广西木薯高技术产业化示范工程
技术工作报告
广西XX酒精有限公司
一、前言国内外现状和技术发展趋势
国内外技术发展现状国内外技术发展趋势技术基础
技术方案
技术方法生产工艺路线
项目完成情况
项目预定目标
项目生产规模及产品方案
2、项目预期达到的主要技术指标和水平项目任务完成情况
木薯种苗快繁研发中心建设
木薯良种繁育基地建设木薯苗木生产项目实施进度及完成情况比较项目实施技术管理与工作措施
1、2、成立技术领导小组3、落实专人负责专项技术工作,确保工作有序进行和顺利完成4、5、积极做好优良品种的引进、筛选和普及工作6、紧密结合环境条件开展工作7、做好示范和宣传工作,加速品种及高产高效种植技术的推广速度8、项目实施所取得的主要成绩
建设木薯快繁中心
积极引进和培训项目所需人力资源开展了各种各样室内外快繁技术的研究组织培养繁育技术试验
单芽快繁技术研究
嫩枝扦插繁殖技术繁育各种木薯种苗(袋苗)和种茎,满足生产的需要
建立木薯良种繁育和示范基地举办各式各样的技术宣传与培训活动积极探索企业+农户+科研的产业化运行模式课题的产业化情况及前景
课题组织实施及其管理工作的经验
项目实施成效
经济效益
社会效益十、存在问题及建议
前言
木薯及其亲缘种都是低地的热带灌木,起源于南美洲亚马逊河流域,属大戟科木薯属。木薯属有5000多个种,木薯为唯一用于经济栽培的种。木薯是世界三大薯类(木薯、甘薯、马铃薯)之一,由于其块根产量高而且富含淀粉而有“淀粉之王”、“地下粮仓”的美称。
据形态学的证据表明,木薯是从巴西东北部至墨西哥的广泛地区被驯化为栽培种的,美洲被发现以后,木薯才被传播到其它国家。据广东高州县县志记载,木薯是在1820年前后首先引入我国广东省栽培的。目前主要分布在广西,海南,广东,云南,福建,台湾等地。
人类栽培和利用木薯已有5000年历史。据文献记载,十六世纪初,南美洲及印度就开始用木薯粉制面包;十六世纪初期,葡萄牙人又将木薯传入非洲几内亚及刚果,以后又传到非洲的东部及亚洲。如今木薯已广泛种植于热带和亚热带共90多个国家,全球产地水平分布于南北纬30度之间,垂直分布在海拔2000米以下。
木薯属热带作物,喜阳光,不耐荫蔽,宜在年均温度18℃以上,无霜期8个月以上的地区种植。在优良的栽培条件下,木薯产量可达90吨/公顷。但因为通常是在比较恶劣的条件下种植,因此产量普遍很低,全世界2008年总产鲜木薯2.4亿吨,平均产量为约为14吨/公顷,其中非洲约11吨/公顷,拉丁美洲约15吨/公顷,亚洲约18吨/公顷。据不完全统计,我国2008年的木薯总面积45万公顷,总产量为900万吨,单产量约为20吨/公顷。2008年广西木薯总面积约为27万公顷,总产量510多万吨,单产19吨/公顷左右。
木薯块根中含30-40%的干物质,主要是碳水化合物(124卡/百克,高于马铃薯的76卡/百克),富含维生素C和钙,含较高的维生素B及其他矿物质,但蛋白质含量低(1%的鲜重),因此鲜薯是很好的碳水化合物资源。相比之下木薯叶的蛋白质含量很高,达8-10%的鲜重,可作畜牧业饲料的蛋白质补充剂。鲜叶含有较为丰富的氨基酸,经青贮处理后可作为生产瘦肉型畜禽的理想饲料。在许多热带地区的国家,木薯块根和叶子被用来制成种类繁多的美味佳肴。
木薯具有广泛的用途,其块根除了用于食用和饲用外,还是生产淀粉、变性淀粉、酒精、葡萄糖、果糖、山梨醇、赖氨酸、柠檬酸、染料、涂料、化妆品等工业产品的重要原料。随着科学技术的不断进步,木薯在农业以及食品、造纸、纺织、医药、建材、包装材料、精细化工、制造等工业领域的应用将更为广泛,尤其是在石油资源不断匮乏的今天,木薯作为能源替代产品–酒精的重要原料来源,日益凸显其重要性,是不可多得的、经济利用价值极高的可再生资源。此外,木薯的茎杆还可作为补充剂用于胶合板的制作。
中国经济的飞速发展需要稳定而强有力的能源支撑为前提条件,而石油资源的过度开采以及长期低效率应用让我们感觉到了能源紧张的强大压力。为此,我国政府从2001年开始着手研究开发和利用资源广大,可再生的绿色能源,以期将来可以部分取代进口依赖度越来越大的石油资源。经过验证,木薯成为我国南方首选的生物能源作物,加之我国南方广大农村地区长期以来有用木薯作牲畜饲料的习惯,木薯及其产品在中国的市场越来越大。据不完全统计,目前我国每年从国外进口的木薯产品折合成干片约为500万吨(鲜薯则为1500万吨),相当于我国自己年产量的1.5倍,而随着越来越多的酒精厂的上马,我们对木薯进口的依赖性也将会越来越大。
