陳繼康,熊和平
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所,長(zhǎng)沙410205)
苧麻是我國(guó)傳統(tǒng)特色經(jīng)濟(jì)作物,其生產(chǎn)與研究主要集中在國(guó)內(nèi),缺乏可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)科技工作者對(duì)苧麻產(chǎn)量與品質(zhì)形成的生理基礎(chǔ)、高效種植、抗逆栽培 (包括冬閑田栽培、鹽堿地栽培、水土保持和重金屬污染耕地利用等)、輕簡(jiǎn)化栽培、規(guī)模化生產(chǎn)等各方面進(jìn)行了研究,并做出了重要貢獻(xiàn)[1]。但相對(duì)于育種、加工等而言,栽培與耕作研究仍然是苧麻科研鏈條上的薄弱環(huán)節(jié)[2],自1993年《中國(guó)麻類作物栽培學(xué)》出版以來(lái),多有技術(shù)改良,而少有科學(xué)發(fā)現(xiàn)和理論建立與總結(jié)。
近年來(lái),我國(guó)苧麻種植面積和產(chǎn)量持續(xù)下滑[3]。隨著國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的運(yùn)行,我國(guó)苧麻栽培與耕作建立了穩(wěn)定的研究團(tuán)隊(duì),苧麻栽培與耕作領(lǐng)域的研究得到了推進(jìn),然而苧麻研究產(chǎn)量與農(nóng)民實(shí)際產(chǎn)量的差異逐步增大。進(jìn)一步總結(jié)當(dāng)前研究進(jìn)展,發(fā)掘不足,對(duì)提升苧麻栽培與耕作研究水平和消除產(chǎn)量差異、穩(wěn)步提升苧麻生產(chǎn)水平具有重要意義。本文從苧麻栽培技術(shù)、作物生理生態(tài)和耕作制度入手,總結(jié)了當(dāng)前苧麻栽培與耕作的研究現(xiàn)狀,對(duì)本研究領(lǐng)域的問(wèn)題進(jìn)行分析,并提出應(yīng)對(duì)措施。
育苗與繁殖是苧麻生產(chǎn)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。麻苗的質(zhì)量直接影響到麻園的生產(chǎn)力。已形成有種子、細(xì)切種根、葉 (帶芽原基)扦插、嫩梢扦插、離體壓條、分蔸、插芽、組織培養(yǎng)等方法,其中嫩梢扦插繁殖又配套有土培、水培、沙培等技術(shù)。除種子繁殖外,其它均為無(wú)性繁殖方式。各種方法在繁殖系數(shù)、種性保持、種苗質(zhì)量、生產(chǎn)方式等方面均有所不同,但以往研究對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的整體評(píng)價(jià)結(jié)論一致,且技術(shù)流程均較成熟。目前生產(chǎn)上主要采用的是嫩梢扦插繁殖方法。近年來(lái)關(guān)于苧麻育苗與繁殖的研究文獻(xiàn)量少,主要集中在對(duì)嫩梢扦插繁殖方法的整理[4]、扦插苗成活率影響因素與應(yīng)對(duì)措施分析[5]、不同扦插材料 (主要指低位分枝扦插苗)[6]、苧麻種子包衣育苗[7]等技術(shù)參數(shù)優(yōu)化等方面。
以往研究還對(duì)工廠化育苗模式進(jìn)行了探索,包括水培、全光照噴霧沙插等,但在生產(chǎn)僅有區(qū)域性的嘗試。種子苗生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)、成活率低,嫩梢繁殖率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,秧苗管理仍需人工精細(xì)管理、氣候與環(huán)境因素影響大等問(wèn)題仍然存在,并限制了麻苗的供應(yīng)量和工廠化育苗的進(jìn)程。借助設(shè)施農(nóng)業(yè)改善育苗環(huán)境是一種可行的工廠化育苗方法,但需要配套成本控制體系。同時(shí),苧麻的機(jī)械化種植還沒有研究報(bào)道。利用種子直播可以解決機(jī)械化作業(yè)的問(wèn)題,但如何保障種子苗成活還需要大量研究。
