1萬米高空對果園進行紅外攝影后，在室內用計算機程序對照片進行分析處理，并進行模擬顯像，果園的病蟲發生情況頓時就了如指掌了，這種方法對大面積果園及時有效地防治病蟲害可以起到事半功倍的效果。

3.2 在果實采后處理上的應用

我國水果種植面積和產量均居世界第1位，可是出口創匯的水果比例卻很少，這除了果樹的良種化程度不高和栽培管理水平低而導致的果實品質差以外，采后商品化處理技術跟不上也是一個重要原因。西方發達國家的果實采后處理已實現工廠化、產業化，在不少大型的采后包裝廠都有計算機控制的自動化果實采后包裝線，不僅洗果、打蠟、分級、包裝等實現了自動化，連選果這樣的復雜工序也用電腦程序控制，對著色不好或有病蟲斑的果實，計算機控制的機械臂就會自動將其剔除。在這樣的包裝線上，果實采后處理已相當簡單，果實采收后，只需置于包裝線的入口處，不一會就可從終端拿到裝箱整齊、秀色可餐的果實了。

4 核技術

在育種上，我國早就嘗試輻射育種這種新方法了，比如用放射性同位素6Co產生的C射線照射果樹種子、枝條等器官，可導致大量基因突變，為選育新品種提供豐富的原始材料，我國現在已用這種方法培育出了一些水果品種。值得一提的是，輻射導致的突變性狀盡管較多，但優良突變往往很少，而且某些優良突變（如無核）常與劣變（如低產）連鎖出現，這為該方法應用的有效性設置了障礙。盡管如此，輻射育種仍是一種值得重視和進一步研究的育種方法。

在果樹生理研究中，用放射性同位素示蹤法考察果樹光合產物的運輸和分配以及礦質元素的吸收和利用已經是一項成熟的研究技術了。

另外，放射性同位素還常用于研究果樹體內蛋白質及核酸的代謝情況，也用于研究蛋白質及核酸分子的結構。如用放射性同位素32P標記的DNA分子（稱為放射性探針）與轉化植物或被分析個體的總DNA雜交可以探測到植物是否含有與探針同源的DNA序列，通過放射自顯影可以觀察到與探針DNA互補雜交的片段，并可以測定其分子量的大小。