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[水生蔬菜有哪些]我国水生蔬菜科研与生产发展概况

来源:经济论文 时间:2019-05-01 点击: 推荐访问:绿色建材的研究与发展

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水生蔬菜是指生长在淡水中,可供食用的维管束植物,是我国的传统蔬菜,在世界上独具特色。我国传统水生蔬菜有十多类,主要包括莲、茭白、芋、荸荠、菱、慈姑、水芹、蕹菜、芡实、莼菜、蒲菜、豆瓣菜、蒌蒿等,分布在长江流域及以南地区,主要包括湖北、江苏、浙江、湖南、江西、广西、福建等省。目前,我国水生蔬菜人工种植面积在73.3万hm2以上,年总产值550亿元,形成了以长江流域为核心,珠江流域、黄河流域为主要产区,辐射全国的水生蔬菜产业格局,在调整我国农业产业结构、增加农民收入、改善人们生活、保护湿地资源、改善和美化生态环境等方面发挥着重要作用。
  1   我国水生蔬菜研究与生产简史
   ①奠基阶段   从20世纪50年代开始,以江苏农学院为主的老一辈水生蔬菜专家曹侃、赵有为等开始研究水生蔬菜,为我国水生蔬菜的研究奠定了坚实基础。
   ②起步阶段   20世纪80年代开始,随着国家对水生蔬菜的重视,农业部下达了江苏、湖北、浙江三省的水生蔬菜协作项目,重点研究莲藕和茭白的新品种选育与栽培技术。同时,中国科学院武汉植物研究所开始了莲研究,我国子莲传统省份湖南、江西、福建等地开始子莲的新品种选育工作,湖北武汉等地开始了水生蔬菜种质资源的收集工作。
   ③发展阶段   1990年,由农业部批准的国家种质武汉水生蔬菜资源圃在武汉市蔬菜科学研究所挂牌成立,标志着我国水生蔬菜研究与生产进入新的发展时期。20世纪90年代初,武汉市蔬菜科学研究所选育的鄂莲1~4号莲藕新品种比传统地方品种增产30%~50%,这些新品种在全国的推广,极大促进了我国莲藕产业的发展,并带动其他水生蔬菜的发展。1999年,武汉市蔬菜科学研究所的“水生蔬菜种质资源的征集、评估与应用研究”科研成果获得国家科技进步奖二等奖,标志着我国水生蔬菜研究和生产获得国家关注。
   ④快速发展阶段   进入21世纪以来,农业部、科技部相继下达国家农作物种质资源保护项目、国家自然科技资源共享平台项目,在加强种质资源收集保护的同时,促进了育种和生产的发展。“十五”和“十一五”期间,国家下达的水生蔬菜科研项目主要有:种质资源保护项目“水生蔬菜种质资源保护”、国家科技基础条件平台工作项目“水生蔬菜资源标准化整理、整合及共享试点”、农业部“948”项目“水生蔬菜优质品种资源及安全生产关键技术引进”、国家公益性行业(农业)科研专项“水生蔬菜产业技术体系研究与示范”等。“十二五”期间,科技部下达了国家科技支撑计划项目“水生蔬菜高效生产技术研究与示范”等。2001-2013年,中国园艺学会、武汉市蔬菜科学研究所联合举办了7届全国水生蔬菜学术及产业化研讨会,并于2007年获批成立了中国园艺学会水生蔬菜分会。这些交流平台的搭建,有力推动了我国水生蔬菜产、学、研的紧密结合,促进了我国水生蔬菜的快速发展。通过几十年的发展,我国水生蔬菜种质资源保护、发掘创新与利用、育种、栽培、病虫害防治、保鲜与加工等方面取得一大批成果。
  2   水生蔬菜科研和生产队伍简述