以往對(duì)新老麻園的高產(chǎn)栽培技術(shù)有廣泛地研究。從麻園選擇與規(guī)劃、整地與施肥技術(shù)、栽植時(shí)間、栽植密度與方式、田間管理 (包括查蔸補(bǔ)缺、中耕除草、追肥提苗、破稈、蓄蔸、打頂、排灌、防風(fēng)防霜、病蟲草害防控、冬培、綠肥等)、適時(shí)收獲和麻園更新等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入地探討與總結(jié)[1]。形成了諸如苧麻“三當(dāng)”技術(shù)、“一二一”根外追肥法、苧麻園間套種技術(shù)、丘陵山區(qū)苧麻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)綜合技術(shù)、平原湖區(qū)苧麻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)綜合技術(shù)等一系列豐產(chǎn)管理技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)。但這些技術(shù)措施主要針對(duì)基于人力的精耕細(xì)作生產(chǎn)模式。為適應(yīng)機(jī)械化、規(guī)?;a(chǎn)的要求,當(dāng)前的研究除在此基礎(chǔ)上適應(yīng)于新品種的更新與優(yōu)化外,開展了農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合、循環(huán)收獲、產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)等相關(guān)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。隨著苧麻飼料化、牧草化、副產(chǎn)物綜合利用技術(shù)等研究的深入[8],苧麻“369”工程技術(shù)、麻園生態(tài)放牧技術(shù)、“一園四廠”等新模式逐步凸顯,間套種也向蔬菜、食用菌、牧草等多元化推進(jìn),并對(duì)傳統(tǒng)單一的纖維生產(chǎn)模式產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊[9]。
比較以往和當(dāng)前的豐產(chǎn)管理技術(shù)可見,生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變是麻園生產(chǎn)能力提高的主要驅(qū)動(dòng)力,栽培技術(shù)則主要是對(duì)以往理論的補(bǔ)充和技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化。時(shí)空資源集約化利用 (如間套作)、動(dòng)植物生產(chǎn)相結(jié)合 (如生態(tài)放牧)、農(nóng)業(yè)資源循環(huán)利用 (如“369”工程)等這些更符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求的技術(shù)措施的引進(jìn),成為麻園豐產(chǎn)增效的核心動(dòng)力。
針對(duì)陡坡地、旱地、鹽堿地、貧瘠土壤、重金屬污染區(qū)、水土流失區(qū)等不同逆境環(huán)境下的苧麻栽培技術(shù)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究,并且在優(yōu)化豐產(chǎn)管理技術(shù)的基礎(chǔ)上,從激素調(diào)控、化學(xué)措施、工程措施等角度入手,形成了抗逆栽培技術(shù)。一般認(rèn)為,苧麻生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng),在逆境中具有較大的生產(chǎn)潛力,并對(duì)水土流失區(qū)、重金屬污染區(qū) (主要為鎘污染)有較好的修復(fù)能力。黃道友等[10]通過(guò)施用包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰在內(nèi)的土壤重金屬鈍化劑并配套栽培技術(shù),使湖南安化中度偏重重金屬污染耕地達(dá)到新栽麻當(dāng)年畝產(chǎn)1126.5 kg/hm2左右、次年頭麻1332.0 kg/hm2左右,與常規(guī)耕地產(chǎn)量相當(dāng)。劉田中[11]認(rèn)為在25°以上坡耕地種植苧麻,因其根系發(fā)達(dá)、覆蓋率高而起到顯著防治水土流失效果,且原麻年產(chǎn)量可達(dá)到2250~3000 kg/hm2。目前,苧麻抗逆栽培技術(shù)研發(fā)以“248”工程技術(shù)、固土保水工程技術(shù)、重金屬污染區(qū)耕地修復(fù)技術(shù)等為主,相應(yīng)的生理生態(tài)研究也是當(dāng)前的熱點(diǎn)[10]。
