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三農大家|沈廣寧團隊:板栗育種與技術推廣碩果累累,只為「樹上糧倉」更豐茂

2024-09-29三農

專家簡介

沈廣寧,研究員,現任山東省果樹研究所副所長,山東省現代農業產業技術體系果品體系首席專家、農業農村部設施園藝工程重點實驗室主任、國家鹽堿地綜合利用技術創新中心「耐鹽堿果蔬種質評價與新品種選育創新團隊」首席專家、山東省農業科學院幹果育種與栽培學科團隊首席專家、國家林草局經濟林咨詢專家。兼任中國經濟林協會板栗分會副會長、中國園藝學會幹果分會理事、山東省經濟林協會副會長。

主要從事果樹育種與栽培技術研究。承擔國家科技支撐計劃、行業科研專項、省重點研發計劃等課題20余項。先後獲省科技進步一等獎1項、二等獎3項、三等獎2項,中華農業科技三等獎1項,泰安市青年科技創新獎。選育板栗、棗等果樹新品種12個,其中國審品種6個,獲國際發明專利1項、國家發明專利5項、實用新型專利8項,研發山東省農業主推技術1項。

沈廣寧。

仲秋時節,泰山腳下的板栗種質資源圃裏,果實掛滿了枝頭。

山東省果樹研究所副所長、山東省現代農業產業技術體系果品體系首席專家沈廣寧指著一棵板栗樹說:「你看,這棵樹的樹枝散開了,長得就很矮。樹形不同,產量就有差別。」他又指向另一邊:「這些是河北的板栗品種,這片是陜西的,那邊還有一些歐洲栗和日本栗。」每棵樹什麽來頭、什麽特點,沈廣寧都記得清清楚楚。

這個資源圃是沈廣寧的寶貝,裏面生長著他十幾年間跑遍國內國外收集來的300多種板栗樹。從2001年來到山東果樹研究所,沈廣寧就一頭紮進了板栗的育種與栽培研究上。

請不起工人

自己帶頭拔草

「這些山頭地勢陡峭,種不了什麽糧食蔬菜,卻適合栽板栗樹。一年只需打兩次藥,對勞動力需求少,既有生態價值,也給農民帶來了經濟效益。」沈廣寧說,泰安、臨沂、萊蕪、沂源的山區,栽種了省內60%的板栗樹。

泰山腳下的這片果園,自然就成了板栗種質資源創新研究最合適的地方。「別看現在這些樹長得茂盛,前兩年因缺少科研經費,這片園子差點撂荒了。」資金不足,早些年一直是擺在沈廣寧面前的困難。

板栗,一直沒有被人所重視,科研上遊離於主流果樹體系之外;管理上,農戶也不大上心。但沈廣寧堅持認為,板栗是一種被低估了的樹種:板栗澱粉含量大,可以拿來當糧食,被稱為「樹上糧倉」,是一種戰略物資;而且山東省內種植面積已經達到了150萬畝,若是所有的板栗樹能更新品種並且管理得當,不僅農民增收,還能帶動周邊地區整個產業的發展,其中待開發的價值是不可估量的。

山東果樹研究所板栗創新團隊。

2020年前後,整個板栗創新團隊科研經費一共才30萬元,果樹基地的日常維護都是難題。請不起專門管理園子的工人,沈廣寧就帶著團隊成員,親自下地拔草,在施肥打藥方面,也是做到了能省就省,「多虧了板栗樹皮實,最困難的兩年熬過去了。」

20多年間,沈廣寧和團隊成員一起,組織選育了質優、豐產、觀賞性佳的板栗新品種9個,其中3個透過了國家林木品種審定,6個透過省級品種審定。同時,針對板栗特性,研發了「板栗低產園改造更新提質增效栽培技術」。

免費幫農民升級果樹

讓產量翻一番

雖然經費緊張,但對於成果的推廣,沈廣寧卻沒有吝嗇,這些心血,最終都無償轉讓了出去,「板栗更多的是面向山區種植,農民手裏也沒有多余的錢去對果樹進行升級。若是有償推廣新品種和新技術,這就與我們幫助農民增收致富的初衷相違背了。」

對於改造板栗低產果樹,幫助農民增收,沈廣寧認為,一定要基於現實需求出發:「現在勞動力緊缺,一味追求高產量也是不現實的,我們需要在產量和投入之間找到一個平衡點,不僅要高產,更要管理簡單。」

板栗喜光,只有在陽光能照到的地方才能結果,當前業界普遍共識是,板栗在栽培時要朝著高光效樹形的方向去發展。在現有自然開心樹形的基礎上,沈廣寧則提出了主枝幹矮化的思路,便於果農修剪、收果。「透過降樹高、裁剪弱枝、修整樹形、嫁接新品種等方式,對低產板栗樹進行系統性改造,只需兩三年時間,就能讓傳統的板栗園產量翻一番。不僅產量增加,板栗質素的提升也能帶動售價,最終每畝板栗能讓農戶增收近2000元。」

泰山腳下的板栗種質資源圃裏,板栗樹的果實掛滿了枝頭。

2019年,沈廣寧主持的「板栗新品種選育和提質增效栽培關鍵技術研究與套用」獲山東省科技進步二等獎。

現如今,沈廣寧團隊的板栗低產園改造更新提質增效栽培技術以及板栗新品種,已在全省40萬畝板栗園推廣使用,同時帶動重慶、河北等省外地區低產板栗園實作增產增收。

用15萬元經費

攻克百萬級課題

王金平是沈廣寧板栗創新團隊中的一員,主要負責的是分子技術輔助育種工作。

所謂分子技術輔助育種,就是在基因層面,找到控制板栗高產的相關性狀的基因組,並將性狀分離,以此為參照,在眾多雜交品種中有針對性地進行選擇培育。

當前板栗的新品種研發,主要朝著豐產、高質方向發展,而要達到這些目標,就需要新品種攜帶枝幹矮化、樹枝分散、果實飽滿等性狀。板栗對於日常管理要求不高,但在新品種研發上,難度極高。