   2000年以前,我国从事水生蔬菜科研的单位及高校主要分布在湖北、江苏、浙江、江西、福建、湖南等省,总数不足10家。进入21世纪以来,随着国家及地方水生蔬菜项目的实施,不仅水生蔬菜产业得到发展,而且水生蔬菜科研、生产和推广队伍也得到发展壮大。目前我国从事水生蔬菜研究的单位已发展到30多家,各单位建立起良好的科研平台,其中,国家级平台近10个、省部级平台20多个。不仅长江流域和珠江流域的研究队伍得到壮大,而且黄河流域也有单位加入到水生蔬菜研究的行列。另外,当地政府和农业推广部门也高度重视水生蔬菜的发展,形成了一支实力雄厚的水生蔬菜推广队伍。同时,各地还成立了各具特色的水生蔬菜农民专业协会、合作社等。保鲜加工业的发展带动了种植业的发展,不断壮大的水生蔬菜科研和生产队伍为我国水生蔬菜的发展提供了强大的技术支撑,有力地促进了我国水生蔬菜产业的发展。
  3   我国水生蔬菜特色产区概述
   莲是我国水生蔬菜中栽培面积最大的作物,藕莲全国栽培面积40万hm2,主要集中在湖北、江苏等长江中下游地区,其中,湖北8万hm2,全国第一。近年来,黄河流域及我国西部地区藕莲发展较快,如四川、陕西、山东等地莲藕种植面积在1.33万hm2以上。子莲全国栽培面积10万hm2,湖北4万hm2,面积最大,其中武汉市江夏区子莲6 700 hm2;江西2.33万~2.67万hm2,其中广昌种植太空莲5 300 hm2;湖南1万~1.33万hm2,福建0.67万~1万hm2。茭白全国栽培面积7.33万hm2,其中浙江2.67万~3.33万hm2,面积最大,浙江的黄岩、缙云、余姚、桐乡等地为主产区,黄岩为我国最大的设施茭白生产基地;安徽岳西县高山茭白0.33万hm2。芋全国栽培面积约5.33万hm2,其中山东胶东半岛1.33万hm2,面积最大;广西荔浦种植荔浦芋3 300 hm2,江西铅山、江苏泰州各种植红芽芋6 700 hm2。荸荠全国栽培面积5万hm2,其中广西2万hm2,面积最大,主要分布在广西的贺州、荔浦等地;湖北团风县、沙洋县共0.33万hm2。蕹菜全国各地都有栽培,其中栽培面积较大的地区有江西吉安、广西灵山等,水蕹在我国西南地区栽培较多。水芹全国栽培面积
  2.67万hm2,主要集中在江苏、安徽等长江中下游地区及海南等,其中江苏2万hm2。芡实全国栽培面积1万hm2,主要栽培地区有江苏、江西、湖北、湖南、广东、安徽等,其中江西余干县、江苏洪泽县栽培面积较大。慈姑全国栽培面积0.67万hm2,主要分布在江苏、浙江、广东及广西等地,其中栽培面积较大的地区有江苏宝应、广西柳州等。菱角在长江中下游地区多有栽培,如浙江嘉兴,江苏姜堰,湖北洪湖、汉川、蔡甸、江夏等地都有一定面积种植。莼菜栽培面积较大的地区有湖北利川、重庆石柱、四川雷波等。豆瓣菜栽培主要集中在广东、广西、海南等我国南方地区。蒲菜种植面积较小,江苏淮安、云南建水等有少量种植。蒌蒿栽培主要集中在江苏南京,云南昆明,湖北武汉、荆州等地。   4   水生蔬菜种质资源保存与研究
  4.1   种质资源保存