苧麻的生長(zhǎng)發(fā)育特征、生物學(xué)特性,以及基因型、外界環(huán)境等因素對(duì)苧麻生長(zhǎng)及纖維形成的影響研究較為廣泛。其中生長(zhǎng)發(fā)育特征與生物學(xué)特性作為普遍規(guī)律,已有很好地觀察和總結(jié),近年來(lái)研究較少涉及。近期研究以苧麻性狀之間、苧麻與環(huán)境之間互作特征及分子機(jī)理方面為主。
在常規(guī)栽培與耕作條件下,基因型、種植密度、肥料、水分等單因子對(duì)苧麻生產(chǎn)的影響已有大量研究支撐。晏春耕等[12]研究認(rèn)為隨著染色體倍性的增加平均分株數(shù)/蔸有減少的趨勢(shì),而莖的平均粗度有增大的趨勢(shì)。李秀萍[13]研究表明不同生態(tài)條件、不同基因型苧麻主要性狀均存在較大差異,并對(duì)苧麻主要性狀之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析。Liu等[14]通過(guò)多因素耦合研究認(rèn)為,種植密度和N、P、K肥對(duì)苧麻產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響程度以磷肥最高、鉀肥次之、密度再次、氮肥最弱,其中提高氮肥對(duì)產(chǎn)量起到最顯著的促進(jìn)作用,而鉀肥則對(duì)纖維品質(zhì)起到更顯著的作用。觀察當(dāng)前研究的切入點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn),苧麻栽培多因子耦合研究較少,而且隨著“369”工程等新技術(shù)模式的快速推進(jìn),相應(yīng)的生理生態(tài)研究工作相對(duì)滯后,不利于技術(shù)的再提升。
連作障礙是常規(guī)栽培模式中遇到的主要問(wèn)題之一,但關(guān)于苧麻連作障礙的研究報(bào)道較少[15]。一般認(rèn)為根腐線蟲和根系分泌物是影響連作苧麻生產(chǎn)性能下降、農(nóng)藝性狀降低的主要因素[16]。研究從不同連作障礙因子下苧麻的生產(chǎn)表現(xiàn)、苧麻抗根腐線蟲生物逆境條件下的基因表達(dá)、農(nóng)田土壤微生物、抗敗蔸苧麻資源篩選等多個(gè)角度對(duì)其機(jī)理及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了分析[10,15-17],但需要更廣泛、更深入的研究加以印證和優(yōu)化。
光照、溫度對(duì)苧麻生長(zhǎng)發(fā)育及纖維品質(zhì)均有顯著影響[18]。苧麻以收獲營(yíng)養(yǎng)體為主要目標(biāo),并主要采用無(wú)性繁殖方法,因此日照時(shí)數(shù)的研究主要針對(duì)有性雜交選育品種時(shí)進(jìn)行光照處理以促進(jìn)花期相遇,生產(chǎn)中一般不作為研究重點(diǎn)。以往研究觀察了光照強(qiáng)度對(duì)苧麻光合作用、群體結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量、纖維品質(zhì)等的影響。種植密度是影響光環(huán)境特征的主要因素。一般認(rèn)為植麻過(guò)稀有單株產(chǎn)量高、纖維強(qiáng)度高、出麻率高的優(yōu)點(diǎn)和分枝較多、株高較矮、植株個(gè)體差異加大等缺點(diǎn);植麻過(guò)密有生長(zhǎng)較整齊、分枝較少、麻皮柔軟等優(yōu)點(diǎn)和出麻率低、纖維強(qiáng)度低、纖維發(fā)育慢等缺點(diǎn)。同時(shí),不同苧麻品種表現(xiàn)出不同的光敏感性。因此,配套不同品種、不同栽培條件下的種植密度仍然是當(dāng)前的一個(gè)研究重點(diǎn)和調(diào)控光環(huán)境的主要措施。目前,已有研究關(guān)注苧麻株型的改良,如“中苧3號(hào)”苧麻品種的選育就以葉夾角作為一個(gè)重要選擇指標(biāo)[10]。
