王 瑋,黎 菁,張 悅
(1.徐淮地區淮陰農業科學研究所,江蘇 淮安 223001;2.南京市農業委員會蔬菜園藝處,江蘇 南京 210042)
近年來,世界農業科技正孕育著新的革命,以農業生物技術不斷取得重大突破為標志,農業生物產業和生物經濟逐漸浮出水面,并逐漸成為農業競爭的焦點和核心。生物農業是以生命科學和現代生物技術為基礎的新興產業,是農業現代化發展的必由之路。從我國生物農業產業發展現狀來看,現代生物農業產業正在崛起,在生物技術的研發等方面取得了一定的成就;但與國際先進水平相比,我國總體上處于第2方陣(歐美等發達國家處于第1方陣),居發展中國家領先水平。生物農業產業已成為國際生物技術競爭的重要領域和戰略新興產業,也是農業競爭的焦點。南京市政府領導班子十分重視南京市生物農業產業發展,著力將南京打造成全國生物農業的“硅谷”,引領全市農業現代化發展;而作為生物技術應用推廣第一線的蔬菜產業,必須緊緊抓住這一難得歷史機遇,以構建生物農業“硅谷”為契機,推動南京市蔬菜產業發展與進步。
近年來,生物技術等現代科技迅猛發展,人們用于改造蔬菜作物遺傳特性的方法越來越多,在蔬菜育種中的應用主要是轉基因技術,包括對抗病毒基因、抗蟲基因、抗逆基因、抗除草劑基因、延遲成熟及品質改良等基因的轉化。
轉基因蔬菜在生產上有非常廣闊的應用前景。世界上第1個商業化的轉基因植物是轉基因耐貯番茄品種FlawSaw,通過抑制乙烯的合成,使果實長期保持綠色硬實,便于運輸和貯藏。我國第1個獲得農業部批準上市的轉基因植物品種是“華番1號”番茄,是由華中農業大學獲得的轉耐貯藏基因番茄品種。到目前為止,已進行轉基因并獲得轉基因植株的蔬菜主要有番茄、馬鈴薯、胡蘿卜、芹菜、甘藍、花椰菜、大白菜、黃瓜、茄子等。南京市區內有南京農業大學、江蘇省農業科學院、金陵科技學院等一批實力較強的科研單位,在蔬菜轉基因育種方面也取得了一定成果。如南京農業大學園藝學院目前已從小白菜5個變種102份種質資源中得到了63 602份的基因序列,獲取了能夠耐-9.8 ℃的耐寒基因,下一步準備將此基因轉到其他蔬菜作物中,從而提高蔬菜品種的抗寒性,增加越冬蔬菜的產量。
生物降解技術主要有微生物農藥殘留降解技術,即通過分離篩選高效農藥殘留降解菌,運用微生物發酵技術,制成菌劑,直接施用于田地,是一種新型的生物修復技術。利用微生物降解性酶可以降解土壤與農作物中的農藥殘留,從而生產出真正無公害、綠色的農產品。目前,南京農業大學生命科學院已率先成功開發這項技術,并獲得了國家科技進步二等獎。南京市棲霞區八卦洲街道利用生物降解技術生產無公害蘆蒿也獲得了成功,經江蘇省出入境檢驗檢疫局檢測,八卦洲蘆蒿產品質量已達到歐美等發達國家農產品準入標準。目前,八卦洲蘆蒿已在全國60余座大中城市打開市場,還成功銷往日本、韓國以及香港等地區,并受到了當地市民的歡迎。
1.3.1 生物肥料的應用
生物肥料即指微生物(細菌)肥料,簡稱菌肥,又稱微生物接種劑,是由具有特殊效能的微生物經過發酵(人工培制)而成的,含有大量的有益微生物,施入土壤后,能固定空氣中的氮素,活化土壤中的養分,改善植物的營養環境,或在微生物的生命活動過程中,產生活性物質,刺激植物生長的特定微生物制品。
生物肥料在無公害、綠色、有機蔬菜等清潔農產品生產過程中將扮演越來越重要的角色,如在有機蔬菜的生產過程中常常需要使用大量的生物肥料以增加有益微生物并抑制土傳病害,從而達到有機農產品生產標準。目前,南京市農業科研單位正在進行BGB微生物菌劑的研究工作,所謂BGB微生物菌劑,是一種含有放線菌、固氮菌、有機磷細菌、無機磷細菌、鉀細菌、乳酸菌、芽胞菌等多種有益微生物和多種微量元素的微生物菌劑。經研究,番茄施用BGB菌劑后,可比對照植株提前15 d左右上市,且產量也有所提高。
1.3.2 食用菌菌種生產
食用菌生產必須首先解決菌種來源問題,菌種生產作為發酵技術的代表,是現代生物技術在食用菌產業上的應用。目前南京食用菌生產主要集中在高淳,而高淳的食用菌生產所用菌種主要依賴高固公司等大型食用菌生產企業從福建等地引進菌種母種或原種(通常其價格比較高),再由企業對原種進行大量擴繁成為生產種,除滿足企業自身所需,還得提供給當地中小種植戶,使其從事食用菌生產;因此,南京市大部分食用菌生產企業都缺乏食用菌菌種關鍵制備技術,從而喪失了食用菌菌種的議價權,只能固守在產業鏈的下游。
1.3.3 設施蔬菜高溫悶棚技術