選育過程中,最大的挑戰是時間:一顆雜交的種子從被種下到盛果期,就要五六年時間,觀察性狀的穩定性還需要三四年時間,品種審定環節並透過,又要花去三年光景。一個新品種誕生就要用掉近20年的時間,這幾乎是一位科研人員一半的職業時光,而這還是在一切順利的情況下。雜交種子的性狀完全被觀察,需要等到其進入盛果期,若是它沒有攜帶所需要的性狀,等待成熟的五六年時間便「打了水漂」。

不確定性因素導致傳統的雜交育種方式效率低下,而分子技術輔助育種正好彌補了這些短板。加入板栗創新團隊之前,王金平主要從事小麥分子育種工作。分子育種技術在糧食領域已經趨於成熟,但在果樹和園藝植物領域,受制於生長期過長等因素,套用範圍較小,仍屬於剛起步階段。

王金平發現,板栗領域竟沒有一套完整的基因圖譜可供參考。完整的基因序列是分子育種的基礎,沒有現成圖譜,就需要從頭進行測序。基因測序需要在第三方機構進行,在2018年,按二代基因測序技術計算,完成整個板栗基因測序至少需要100萬元。

拿著籌來的15萬元資金,王金平開始了這個看似不可能完成的任務。幸運的是,就在這個節點上,第三代基因測序技術得到了推廣,成本也低了不少,王金平找到之前和自己合作過的測序機構,軟磨硬泡,用一個相對較低的價格,對板栗基因進行了測序。後續的片段組裝工作,王金平選擇自己進行,雖然過程困難,需要自己從零開始學習操作,但能省下不少成本。

就這樣拼拼湊湊,整個團隊用了15萬元,攻克了一項百萬元的課題。

隨著「綠水青山就是金山銀山」的理念深入人心,板栗這個山區幹果品種的生態效益逐漸顯現,自2022年起,沈廣寧的板栗創新團隊有了更充足的科研經費。獲得了完整基因圖譜,加上資源圃裏收集到的300多個板栗品種,王金平的分子育種工作進入快車道。透過不同品種間的基因對比,王金平已經分離出了影響板栗早、中、晚熟的基因組,影響產量、口感、風味的基因的神秘面紗被一一揭開。與之相伴的,更高產優質的板栗新品種如雨後春筍般湧出。

山東板栗

紮根重慶

2018年末,重慶市萬州區茨竹鄉的一處種植園裏,板栗樹如楊樹一般筆直挺拔,主枝幹就有兩米之高,但前來考察的沈廣寧看到後卻連連搖頭。一同前來的萬州區林業科學研究所研究員李永明緊張地詢問:「這片板栗林,還有最佳化的可能嗎?」

茨竹鄉的這片板栗林,已經種植了十余年。最開始是考慮到板栗既能作為園林綠化山頭,又能增加農民收入,當地政府便引種了3萬多畝板栗。然而到了盛果期,果實稀疏個頭也小,甚至有的樹不結果。對此,栗農怨言頗多,社會各界密切關註,萬畝板栗林面臨著被淘汰的風險。

沈廣寧(左四)在萬州板栗種植園做調研(資料圖)。

在山東省掛職幹部的牽線協調下,山東省果樹研究所委派沈廣寧來到萬州區考察板栗生產情況。密集走訪調研後,沈廣寧認為,茨竹鄉土壤環境適合板栗生長,但引種的板栗品種和管理方式出現了問題。

如何讓當地農民有信心繼續種下去?沈廣寧建議先在部份板栗園進行改造,以點帶面引導其他低產板栗園升級。

為了讓專案順利推行,沈廣寧四處協調,為萬州爭取到了近200萬元的建設資金,分別在萬州區茨竹鄉前堰村、羅田鎮楓香村、高粱鎮3個地方建立了板栗改接示範園100余畝。2019年3月,沈廣寧根據萬州氣候和水土條件,帶著從山東省果樹所國家板栗資源圃挑選的 「魯栗2號」「東嶽早豐」「泰栗1號」等十余個板栗優良品種,回到重慶,手把手指導當地栗農和技術員進行板栗樹改造。

示範園裏原本板栗樹被截去了大半,並移植上了新品種(資料圖)。

改造過程中,三四米高的板栗樹被截去大半,並重新扡插上新品種枝條,又對板栗園進行了適當的密植改造。當地氣候濕潤多雨,這種環境下板栗嫁接之後能否成活、生長並結果,沈廣寧也沒底兒。接下來的3年,沈廣寧與團隊其他專家多次赴重慶現場考察交流、指導專案實施。

3年過去,改造後的板栗樹迎來了結果期。2021年秋天,萬州板栗示範園的板栗樹枝頭,終於掛滿了人們期待十余年的「刺球」,這也讓沈廣寧懸著的心落了地。

經過三年生長,改造後的板栗樹終於結出果實(資料圖)。

示範園的豐收,徹底改變了栗農對重慶萬州不適合板栗種植與栽培的認識,為萬州區3.5萬畝板栗提質增效提供了示範樣板,也為重慶全域數十萬畝低產板栗林的改造升級提供了經驗借鑒。截至2024年,萬州區已有近3000畝板栗成功實作改造結果。

(大眾新聞·農村大眾記者 安臻)