以往研究對(duì)苧麻種子發(fā)芽、地下莖萌發(fā)、地上部生長(zhǎng)、纖維發(fā)育等生命活動(dòng)的三基點(diǎn)溫度,以及相應(yīng)積溫均有論述,并總結(jié)了低溫凍害等逆境對(duì)苧麻生長(zhǎng)發(fā)育的影響。研究認(rèn)為各季麻生長(zhǎng)期長(zhǎng)短主要決定于生長(zhǎng)期溫度高低,并且各季麻受溫度波動(dòng)幅度不同影響而表現(xiàn)出麻殼厚度及纖維頭尾均勻度不同。近期有少量研究報(bào)道了高溫干旱[19]、春寒晚霜[20]等逆境對(duì)苧麻生產(chǎn)的影響,而對(duì)苧麻響應(yīng)溫度變化的生理生態(tài)機(jī)制以及調(diào)控措施均缺少必要的研究,育種工作也缺少耐高溫/低溫性狀的選擇。當(dāng)前全球變暖、自然災(zāi)害愈發(fā)頻繁,溫度變化對(duì)苧麻生產(chǎn)將造成更加顯著的影響,亟需開展相應(yīng)研究。
長(zhǎng)期以來(lái),苧麻水分脅迫的研究主要是觀察和總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。一般認(rèn)為苧麻耐旱喜濕不耐淹水,有較強(qiáng)的水土保持能力,但干旱也會(huì)影響產(chǎn)量和品質(zhì)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)農(nóng)藝措施調(diào)控,對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)起到了重要作用。近期研究則逐步向生理生態(tài)變化特征、抗旱分子機(jī)理分析等深入[21-24]。
干旱脅迫導(dǎo)致葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率顯著降低是苧麻生理受阻的主要表現(xiàn),而植物體內(nèi)脯氨酸、丙二醛、SOD活性和POD活性均呈上升趨勢(shì)是其抗旱性的主要生理響應(yīng)特征,并在不同品種中表現(xiàn)出顯著差異[22]。不同根型苧麻抗旱性一般以深根型>中根型>淺根型,但也廣泛存在中根型品種抗旱性顯著優(yōu)于深根型品種的現(xiàn)象[25],因此抗旱品種選育中不應(yīng)武斷選擇根型。
少量研究報(bào)道了苧麻抗旱分子機(jī)理。Liu等[26]用Illumina測(cè)序和實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)分析了干旱逆境下苧麻的全基因組表達(dá)譜,發(fā)現(xiàn)有1011個(gè)基因受到干旱逆境誘導(dǎo)上升表達(dá),505個(gè)基因下調(diào)表達(dá)。然而當(dāng)前的研究一般針對(duì)土壤干旱,大氣干旱、生理干旱等逆境條件,以及苧麻的耐旱、御旱機(jī)理等還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他作物的研究水平。同時(shí),以往研究主要針對(duì)苧麻植物體,而對(duì)復(fù)雜的植物-土壤-水分之間的耦合關(guān)系以及調(diào)控機(jī)理更少涉及。
在抗旱調(diào)控方面,研究報(bào)道了不同覆蓋處理 (麻骨、稻草等)、抗旱劑施用 (黃腐酸、甜菜堿等)、施肥制度變革 (葉面肥等)、化學(xué)保水劑、有限灌溉[10]、激素補(bǔ)償 (GA、IAA等)[27]等措施,并對(duì)提高苧麻產(chǎn)量和品質(zhì)起到了良好效果。
低洼水澇是造成苧麻敗蔸、缺蔸的主要因素之一,目前主要采取廂作、深挖排水溝等農(nóng)藝措施防治。而淹水、冰凍等水分脅迫條件下苧麻生理生態(tài)變化特征及其抗?jié)承韵嚓P(guān)研究很少。僅有少量研究報(bào)道了漬水對(duì)苧麻經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響[28]。