由于木薯用途广、用量大,在经济全球化过程中要求木薯产业形成一个大产业加快发展。目前广西具有发展木薯产业的优势和条件,但也存在一些影响它发展的因素。提出建立本项目就是解决存在的问题,促使产业的发展。基于这个认识,项目建设单位于2001年就开始实施由企业主办的木薯良种培育推广工程。
长期以来,我国木薯良种推广是科研部门的事,与农业推广部门、企业以及木薯种植的农民之间有矛盾和脱节现象,但有时也由推广部门组织推广,又往往与科研机构、企业、农户脱节,致使科技成果转化率低。随着经济的全球化,要进一步加速木薯的良种化,就要缩短科学研究成果与市场结合的时间。因此,由龙头企业带动,把科研与农业生产紧密结合起来,在现有的土地、劳力、投资的情况下,可以使科研机构、企业、农民种植户、国家多方受益。
我国目前还没有过一个由企业出资,由科研机构提供科研成果,直接面对农户,通过技术培训、现场示范、通信咨询等方式指导农民种植,共同推动良种木薯及相应栽培技术大面积推广的先例。因此,本项目提出由龙头企业–广西XX酒精有限公司出资,由中国热带农业科学院、广西亚热带作物研究所提供技术支撑,共同组建广西木薯良种培育快繁研究开发中心。通过体制与机制创新的方法面向市场,寻求一套有效的运行模式,促进广西乃至我国木薯产业化的发展。
国内外现状和技术发展趋势
国内外技术发展现状
木薯快繁是指利用木薯植株体的有效部位,通过一定的物理方法(不改变木薯的种性),快速有效地(相对于传统的繁殖方式)繁殖培育木薯种植材料的一种过程,一般包括组织培养,嫩枝扦插和种茎的袋苗繁殖。通常木薯快繁手段(技术)是在如下几种情况下使用:第一、种质资源的保存(室内)和增加(室外);第二、有目的的优良(特殊)品种的繁殖;第三、特殊因素造成种植材料的短缺甚至匮乏;第四、急切需要大量的种植材料(种植农场的建设);第五、生物技术育种。通常情况下(指无特别灾害引起木薯受伤害而造成种植材料短缺),木薯是以当年的成熟种茎作为第二年的种植材料(无性繁殖),原因是操作简单,容易搬运和贮藏,无成本,材料又充足,没有什么风险。因此,实际上快繁手段(技术)在生产上很少被采用(成本实际上也不低),只是作为一种技术储备。
目前世界上真正在木薯快繁方面全面开展技术研究的国家或机构不是很多,比如国际热带农业中心、泰国的罗勇大田作物研究中心等。而真正规模化投入生产的还是寥寥无几,而且还不是经常性的行为,目前也就只有泰国的罗勇大田作物研究中心在做。但是就植物组织培养一般实际可行的操作方法及其相关技术而言,很多高等院校和科研机构的生化试验室都能够掌握,不是什么特别高端的技术。相对来说实践经验还显得更重要一些,换言之不同的环境所需采用的技术手段和处理方法是不一样的,只有多做常做才能熟悉其习性,积累经验,保证成功率。尤其是幼苗阶段的室外培养(炼苗),与气候(温度、湿度、)、土壤、环境(人为小环境)、季节、采用的材料(土壤等基质)等等都有很大的关系。
我国的木薯快繁技术研究是从上世纪的九十年代开始的,当时的广西亚热带作物研究所与国际热带农业中心一起实施木薯选育种的研究项目(还有华南热带农业科学院和广东农业科学院),由国际热带农业中心从每年的经费中抽出一部分对项目进行资助。由于环境条件的限制以及种质资源匮乏的原因,广西亚热带作物研究所只能委托国际热带农业中心(哥伦比亚卡利市)及其亚洲部(泰国曼谷市)在育种材料方面提供帮助,一方面提供有性杂交种子,另一方面从其所拥有的资源库中通过试管苗的形式提供优良品种。而试管苗往往要经过长时间的颠簸运输,等到达广西的时候常常已是奄奄一息,需要马上重新在瓶子里转接,以待恢复生长。这样为了保证木薯育种项目的工作能够有效进行,多出并且快出成果,广西亚热带作物研究所于1990年建立起植物组培研究室,并从学校引进这方面的技术人才,通过不断的摸索和试验,克服了木薯瓶苗转至大棚而后大田时因为环境条件改变而不能很快适应,从而容易造成苗弱、移栽成活率低甚至死苗等问题的技术难点,在1995年成功进行木薯组培苗的批量生产。此后,华南植物研究所和华南热带农业科学院也相继开始木薯组培快繁的研究工作。
除了组织培养,还可以用嫩枝扦插和单芽繁殖等方式进行快速增殖。这方面的工作已在很多地方取得成功,在泰国使用得比较普遍,因为泰国的木薯育种及其推广工作做得比较好,新品种一般在两年之内就能普及到全国各地的木薯种植区,用的就是这些技术和方法。
国内外技术发展趋势