   种质资源是作物育种、科学研究和农业生产的物质基础。进入21世纪,随着全球范围内对作物种质资源的高度重视,我国相继启动了农作物种质资源保护项目、国家科技基础条件平台工作项目等,加大了对农作物种质资源的保护力度。我国有意识地收集保存水生蔬菜种质资源始于20世纪80年代初期。1986年农业部下达“水生蔬菜种质资源征集、保存及鉴定”项目,武汉市蔬菜科学研究所开始系统收集保存水生蔬菜种质资源,1990年挂牌设立“国家种质武汉水生蔬菜资源圃”,至今已收集保存13类水生蔬菜种质资源2 000余份,成为我国保存水生蔬菜种质资源种类、类型和数量最丰富的单位。同时,我国主要的水生蔬菜科研单位也开展了种质资源的收集和保存工作,如中国科学院武汉植物研究所(莲)、江西省广昌白莲科学研究所(子莲等)、福建省建宁县莲籽科学研究所(子莲等)、金华市农业科学研究院(茭白、莲等)、四川省农业科学院(芋等)、扬州大学(水芹、茭白等)、苏州市蔬菜科学研究所(芡实、水芹等)、广西壮族自治区农业科学院生物研究所(荸荠等)等都建立了自己的特色资源圃,丰富的水生蔬菜种质资源为我国水生蔬菜科研、育种和生产打下坚实基础。
  4.2   种质资源研究
   经过30多年的努力,我国水生蔬菜种质资源研究取得重大进展。武汉市蔬菜科学研究所编著水生蔬菜种质资源数据标准和描述规范丛书10部,制定莲藕、茭白、芋等主要水生蔬菜种质资源鉴定评价规范行业标准6部等。这些规范和标准基本构建了我国水生蔬菜种质资源的鉴定评价技术体系,成为我国水生蔬菜种质资源研究的基础性文本。我国第一部水生蔬菜资源专著《中国水生蔬菜种质资源》也得以出版。依照规范和标准,系统开展种质资源鉴定评价,获得大量基础性数据,并提交国家自然科技资源共享平台,显著提高了我国水生蔬菜资源利用效率。
   水生蔬菜种质资源评价规范和标准的建立,加快了资源的评价及利用进程。通过发掘创新,筛选出极早熟藕莲、高淀粉藕莲、高产藕莲、极晚末花期花莲、极早熟茭白、极晚熟茭白、高淀粉芋、高淀粉高肉果率菱、抗寒水芹、高淀粉荸荠等一批优异种质资源,并作为基础材料,已在科研和生产上发挥了重要作用。同时,通过鉴定评价,对我国莲、茭白、芋、水芹等主要水生蔬菜的园艺学分类进行了修订或补充,取得了一批科学理论成果。
  5   水生蔬菜育种
  5.1   育种方法取得进展
   ①创新一批水生蔬菜杂交育种方法,填补国内外研究空白,加快新品种选育进程。2000年之前,只有莲、蕹菜采用杂交等有性育种技术,而芋、荸荠、慈姑、水芹、莼菜等作物主要依赖自然变异进行新品种选育,品种更新速度缓慢。针对水生蔬菜育种方法的技术瓶颈,近年来,武汉市蔬菜科学研究所开展了芋、荸荠、慈姑、水芹、莼菜、芡实、菱等水生蔬菜的传粉生物学和种子生物学研究,取得重要进展,打破了我国在这些作物杂交育种技术方面长期停滞不前的局面,并加快了这些作物的新品种选育进程。苏州市蔬菜科学研究所开展了芡实、水芹的杂交育种研究,并选育出新品种。
   ②航天育种、离子注入法育种、化学诱变育种等取得重要突破。江西广昌县白莲研究所于1994年首次开展子莲航天搭载诱变育种,至今已开展3次。该单位将子莲搭载返回式卫星,经外太空综合环境条件作用,成功培育出太空莲系列高产优质子莲新品种,使子莲单产提高60%以上。2007年以来,该所还与北京师范大学低能核物理研究所合作,开展离子注入法选育子莲新品种,培育出高产优质子莲新品种京广1号、京广2号。广西壮族自治区农业科学院生物研究所利用组织培养技术,开展荸荠化学诱变育种,已选育出桂蹄1号、桂蹄2号、桂粉蹄1号新品种。
  5.2   新品种选育取得快速发展