土壤類型及營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)苧麻生長(zhǎng)發(fā)育和纖維品質(zhì)的影響研究,結(jié)論較為統(tǒng)一。一般認(rèn)為,在合理的范圍內(nèi),增施氮肥可以提高苧麻的纖維產(chǎn)量和品質(zhì),但過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致纖維增粗,品質(zhì)下降;磷肥對(duì)苧麻的產(chǎn)量和品質(zhì)影響不顯著,但土壤有效磷仍與原麻產(chǎn)量顯著正相關(guān),與纖維支數(shù)負(fù)相關(guān);嗜鉀、鈣吸收量大是苧麻的突出特點(diǎn);鎂、硼、鋅、錳等肥料使用均對(duì)苧麻生產(chǎn)具有積極作用。大量研究針對(duì)不同種植區(qū)域、耕地狀況提供了不同的高產(chǎn)苧麻氮、磷、鉀三要素肥的比例,并指出平衡施肥的重要性。目前,研究的重點(diǎn)為不同營(yíng)養(yǎng)元素之間的互作、施肥制度與種植密度之間的互作、測(cè)土配方施肥技術(shù)、新型專用肥料的開發(fā)等[29-31]。加強(qiáng)苧麻的養(yǎng)分需求特征、水肥耦合、新型栽培模式下苧麻園土壤管理技術(shù)等,將對(duì)苧麻增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)提供有效保障。減量施肥方面則缺乏專題研究,肥料運(yùn)籌還局限于高投入高產(chǎn)出的思路。另外,由于苧麻生產(chǎn)以我國(guó)南方平原湖區(qū)為主,并向丘陵山地轉(zhuǎn)移,開展鹽堿脅迫相關(guān)研究對(duì)當(dāng)前苧麻生產(chǎn)的意義不大,因此僅有少量研究報(bào)道了鹽脅迫 (NaCl)下苧麻生理生化變化特征[32]。
由于當(dāng)前苧麻生產(chǎn)以提供紡織原料為主,產(chǎn)品不進(jìn)入食物鏈,且有較高經(jīng)濟(jì)效益,因而普遍被認(rèn)為是重金屬污染耕地農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的首選作物之一[33]。加之其較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性,也被認(rèn)為是礦區(qū)復(fù)合重金屬污染土壤等區(qū)域生態(tài)修復(fù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)恢復(fù)的首選作物之一[34]。當(dāng)前研究較廣泛地涵蓋了重金屬脅迫對(duì)苧麻生產(chǎn)性能與生理生化特征的影響、苧麻富集和轉(zhuǎn)移重金屬離子的特征、重金屬離子在苧麻各部位之間的分布特征、耐重金屬品種篩選指標(biāo)、重金屬脅迫條件下苧麻基因表達(dá)響應(yīng)特征,以及相應(yīng)的抗逆栽培措施。
大量研究證明,苧麻對(duì)重金屬具有高耐高吸收的特性,但不屬于超富集植物,同時(shí)重金屬離子在苧麻植株中的分布、種植苧麻對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)年限、不同品種的耐性強(qiáng)弱等問(wèn)題上沒有統(tǒng)一結(jié)論。如,曹曉玲等[35]認(rèn)為湘苧3號(hào)的Cd耐受能力顯著高于中苧1號(hào),而佘瑋等[36]則得出相反的結(jié)論;代劍平等[37]認(rèn)為Cd在苧麻植株中分布為莖>根,而黃道友等[9]則認(rèn)為是根>莖;王冶等[34]認(rèn)為種植中苧1號(hào)1.49年可將湖南瀏陽(yáng)七寶山礦區(qū)土壤 (Cd含量8.1mg/kg)修復(fù)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水平 (≤1.0mg/kg),而黃道友等[9]則認(rèn)為利用苧麻修復(fù)鎘污染土壤時(shí)間太長(zhǎng),將Cd含量20mg/kg土壤修復(fù)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水平 (<0.3mg/kg)至少需要39年的時(shí)間??梢姴捎闷贩N的不同、試驗(yàn)方法與區(qū)域不同、采取標(biāo)準(zhǔn)不同等各類因素均對(duì)相關(guān)研究產(chǎn)生很大影響,更為廣泛、深入的研究勢(shì)在必行。