目前国外在木薯快繁方面的研究都没有专门的部门,也没有专门的项目和计划,工作一般是由植物组培实验室或者其他部门单位来完成,未来也将是根据实际的需要而作决定。比如在泰国,每当培育出一个新的木薯品种,如果有加工企业要求,推广部门一般就会委托有关研究所(中心)将这个品种进行快繁,然后免费把这些种植材料发放给农户。而在国内,由于木薯被列为我国南方地区生物燃料的主要原料作物,现在对木薯从育种到栽培技术研发直至种植材料快繁的各个方面都有不少单位在开展研究。但是,木薯快繁技术很多也只限于实验室阶段,真正大规模和大田生产的仍然不多。目前木薯快繁的难点仍然是从室内移向室外时的一级(可控温室)和二级炼苗(遮荫大棚),温度、湿度、光照、苗床的基质等等的适合与否,都会影响到幼苗的成活率,稍有不慎就容易死苗。目前在种苗快繁这一块的主要研究方向是如何通过温、光等培养环境条件的调控以及移栽基质的配制来减少死亡率,提高成活率的同时加快幼苗的生长速度。
技术基础
项目实施的技术依托单位是中国热带农业科学院和广西亚热带作物研究所是国内最早研究木薯育种和栽培技术的科研单位,早在上世纪60年代和80年代末就分别开始了木薯的农业研究工作,先后承担过国家农业部,科技部以及海南和广西省的,包括了育种、栽培技术、加工利用等方面的多项科研项目,取得过一系列的研究成果,培育了一批具有高产、高粉等优良性状的木薯新品种。
技术方案
技术方法组培苗生产
组培技术的特点是繁殖系数高,速度快,但技术含量比较高,而且需要一定的条件,如培养室、化学药品、仪器设备等等。就木薯而言,实际一年的繁殖系数可以达到10万倍(即一个材料一年以后可以繁殖成10万个)。本项目的方法是在基本培养基之外加蔗糖和琼脂,调整好PH后确定好待用的培养基MS。外植体诱导、继代、生根以及不同品种之间都使用MS,外加一些在不同环节起功能性作用的生长调节素。
单芽繁殖法
本方法的特点是简单易行,成活率高,随意性大,但是繁殖系数相对较低,一般一年的繁殖系数为40倍左右。即利用成熟饱满、无病虫危害的健康木薯种段作为繁殖材料,经一些手段大批量繁殖木薯种植材料。方法是将木薯种段切成每芽(或者每两芽)一段,直接(或者催生芽后)栽入营养杯里,放在营造好的生长环境中,再根据各个生长时期的需要不断调节环境条件,待出苗稳定生长之后移栽大田。
嫩芽(嫩茎)繁殖法
嫩芽(或嫩茎)繁殖是指利用木薯顶端(或者其他部位,如侧枝)幼嫩的枝条,通过修剪、清洗、消毒等一系列的处理之后播种成活使其正常生长为植株的过程。其特点是简单易行且繁殖速度比较快,一般一年的繁殖系数可以达到500倍。本技术在广西亚热带作物研究所也有很多年的实践经验,都取得了成功。一般是在木薯生长3-4个月的时候开始采集材料,经过消毒、浸洗等处理之后播种于预先准备好的营养杯中,置放于遮荫棚下,然后根据需要调节荫棚的温度和湿度,使木薯苗得以正常生长和发育。
生产工艺路线
组培苗生产单芽繁殖法
3)嫩芽(嫩茎)繁殖法
五、项目完成情况
项目预定目标
本项目的总体目标是希望通过企业投资,政府资助,科研参与的方式,采取企业+农户+科研模式,探索一条有效可行的包括了优良品种繁育及其高产技术推广、产品收购、加工整个过程的木薯产业化发展道路。通过项目的实施,建成一个400亩的木薯良种种苗快繁中心,中心包括实验楼、配套设施区、大棚区、实验区、示范区、繁殖区,利用组织培养、单芽繁殖和嫩茎繁殖等方法每年繁殖可供15万亩木薯种植的种苗;建设三个木薯良种繁育基地。
项目生产规模及产品方案
生产规模:年生产木薯种苗120万株可供15000亩基地种植个木薯良种繁育基地,每年生产木薯种茎12000万株。
产品方案:GR9113000万株
GR8913000万株
华南5号(ZM9057)3000万株
南植199(替代ZM8013)3000万株
(注:ZM9057现已被定名华南5号,ZM8013因为在别的地方表现不佳而用表现更加的品种南植199替代)2、项目预期达到的主要技术指标和水平良种名称 亩产量(吨) 淀粉含量(%) 成熟期 特性 GR911 3-3.5 27 中 抗风,耐储存 GR891 2.5-3.2 31.6 早 低毒 华南5号 3-3.5 30-32 中 抗风,适宜沙土 南植199 3-3.5 30-32 中 抗风,收获系数高
建设一个木薯种苗快繁研发中心
由广西XX酒精有限公司、广西亚热带作物研究所和中国热带农业科学院共同组建。
2建设三个木薯良种繁育示范基地
项目期间,将在广西的邕宁县、扶绥县和武鸣县建设三个木薯繁育推广示范基地。
3通过各种快繁方式年产木薯种苗120万株
木薯种苗快繁研发中心每年的木薯苗生产能力要达到120万株。
4年生产木薯种茎万株(供应1亩的大田种植)。项目任务完成情况
建设一个木薯种苗快繁研发中心
由广西XX酒精有限公司、广西亚热带作物研究所和中国热带农业科学院共同组建。
2建设