以太陽、生物、化學所產生的3大熱能綜合利用為基礎,通過高溫悶棚處理,促使耕作層土壤形成65 ℃以上的持續高溫,能夠有效防治致病微生物及大部分地下害蟲,獲得局部生態防治的良性效應。利用高溫悶棚技術,充分腐熟土壤內有機肥,提高作物吸收利用率;通過增加土壤有機質含量,能夠改善土壤團粒結構,培養有益微生物群落。南京已經向當地蔬菜基地和蔬菜生產大戶推廣這項技術,實踐證明,采用高溫悶棚處理后,土壤各項理化性質趨于合理,有益微生物群落增加,致病微生物明顯減少,大部分地下害蟲被殺滅,為下茬蔬菜作物的生長提供了一個較好的土壤環境。
秸稈生物反應堆是利用秸稈等農業生物質資源,通過在栽培行底、栽培行間鋪設秸稈(內置式)或以秸稈為原料(外置式)通過好氧發酵產生CO2來補充設施蔬菜栽培的CO2肥源和熱源,這樣既可解決大量秸稈焚燒對環境的污染,又能改善南京設施蔬菜的栽培條件,增加作物產量,提高品質,保證農民收入,是一舉多得的農業生產高效、低碳循環之路。南京市蔬菜科學研究所經研究發現,采用秸稈生物反應堆技術處理的萵苣比未使用這項技術的對照產品增產達69.4%,維生素C和可溶性糖含量分別增加了25.4%和12.2%,而硝酸鹽含量則降低了30.4%。目前,該技術已經在多個地區進行試驗推廣。秸稈生物反應堆項目的實施,將有效解決秸稈焚燒等帶來的環境污染問題,大大推進秸稈綜合利用,促進設施蔬菜增產和農民增收。
此外,農作物秸稈綜合利用也是生物循環利用的主要模式之一,如農村地區常見的秸稈還田、秸稈肥料化利用等模式,以及農民自創的“豬—沼—菜”生物循環種養模式等。南京市出臺了《南京市農作物秸稈綜合利用規劃重點工作任務分解方案》,對全市農作物秸稈綜合利用提出了具體的目標和建設任務,預計到2020年,全市基本形成布局合理、多元利用的秸稈綜合利用產業化格局,全市秸稈綜合利用率達到85%以上。秸稈綜合利用的實施,有力地促進了南京市新農村建設和農業可持續發展。
采用生物防治方法防治蔬菜病蟲害主要包括保護利用天敵和使用生物農藥等。首先是保護利用天敵:蔬菜田生態系統有大量捕食性和寄生性天敵昆蟲,如瓢蟲、草蛉、蜘蛛、捕食螨和寄生蜂,要充分保護和利用天敵來控制害蟲;通過間、套種繁殖天敵和選擇對天敵殺傷小的農藥防治害蟲,可以比單純使用化學農藥獲得更好的效果。二是推廣細菌、病毒等生物農藥:細菌主要是蘇云金桿菌(BT)、短穩桿菌;病毒主要是菜青蟲顆粒體病毒、甜菜夜蛾核型多角體病毒、斜紋夜蛾核型多角體病毒。三是推廣植物源農藥如天然除蟲菊素、苦參堿、蛇床子素、煙堿、印楝素等。南京市各級農業部門通過召開現場會、組織培訓班、印發技術資料等方式在全市大力推廣生物防治技術,還在各區縣各建立1個生物防治示范點,免費提供生物農藥用于病蟲害防治,并取得了較好的效果。
南京市新一屆市委、市政府已經著手對發展生物農業進行專題調研,下一步將以建設生物農業“硅谷”為總抓手,精密籌劃,統籌布局;但是,由于對生物農業的認知還不夠充分,常常是管中窺豹,缺乏發展生物農業的緊迫感,還沒有建立起鼓勵發展生物農業科技的體制機制。在轉基因育種方面,南京市與世界一流水平還存在較大的差距。
生物農業的發展同樣需要人才資源的支撐。南京市雖然農業科研單位不少,但是能夠承擔尖端生物技術研發的人才并不多,生物農業相關技術開發不暢,難以形成規模性的產業體系;而要建設生物農業硅谷則必須要有一定的技術儲備作為核心競爭力,而人才則是這場農業高科技競爭中的關鍵因素。
好的技術必須進行產業化才能夠進入市場,服務大眾,而目前南京市大量的技術推廣人員對生物農業相關知識欠缺,尚未組織起有效的生物技術推廣服務的團隊;同時,相關生物技術體系不健全,與生產實際難以有效結合,造成實用科技推廣難的現狀。
充分利用南京高校、科研院所的科研優勢,加大資金支持,加強投入,如設立專項經費并用于對實用生物技術的研發,搭建起生物技術推廣的平臺。同時,要加強政策傾斜力度,建立健全知識產權保護和交易制度等促進生物農業產業健康發展的體制機制;通過制定重點研究計劃等形式,把生物產業技術創新力量整合起來,建立政府、科技界、企業的多種方式的產業技術聯盟,為搶占生物農業制高點、實現南京市生物農業跨越式發展提供技術支撐,打造南京生物農業的“硅谷”。
按照《現代農業示范區建設實施意見》和《農業部蔬菜標準園創建規范》的要求,集中力量打造幾個現代蔬菜示范區(蔬菜標準園),在示范區(標準園)內實行標準化生產,推廣應用生物肥料、生物防治等生物技術,并加強對生物降解、生物發酵、生物循環利用等技術的開發和推廣,逐步提高蔬菜產區生物技術的應用水平和范圍,以點帶面,推動全市蔬菜標準化生產及生物技術應用的普及。
要廣泛宣傳生物農業的優勢,加強對生物農業安全性的宣傳,倡導全社會形成積極消費綠色、安全生物農業產品的良好氛圍。要加強對蔬菜科技工作者的培訓,提高其生物技術推廣能力,從而形成南京市蔬菜科技工作者研究、開發、推廣生物技術,消費者熱衷消費生物農業產品的良性循環。