   20世纪80年代以前,我国水生蔬菜几乎没有真正意义上的新品种,生产所用品种基本上是传统地方品种。20世纪80年代以后,我国才真正开始开展以莲、茭白为主的水生蔬菜新品种选育工作,可以说20世纪80年代是新品种选育的起步和奠基阶段。20世纪90年代以后,进入新品种选育的快速发展阶段。经过30多年的发展,新品种选育取得显著成绩,不仅藕莲、子莲、茭白等主要水生蔬菜有人工选育的新品种,而且芋、荸荠、芡实、水芹等也有人工选育的新品种。据初步统计,截至2014年,我国人工选育的水生蔬菜新品种达60个以上,其中,藕莲12个、子莲14个、茭白16个、芋6个、荸荠5个、芡实4个、水芹3个、慈姑2个、蕹菜1个等。与传统品种相比,新品种类型日趋丰富,特别是武汉市蔬菜科学研究所选育的藕莲、江西和福建选育的子莲、浙江选育的茭白在生产上得到大面积应用,产量提高30%~50%,极大地促进了我国水生蔬菜产业的发展。近年来,武汉市蔬菜科学研究所选育出鄂莲9号(巨无霸莲藕)及鄂子莲1号(满天星子莲)2个突破性新品种,鄂莲9号每667 m2产量在
  3 000 kg以上;鄂子莲1号每667 m2产鲜莲蓬4 500~5 000个、鲜莲籽350~400 kg,干通心莲单粒质量超过1.1 g,是加工通心莲的特优品种。另外,江西广昌白莲科学研究所选育的子莲新品种太空3号、太空36号,因鲜食甜嫩而在湖北、江西等地广泛种植。福建建宁县莲籽科学研究所选育的子莲新品种建选17号、建选35号,以其籽大粒实成为加工通心莲的特优品种。
  6   水生蔬菜栽培
  6.1   高效育苗技术发展,种苗繁殖效率提高
   ①微型种苗提高莲藕繁殖效率,大大节约运输成本。扬州大学和武汉市蔬菜科学研究所建立了莲的组培快繁技术体系。武汉市蔬菜科学研究所于2000年诱导出试管莲藕,后又发明微型种藕繁殖技术。应用该技术繁殖的微型藕,每667 m2用种量20~40 kg(常规藕种每667 m2用种200~300 kg),是莲藕种苗繁殖技术的重要突破,有效解决了莲藕用种量大、难于长途运输等技术性难题。莲藕微型种苗已推广到全国23个省,取得良好的社会经济效益。    ②脱毒种苗显著提高荸荠、芋产量和品质。广西壮族自治区农业科学院生物研究所和武汉市蔬菜科学研究所应用脱毒快繁技术生产的荸荠种苗已在生产上得到应用。荸荠脱毒苗抗病性强,所产荸荠果大、产量高,有效解决了荸荠常规种苗易感病、产量低的技术难题。目前,广西2万hm2荸荠中,80%以上采用荸荠脱毒种苗。武汉市蔬菜科学研究所、烟台师范学院、鲁东大学、中国农科院蔬菜花卉研究所、四川省农业科学院等开展芋脱毒快繁研究,取得一定进展,所培育的芋脱毒苗已在生产上有一定面积的应用,比常规种苗增产20%~30%。
   ③荸荠及双季茭白二段育苗技术应用成效显著。广西荸荠组培脱毒苗采用水田二段育苗技术,湖北团风县等地采用先旱地后水田二段育苗技术,不仅培育了壮苗,而且还节约了种球用量和人工、缩短了荸荠大田栽培占地时间,提高了土地利用率。金华市农业科学研究院研究并推广的双季茭白二段育苗技术,延长了茭白生长时间,提高了秋茭产量和品质。应用二段育苗技术的田块,秋茭产量增加10%以上,雄茭、灰茭比例明显下降,品质提高。
  6.2   高效生产模式得到发展
   ①利用自然气候条件、设施、栽培措施等,错开产品的成熟上市期。高效种植模式主要有:广西柳州双季藕、长江中下游地区保护地双季藕、浙江保护地早熟双季茭白、浙江单季茭一茬双收、安徽岳西及浙江缙云高山茭白、浙江冷水灌溉茭白、我国南方及山东等地地膜覆盖芋头、江苏夏季水芹遮阳栽培等。