项目期间,广西亚热带作物研究所400亩、良庆区大塘百乐村1207亩良种繁育中心基地,以及良庆区那马镇、兴宁区八塘镇等6个专业合作社18900亩良种繁肓基地,。
3通过快繁方式年产木薯种苗120万株木薯种苗快繁研发中心每年的木薯苗生产能力要达到12万株。
4年生产木薯种茎万株(供应1亩的大田种植)。项目下达后,针对项目提出的各项指标,XX公司采取了一系列的有效措施,促使项目能够按时顺利地得以完成。
木薯种苗快繁研发中心建设
2006年4月-7月,公司木薯研发中心试验大楼筹备土建工程。
2006年8月,XX公司与广西亚热带作物研究所就今后在木薯优良品种选育及推广等方面如何加强合作的事宜进行了磋商,并最终达成共识,签订了关于合作实施“木薯良种繁育高技术产业化示范工程”项目的协议。
2006年8月,XX公司本部的研发中心大楼动工兴建。
2006年9-10月,XX公司本部的研发中心开始订购实验室仪器设备。
2006年12月,XX公司本部的研发中心大楼完工,仪器设备全部安装完毕,可以投入生产使用。
2007年1-2月,XX公司本部木薯组培苗炼苗大棚、实验区、示范区、繁殖区陆续建成建成。
2007年1月,作为项目协作单位的广西亚热带作物研究所的木薯组培研究室迁至新的大楼,而且全部重新装修,并添置了一些新的较先进的仪器设备。
木薯良种繁育基地建设
2006年5月-9月,XX公司开始就合作建设木薯示范基地等事宜与扶绥、邕宁、武鸣等地的县、乡、村级政府接洽。
2006年9月-12月,XX公司陆续与有关地方政府签署木薯优良品种推广种植协议。
2007年1月-2009年1月,先后完成在薯优良品种推广和示范基地的建设。
2007年7月-20年月,先后在武鸣、邕宁和扶绥等地举办木薯新品种及其栽培技术培训班共72次,参加的农民达到2332人次。免费提供各种技术资料3300套。累计为三地农户提供木薯种茎合计15500万株,种植面积约20万亩。
木薯苗木生产
组培苗木的生产
表2007-2010年组培苗木生产情况(万株)
200年 200年 20年 合计 1-4月 8-11月 1-5月 8-11月 1-4月 8-11月 GR911 15 20 12 15 30 20 112 GR891 5 4 2 3 10 2 26 华南5号 15 20 50 30 20 10 145 南植199 5 5 2 2 5 5 24 合计 40 49 66 50 65 37 307 备注:2008年1-4月,由于严寒天气的影响,广西有将近三分之一的木薯种茎受损(不完全统计),各地农户对木薯种苗的需求异乎寻常的大。为此,种苗繁育中心各个实验室日夜加班,尽最大能力生产木薯种苗。
GR891和南植199两个品种幼苗时长势比较弱,搬运过程中也很容易受伤,影响种植的质量。因此我们在做组培快繁的时候尽量减少这两个品种的数量。
8-11月因为无法移栽到大田,因此瓶苗只能移栽到大棚养着,开春时旧移栽到大田。
单芽快繁
表2007-2010单芽快繁木薯苗木情况(万株)
200年 200年 20年 合计 GR911 15 4 20 39 GR891 2 2 5 9 华南5号 10 10 20 40 南植199 5 1 10 16 合计 32 17 55 104 备注:
单芽繁殖一般只能在每年的春季(1-4月)木薯种植季节展开,之后就赶不上时节。
2008年霜冻天气对广西农业的危害也影响了我们木薯快繁工作任务的完成。
嫩芽(嫩茎)快繁表2007-2010嫩芽快繁木薯苗木情况(万株)
200年 200年 20年 合计 GR911 5 3 15 23 GR891 2 2 2 6 华南5号 2 15 5 22 南植199 2 0 7 9 合计 11 20 29 60 备注:
嫩芽快繁基本上也是在春季实施,3月和4月份的繁殖效率(生长速度和成活率)是较高的。
8、9、10月份的嫩芽快繁容易成活,但是移栽大田不是时候,因此不主张在这个时候开展这项工作。
种茎繁殖
除了利用快繁技术对项目的新品种的种植材料进行繁殖之外,我们还通过大田种植的方式对种植材料进行繁殖(同时收获产量)。针对不同品种的生长习性,我们采取合理安排种植密度以及适当的施肥管理等方法,有针对性地繁殖种植材料(种茎),比如GR911,植株直立,无分枝,可以密植,但太密又会影响产量;而华南5号,分枝多而且大,必须稀植而且不宜多施肥料(尤其是氮肥),等等。表截止20不同木薯品种大田种茎繁殖情况(万株)
200年材料 200年材料 20年材料 合计 GR911 3110 1200 500 4810 GR891 1100 300 260 1660 华南5号 2550 800 300 3650 南植199 880 720 600 2200 合计 7640 3020 1660 12320 备注:
GR911木薯种茎结实,但是节比较长,一般的繁殖系数是10倍;GR891节比较密,而且分枝部分也可以作种,繁殖倍数可以达到12倍;华南5号和GR891基本类似;南植199的种茎密度很大,繁殖系数可以达到10倍。
表中数据为三年累计,当年种下去的种茎(一般以亩植800株计算)乘以繁殖倍数即为第二年的种茎数。
GR891和南植199两个品种种茎的表皮比较脆弱,容易被损伤,因此为了保证种苗的成活率,我们在繁育过程中尽量减少这两个品种的数量,而增加两外两个品种的数量。
项目实施进度及完成情况比较项目执行计划要求 实施完成情况对比 1、2004年4月前,完成调研。
2、2004年5月,完成项目可研报告。
3、2006年1-4月木薯良种繁育中心工程设计。
4、2006年1-5月,项目相关工作组成立。
5、2007年1-2月,XX公司本部木薯组培苗炼苗大棚、实验区、示范区、繁殖区陆续建成建成。
6、2007年1月,快繁苗木开始生产。
7、2007年-2009年1月,三个木薯良种繁育基地陆续建成。 1、2004年3月,项目调研工作完成,4月完成可研报告。
2、2006年4月,完成木薯良种繁育中心的工程设计。
3、2006年8月,研发中心大楼动工兴建。
4、2006年9-10月,公司本部的研发中心开始订购实验室仪器设备。
5、2006年12月,公司本部的研发中心大楼完工,仪器设备全部安装完毕,可以投入生产使用。
6、2007年1-2月,公司本部木薯组培苗炼苗大棚、实验区、示范区、繁殖区陆续建成建成。
7、2007年1月,作为项目协作单位的广西亚热带作物研究所的木薯组培研究室迁至新的大楼,并全部重新装修,添置了一些新的较先进的仪器设备。
8、2007年3月,第一批木薯快繁苗木开始发放给农户。
9、2007年7月,第一次举办新品种及新技术培训活动。
10、20年月,完成。 附:三种方法生产木薯苗木的简单流程图
单芽扦插苗
↓40倍
组培苗生产(15000倍)→繁殖基地→种茎→农户种植
↑500倍
嫩芽繁殖
项目实施技术管理与工作措施
1、项目下达后,XX公司立即成立了项目实施领导小组,并制订实施方案,以便确保项目能够严格按照要求完成本项木薯优良品种繁育示范工程项目是一项技术和经验要求较高,工作量很大的农业工程,而且受环境等各方面条件的影响也大。为了保证项目的顺利实施,XX公司成立了以为组长,为副组长的实施小组,小组成员既包括公司的业务骨干,还包括了下设项目运作办公室,负责办公室日常工作。项目一开始就制订有详细的工作计划和实施方案,而且明确从人力、财力和物力等各个方面开通绿灯,保证项目各项工作可以顺通展开。
2、成立技术领导小组项目下达不久,XX公司就成立了以中国热带农业科学院木薯育种学家李开绵研究员为组长的技术指导小组,成员包括了田益农、韦、黄洁、李军、陈显双、彭静茹、黄慧芳、石兰蓉、罗燕春、黎萍、杨琴、韦祖生等,负责木薯品种筛选和种植材料快繁等工作的方案的制订及其具体工作的组织实施。
3、落实专人负责专项技术工作,确保工作有序进行和顺利完成针对项目提出的各项技术工作要求,公司对项目实施工作组的工作人员进行了具体的分工。比如田益农负责技术工作的总协调,彭静茹为组培快繁的总指挥,陈显双负责嫩茎快繁和单芽快繁的组织和落实,赵杰民负责木薯种苗推广示范基地的建设,等等。任务明确之后,工作的计划性和组织性得到加强,大大提高了工作的速度和效率。
4、举办各种技术培训班,普及木薯新品种知识,普及木薯科学栽培常识及病虫害防治技术项目开始之后,XX公司积极主动地与地方政府联系,多次为地方农户组织举办木薯技术培训班,聘请国际热带农业中心的木薯专家给木薯农户上课,并亲自到田间地头指导示范,技术指导小组的专家还通过书信的方式多次为农户答疑解难。
5、积极做好优良品种的引进、筛选和普及工作技术指导小组的专家利用业务上的方便,多次从国外引进木薯优良新品种,并根据品种的特点有针对性地在项目区进行推广。比如,先后从泰国引进了高酒精品种罗勇9号,从印度尼西亚引进了高产品种UB1-2和UB4772号,从引进的种子中选育出了桂热4号,等等。