   ②利用轮作换茬、间作、种养结合等方式,充分提高土地的利用效率。主要有3种方式:水生蔬菜与水生作物轮作、水生蔬菜与旱生作物轮作、水生蔬菜与鱼种养结合。主要模式包括:藕带―藕莲(莲子)、西瓜(甜瓜、旱生菜)―荸荠、旱作水芹―莲藕、旱生蔬菜―芋、莲藕与水稻套种、莲藕与慈姑套种、莲藕(子莲、茭白、菱角、蕹菜等)―鱼种养结合等。特别是水旱轮作,较好地解决了保护地栽培中土壤盐碱化和土传病害发生严重问题。
   ③创新食用产品形式。近年来,湖北创新藕带、鲜莲籽、芡实梗、睡莲梗等水生蔬菜食用产品,促进了水生蔬菜产业的进一步发展。
  6.3   轻简化栽培成为发展趋势
   栽培轻简化已成为现代农业的发展趋势,目前,水生蔬菜是一种劳动密集型产业,栽培轻简化显得尤为重要。近年来,武汉市蔬菜科学研究所研究的莲藕轻简化基质栽培技术,可节约采挖劳动力50%以上,每667 m2节省采挖成本500元以上。该技术在一定程度上解决了莲藕采挖难、成本高的技术难题。同时,各地藕农发明了各具特色的挖藕机,提高劳动效率5~10倍。芋头起垄机、荸荠采挖机等在一些产区得到应用。相信未来,越来越多的轻简化栽培方式和机械将会应用于水生蔬菜生产。
  6.4   标准化安全生产快速发展
   随着我国水生蔬菜产业的发展,标准化生产、产品质量及安全、地理标志产品等受到重视。据初步统计,截至2014年,我国已制定《水生蔬菜产地环境条件》、《莲藕生产技术规程》、《莲藕栽培技术规程》等水生蔬菜生产农业行业标准及《莲藕》、《茭白》、《子莲》、《芋头》等国家标准和行业标准约20部。根据生产实际,各地还制定了大量地方标准。另外,各传统水生蔬菜产区深入挖掘本地水生蔬菜所蕴含的历史文化和地理优势,积极申报国家地理标志产品,据初步统计,我国目前已有水生蔬菜国家地理标志产品90余个。
  7   水生蔬菜病虫草害防治
   长期以来,病虫草害防治一直是水生蔬菜研究的薄弱环节。近年来,在农业部公益性行业(农业)科研专项经费项目“水生蔬菜产业技术体系研究与示范”(2009-2013年)及“十二五”国家科技支撑计划、“水生蔬菜高效生产技术研究与示范”(2012-2016年)等国家重大科研项目的资助下,我国对水生蔬菜病虫草害防治的研究得到加强,华中农业大学、湖南农业大学、湖南省农业科学院等单位对我国水生蔬菜病虫草害进行研究,取得一系列科研成果。
   ①对我国水生蔬菜的虫害进行调查研究,出版专著《中国水生蔬菜主要害虫彩色图谱》。调查结果表明,为害水生蔬菜的害虫主要有62种,其中,在水生蔬菜上新发现害虫3种,分别为丝剑纹夜蛾[Acronicta metaxantha (Hampson,1909)]、黄剑纹夜蛾[Acronicta rumicis (Linnaeus,1758)]、茭白尺蠖[Ascotis selenaria (Denis & Schiffermüller,1775)]。对莲藕的病虫草进行调查研究,出版专著《莲藕病虫草害识别与综合防治》。
   ②对莲藕腐败病、茭白胡麻叶斑病、芋疫病、芋病毒病、荸荠秆枯病和枯萎病,莲缢管蚜、莲田稻食根金花虫、莲及芋斜纹夜蛾、茭白长绿飞虱、茭白二化螟、荸荠白禾螟、菱角萤叶甲等主要病虫害的发生规律及防治方法进行了研究,制定了一系列防治措施。其中,物理防治如杀虫灯、性诱捕器、黄板等绿色防控技术的应用,对保护生态环境,降低生产成本、提高水生蔬菜产品的安全性具有重要意义。
   ③水生蔬菜草害防治取得一定进展。湖北一些产区根据生产实际,摸索出一套行之有效的化学除草方法。山东、福建、广西、江苏、江西等地芋种植区,使用乙草胺芽前除草并加地膜覆盖,防草效果很好,但使用化学除草剂时需谨慎,以免使用不当引发纠纷。
  8   水生蔬菜保鲜加工
   保鲜加工是整个水生蔬菜产业链中的重要一环,但水生蔬菜组织结构特殊,采后易发生褐变、失水、老化和腐烂等情况,因此,水生蔬菜保鲜加工十分重要。水生蔬菜保鲜以护色、防褐变等为主,主要通过加入一定量还原剂、杀菌剂并通过低温贮藏来实现。加工是延长产业链的有效途径。据初步统计,我国水生蔬菜保鲜专利仅10余项,主要集中在莲藕等水生蔬菜保鲜上;加工专利近200项,其中,莲籽加工专利多达100项,莲藕30余项,荸荠、芡实、菱角和慈姑较少。水生蔬菜加工专利主要集中在液态食品(饮料、酒)、休闲小食品、速冻食品等方面,如速冻藕片、莲藕汁、藕粉、莲籽汁、莲籽茶、莲籽乳、荸荠粉、芡实蛋卷等。此外,也有少量功能成分提取方面的专利,如荸荠黄酮类物质提取、菱角膳食纤维提取、莲心碱和异莲心碱的提取等。除我国外,仅日本有少量莲藕加工专利,欧美国家均未见相关专利报道。另外,加工机械的研制也是水生蔬菜加工研究的重要部分,研制较多的是莲籽剥壳机和莲籽通心机,主要集中在江西、福建、湖南、湖北等几个子莲生产大省,目前已在生产上广泛应用,大大提高了生产效率。
   目前,通过冷库和气调贮藏技术可适当延长鲜莲籽保鲜期;茭白冷库贮藏期可以达1~2个月;采用地窖贮藏,也可达到延迟芋上市的目的;荸荠采挖后可以通过低温封泥达到延迟上市的目的;但对于叶菜类的蕹菜、水芹、豆瓣菜、莼菜,延长保鲜期较难。相对于保鲜,水生蔬菜加工取得了较大成绩,莲藕、子莲、芋、荸荠、芡实等水生蔬菜加工已形成较大规模,其中,藕莲、子莲、芋、芡实等加工产品还出口国外,成为中国的特色农产品。水生蔬菜保鲜加工产品主要包括泡藕带、速冻藕、保鲜藕、莲藕汁、藕粉、盐渍藕、水煮藕、荷叶茶、通心莲籽、磨皮莲籽、莲籽心、冻芋仔、清水马蹄、速冻嫩芡米、干芡米等。另外,莲藕、芋、荸荠等含淀粉较多的水生蔬菜还被用作提取淀粉的原料。从事水生蔬菜加工的企业主要集中在湖北、江苏、江西、福建、湖南、山东、广西等。子莲的加工主要集中在湖南、江西、福建、湖北等地,湖南湘潭县花石镇、中路铺镇、易俗河镇为莲籽加工的集中地,年销售莲籽加工产品8万~10万t,年销售额达10亿元;江西、福建、湖北也有相当数量的子莲加工企业。藕带加工近几年在湖北兴起,全省有超过40家企业加工泡藕带,年生产规模4 000万袋以上,加工总产值达4亿元以上。山东是我国最大的芋头加工出口基地,主要集中在胶东半岛的烟台、莱阳等地,年出口多子芋冻芋仔10万t以上,主要出口日本。荸荠加工主要集中在广西,全区从事荸荠加工年产值过亿元的企业达7家,主要分布在贺州和荔浦两地。
  9   我国水生蔬菜发展趋势
   我国水生蔬菜经过几十年的发展,各方面都取得了很大成就,但仍存在许多限制产业发展的技术瓶颈问题。品种专用化、种苗微型化、栽培轻简化、栽培机械化、病虫草害防治无害化、保鲜及加工产品多元化等是我国水生蔬菜产业总体的发展趋势。

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