6、紧密结合环境条件开展工作无论组培还是其他方式的快繁手段,除了必要的技术要求外,环境条件如温度高低、空气湿度、光照强弱等对成活率也有一定程度的影响,不加注意就会失败。我们在工作中时刻注意这些影响因素,并且在必要的时候及时调整工作方案,抓住有利因素,采取有效方法和途径进行苗木快繁。7、做好示范和宣传工作,加速品种及高产高效种植技术的推广速度过去广西的木薯绝大多数是粗放型种植,不追求科学的方法合理地进行种、管和收,不太追求效益,因此在木薯种植方面往往不见有什么特别渴望得到技术支持的要求和呼吁。其实木薯种植大有文章可做,稍有研究,就能既少花钱又能增产增效。为了让更多的农户能够在种植木薯时得到更多的经济效益,同时也为加工企业能够收到更多的原料,减少对进口的依赖,我们在推广新品种新技术的同时,积极主动地与各级地方政府联系,协调好各个环节的关系,认真听取广大农户的意见,耐心解释,提高他们对新品种新技术的认识。同时,经常组织农民到基地观摩。这些措施使得新品种新技术的推广工作能够快速有序有效地进行,达到项目要求的效果。
8、原计划连片租用农民的15000亩土地作为快繁苗木的种植基地,但是因为种植快繁第一代苗木产量很低,农民不愿意接受,因此为了保障种苗的产量,需要把快繁中心的面积从400亩扩大到100亩,这样就增加了快繁中心的工作量。为了保证完成工作任务,我们对技术工作提出了更高的要求,从取样这个源头开始,每一项工作都按照规范的操作规程进行,严格把好技术关,从各个环节提高工作的效率,尽量避免失误,将污染率控制在最低水平。从而保证了任务的有效进行和完成。
项目实施所取得的主要成绩
建设木薯快繁中心
项目实施伊始,我们就集中公司的人、财、物力,按照项目设计的方案着手建设木薯快繁中心。此外,考虑到木薯组培苗生产的时效性以及管理、运输的方便,经与广西亚热带作物研究所充分协商,同意通过股权置换的方式,把该所的木薯快繁中心纳入项目快繁苗木生产系统,进一步保证项目中苗木生产任务的有效完成。
积极引进和培训项目所需人力资源
项目实施后,公司积极地从大专院校引进生物技术学科的毕业生,充实组培室的工作队伍和力量。共计吸收了名专门从事组培苗生产的技术骨干。同时举办木薯单芽和嫩芽快繁技术培训班13期,有来自村、乡(镇)的农民和推广人员共37人受到培训。
开展了各种各样室内外快繁技术的研究
为了提高快繁效率(速度、成活率等),降低各种技术的生产成本,XX公司与中国热带农业科学院和广西亚热带作物研究所一道,继续在木薯种苗快繁方面加强合作。先后有针对性地设计和开展了一系列的相关研究,为项目能够按时顺利地完成提供了技术保证。
组织培养繁育技术试验
组培研究包括:组培材料的选择(包含品种选择)、外植体诱导、继代增殖培养、生根培养、杯苗培植和杯苗栽培等整套技术的探索与研究,才能达到工厂化繁育的目的。该技术是利用木薯茎上的芽,以单个芽方式,移入培养基内进行培养,较之传统的茎段种苗繁殖一般只有10倍的速度是一种突破。研究侧重于调整激动素和生长素及其不同浓度不同组合,从而与MS组成诱导、继代、生根等不同功效的培养基。
表不同培养基处理对木薯组织培养效果的影响(08-年平均)
培养基 处理数(株) 污染数(株) 污染率(%) 处理1(常规法) 200 102 51 处理2(改进法) 200 22 11 备注:组培苗生产的关键环节是外植体的消毒处理,处理的好与坏不仅影响培养效果,而且对将来木薯瓶苗的生长也有一定影响。表不同时间木薯组培苗移栽成活率观察结果(08-年平均)
时间 处理数(株) 成活数(株) 成活率(%) 2月 500 387 77.4 3月 500 468 93.6 4月 500 482 96.4
单芽快繁技术研究
利用成熟茎段,直接或者沙床催芽之后分别播种于不同基质的营养袋(塑料和纸质两种)中,观察其发芽率、发芽速度以及大田移栽成活率。实践发现,沙(1/3)+堆沤发酵过的椰蓉(1/3)+泥土(1/3)+纸袋是最成功的单芽快繁模式。首先是发芽快且发芽率高,木薯播种之后需要通风透气、透水、疏松的生根环境,否则不易出根也不易出芽,而且之后的生长也慢。纸袋比塑料袋更好的原因是移栽时不用剪掉底部,避免袋里的泥土松动而伤及苗的根部从而影响移栽成活率。
表不同基质对木薯单芽快繁效果的影响(4月份观察数据)
基质 处理数(株) 成活数(株) 成活率(%) 1、沙+椰蓉+泥(1+1+1) 500 478 95.6 2、泥+沙(1/2+1/2) 500 455 91.0 3、泥土 500 440 88.0 备注:
沙+椰蓉(堆沤发酵过)+泥是最好的单芽快繁基质配方。但是其他两个配方也有较高的成活率。
移栽成活率高低与当时苗木的质量有很大关系,即第一个配方的苗木比其他要壮实很多。因此,苗圃期间要采取适当措施和方法,保证苗木出圃前生长健壮。
表不同时间木薯单芽快繁成活率比较
时间 处理数(株) 成活数(株) 成活率(%) 3月 500 486 97.2 4月 500 459 91.8 5月 500 422 84.4 表不同时间木薯单芽快繁移栽成活率
时间 移栽数(株) 成活数(株) 成活率(%) 3月 500 492 98.4 4月 500 488 97.6 5月 500 486 97.2 嫩枝扦插繁殖技术利用2-3月龄木薯植株顶端的嫩枝进行繁殖。这个方法比较简单易行,不需要投入太大的财力,只是繁殖速度没有组培技术那么快,在没有实验室及其设备的情况下非常实用。这项技术需要建立一个取材圃,目的是不断产生嫩枝(茎)。经过研究,我们基本掌握了嫩枝快繁成功的关键环节和技术处理方法,包括基质的配置,沙床的整理和消毒,材料选择及处理,培养条件湿度和温度的控制,不同季节嫩枝快繁的环境条件要求,等等。这些对提高快繁成活率,降低成本都有很大的作用。实践发现,沙床较之泥土更能加快嫩枝萌发新芽,因此经过沙床催芽之后再把出了芽的枝条装入营养袋中培植更能保证繁育速度和成活率。因为沙床较之泥土的通透性更好。而营养袋的材料和基质与单芽繁殖的结果一样,沙(1/3)+堆沤发酵过的椰蓉(1/3)+泥土(1/3)+纸袋效果最好。
表不同基质对木薯嫩枝快繁成活率的影响
基质 处理数(株) 成活数(株) 成活率(%) 1、沙+椰蓉+泥(1+1+1) 500 483 98.6 2、泥+沙(1/2+1/2) 500 447 89.4 3、泥土 500 421 84.2 表不同时间木薯嫩枝快繁成活率比较
时间 处理数(株) 成活数(株) 成活率(%) 3月 500 433 86.6 4月 500 485 97.0 5月 500 488 97.6 备注:3月份的成活率略微低些,应该是因为嫩枝还太嫩了一些。
表不同时间木薯嫩枝快繁移栽成活率
时间 处理数(株) 成活数(株) 成活率(%) 3月 500 486 97.2 4月 500 459 91.8 5月 500 428 85.6 备注:
13月份要到下旬才有苗木移栽,空气湿润,温度回升,成活率比较高。5月以后气温较高,雨水不均,成活率稍低。
23月份的苗是直接从大棚(二级苗圃)移栽至大田,但进入2月底以后便开始适应性炼苗。
繁育各种木薯种苗(袋苗)和种茎,满足生产的需要
从200年3月开始,直至20年4月,共繁育各种木薯种苗(包括袋苗)471万株,木薯种茎12320万株,4年时间木薯良种繁育中心共为农户提供16万亩的木薯种植材料。
建立木薯良种繁育和示范基地
项目实施之后,XX公司自上而下非常重视木薯良种及其栽培技术在广大农村中的示范工作,专门成立了以公司副总经理赵杰明为首推广小组,成员包括了技术支撑单位的专家和技术人员。为了尽快推广新品种新技术,推广小组成员经常走村窜寨,及时了解农户对新品种新技术的反馈意见,以及在示范基地建设过程中存在的哪些不足之处和农民对此的建议,了解农民的需要和想法。通过不断的了解,总结和改进,使得示范基地的建设能够有效地进行。
举办各式各样的技术宣传与培训活动
项目开始之后,我们多次在木薯种植和管理时节举办各种各样的宣传和培训活动,或者把农民组织起来,邀请国内外知名的专家教授授课;或者干脆就到田间地头,与农民一道研讨木薯种植和管理的心得体会;或者利用现代通信工具,通过书信、电话等方式答疑解问,等等。
积极探索企业+农户+科研的产业化运行模式
项目实施期间,公司从管理干部到一般工作人员,邀请科科研人员一道,时常深入项目各个县、乡(镇)和村,同各级政府部门的有关人员座谈,一起探讨企业如何通过科技成果的转化,将自身的生产及其利益与农民的生产相挂钩,共同推动产业的快速发展。通过这个项目的运作,我们发现,企业要想实现工业生产利益的长久稳定,必须首先使得农民的利益得到保证。
课题的产业化情况及前景
本项目实施年多,通过不断的摸索和总结,已经基本上掌握了解决了具有很高经济性的各种方式的木薯种植材料快繁技术,包括组培苗培养,嫩枝快繁和茎段袋繁等,并基本攻克了从瓶苗到袋苗,再到大田定植整个过程中移栽成活率低的技术难点,普遍掌握了木薯快繁(各种途径)技术的一些关键技术及其要领。目前木薯快繁的整个体系基本建成,而且已形成年产株组培苗以及万株以上种茎的生产能力。这些都将为今后木薯优良品种的快速推广做足了技术储备,从而为今后广西乃至全中国木薯产业的快速发展做出贡献。
课题组织实施及其管理工作的经验
木薯种植材料快繁是一个不太显眼的技术,似乎没有什么高深莫测的地方。但是要把它做好并非易事,而且工作一环连着这一环,组织工作要做到严谨,严肃认真。只有这样,才能保证其既有效有经济可行。
2、木薯种植材料快繁的成功与否与天气有较大关系。春夏时节气温高,光照也好,木薯出牙快,生长旺盛,因此移栽成活率也高;而在冬季,天气较冷,很多病虫都躲在木薯植株的叶背上,很难除掉,因此移栽成活率普遍很低,而且木薯生长非常缓慢甚至不长。
3、木薯种苗快繁中一些环节技术性还是特别强的,比如组培中的瓶苗,移栽成活不难,但是要想得到健康粗壮的瓶苗就比较费劲。而瓶苗粗壮与否与之后的移栽(往一级苗圃)成活率有很大关系。实践中我们发现,瓶苗稳定生长之后要及时地促其生根,而生根的培养基配置就有技术性了。
4、小苗由室内转向室外也有一个成活率低的难题。这除了和天气有关外,和移栽苗床(包括营养袋)的基质也有较大关系,一般要求小苗的苗床(或营养袋)要通风透气,便于小苗的根系尽早舒展。我们的实践证明,如能在基质中加进一些腐殖质类的东西,效果会非常好。
5、严格实行责任分工,制订工作计划,明确各方的职责和任务,实行有奖有罚的激励机制。项目实施后,XX公司即确定了几个工作小组,包括技术指导小组、基地推广示范小组、组培工作小组、大田快繁小组和项目协调工作办公室。各个小组都要求定期汇报各自的工作进展情况,需要时及时进行总体工作的调整。
6、每年繁育出来的种茎基本上都由农民自己推广(在公司一定的扶持之下),因此,推广品种成功与否的重要前提是品种首先要符合农民的需求,而不是其他人能说了算。
项目实施成效
经济效益
项目实施期间,累计向农户推广种植优良品种木薯15万亩亩均增产量1吨,共增产万吨鲜薯,农民新增产值亿元。同时企业可以减少等量的产品进口,由此每年可节省约500万元的各种开支。
2、社会效益项目实施期间,我们共为示范区内的农户举办了木薯品种及其栽培管理技术等方面的培训班72次,参加的农民达到2332人次。免费提供各种技术资料3300套。此外,还通过其他方式宣传新品种及其科学管理新技术,包括木薯的定量施肥,木薯栽培的水土流失防控,木薯的病虫害防控,木薯的高效间套种模式,木薯的综合利用,等等,为广大农民传递了很多新的动态与信息,使得他们在生产决策中有非常灵活的空间。这些新品种新技术的推广和采纳,从根本上提高了农民在种植木薯时的投入(品种和技术)意识以及在整个生产过程中的管理水平,从而使得他们的木薯产量在整体上有明显的提高。据抽查,在扶绥县项目区,农民的木薯产量从项目实施前(2003-2005年平均)的1.5吨/亩提高到项目实施后的2.7吨/亩(2008年)。
十、存在问题及建议
木薯组培快繁育苗的运营成本比较大,相比较而言嫩芽(茎)快繁和单芽繁殖育苗既简单易行,成本又低,更为实用和经济。
木薯作为广西的一大旱地作物,除了用作动物饲料之外,还可以卖到工厂挣钱,但是市场波动较大,农民的积极性常因此受到影响,良种及其栽培技术的推广效果就受到影响。
项目区木薯种植规模不大,农民对土地的使用比较灵活,经常变换作物,这对项目的实施产生点阻碍作用,影响项目实施进度。
个别品种生性娇嫩,经不起不间断的折腾,快繁成活率低。因此在实际生产过程中我们只能因种而异。
广西冬季时气温已大幅下降,苗木的生长很慢,或者干脆就不长,快繁成活率很低,一年中适合做快繁的时间一般在2月至10月之间。11月勉强可以做,但是要有良好的辅助设备和基础设施条件。
很难找到连片大面积的示范用基地,因此本项目的示范基地比较零星,涉及的区域很大。
在实施“广西木薯良种培育高技术产业化示范工程”过程中,XX酒精有限公司作为承担单位,基本上能够按照工程的技术要求开展工作,并认真履行自己的职责,尽最大努力按指标完成项目任务。项目实施期间,中国热带农业科学院和广西亚热带作物研究所两家科技支撑单位也倾尽自己的技术力量,协助XX酒精有限公司努力克服种种困难,把项目各项技术指标逐项落实,合力攻克难关,在完成项目各项任务的同时,不但总结教训,积累经验,为将来的生产需要做好技术储备。与此同时,不断摸索既简单实用又快速而且经济的良种快繁方法,以及切实可行的“企业+农户+科研”的农业产业化运行模式,为今后我国农业产业化道路探索新路子。
2
大田繁殖、农户种植(生产种)
移入繁殖地(一级苗)
入袋或杯培养(原种)
沙培生根生芽
嫩茎切成小段
药剂处理
年分3-4次不断切取嫩茎
种入田间
提纯复壮优系
优良品种
移入繁殖地(一级苗)
大田繁殖、农户种植(生产种)
单芽分切
药剂处理
沙培发芽生根
入袋(杯)培养苗(原种)
取材
提纯复壮优系
优良品种
接入培养基
灭菌
取材
提纯复壮优系
移入基地田间种植(原种)
推广到农户(生产种)
大田繁殖(一级苗)
经移植8代繁殖
(每代一个月左右)
组培生根培养
天然条件练苗
大棚袋(杯)苗(原原种)
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