有研究表明苧麻吸收Cd后,大部分固定在根部的細(xì)胞壁中,從而限制其在植株體內(nèi)的運(yùn)移,表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受能力[9]。但因?yàn)榇嬖谇o部Cd含量高于根部的現(xiàn)象,這個(gè)結(jié)論可能只能作為部分品種的特性,不是普遍現(xiàn)象。當(dāng)前,大多數(shù)研究以Cd為主要研究對(duì)象,其他重金屬污染則較少涉及。有研究還報(bào)道了復(fù)合污染對(duì)苧麻生長(zhǎng)及吸收富集特征的影響[38-39],螯合劑、改良劑對(duì)苧麻修復(fù)重金屬污染土壤的影響[40-41]等。但復(fù)雜的重金屬離子之間的影響機(jī)制、重金屬離子與苧麻之間的互作關(guān)系等還不明確,而這又是在生產(chǎn)中最常見的現(xiàn)象,因此亟待進(jìn)一步研究。
苧麻以年收獲三季的種植制度為主,有部分研究報(bào)道了年收四季的苧麻生長(zhǎng)規(guī)律、主要栽培技術(shù)、施肥制度等。隨著苧麻多用途技術(shù)的興起,嫩莖葉、麻骨等成為主要產(chǎn)品。在適度提早常規(guī)三季麻收獲時(shí)間的基礎(chǔ)上,加收一季嫩莖葉用作飼料,可能是今后的一套重要種植模式。為了滿足將機(jī)械化、工廠化作業(yè)的需求,近年來(lái)一些學(xué)者提出了“循環(huán)收割”的技術(shù)措施,主要做法是將大片麻園劃分為亞區(qū)和亞亞區(qū),通過(guò)亞區(qū)與亞亞區(qū)之間的銜接,實(shí)現(xiàn)循環(huán)收割、不間斷生產(chǎn)[42]。這種方式一般年收獲4茬。以收獲飼草為目的的生產(chǎn),一般以苧麻的生長(zhǎng)高度(80cm左右)確定收獲時(shí)間,長(zhǎng)江中下游地區(qū)一般年收獲6次,熱帶地區(qū)收獲次數(shù)增加??梢婋S著生產(chǎn)方式、生產(chǎn)目標(biāo)的變化,苧麻熟制也需要作出相應(yīng)的調(diào)整。
利用好苧麻園間套種技術(shù)是提高土壤利用率的有效措施。目前已經(jīng)在食用菌 (雞腿菇、平菇、香菇等)、冬季套種蔬菜 (榨菜、紅菜薹、馬鈴薯等)、牧草 (黑麥草、白三葉、紫云英等)進(jìn)行了嘗試,并取得良好效果,在單位耕地面積經(jīng)濟(jì)效益、田間雜草控制等方面均得到顯著改善。但套種制度下作物之間的互作關(guān)系、對(duì)土壤肥力的影響、對(duì)新型農(nóng)田管理模式的要求等還不明確,需要進(jìn)一步研究。
響應(yīng)我國(guó)糧食安全保障戰(zhàn)略,苧麻生產(chǎn)逐漸退出平原湖區(qū),向丘陵山地發(fā)展[43]。生態(tài)區(qū)域的變化對(duì)苧麻生產(chǎn)提出了新的要求。丘陵山地相對(duì)于平原湖區(qū),具有灌溉難度加大、土層較薄、水肥流失加快、農(nóng)田管理難度加大等顯著特點(diǎn),因此需要配套新型栽培技術(shù)以確保苧麻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系提出的山坡地苧麻“248”工程已經(jīng)為“苧麻走向山坡地”的戰(zhàn)略奠定了良好基礎(chǔ),但大量研究空白還亟待科技工作者彌補(bǔ)。
前人對(duì)養(yǎng)地制度對(duì)苧麻生產(chǎn)的影響和技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)等做了大量研究和總結(jié),但需要緊跟研究方法的進(jìn)步、調(diào)控技術(shù)的深入,進(jìn)一步深化研究,才能不斷提升苧麻栽培技術(shù)。如有研究指出不同培肥方式、苧麻品種間根際微生物數(shù)量存在顯著差異,但對(duì)起決定性作用的微生物種類、數(shù)量及機(jī)理均不明確,阻礙了相應(yīng)調(diào)控措施的研發(fā)與應(yīng)用。
由于苧麻嗜鉀的營(yíng)養(yǎng)需求特性,苧麻園養(yǎng)地制度中一般需要重施有機(jī)肥、鉀肥。Claudia等[1]研究指出,地中海地區(qū)土壤種植13年苧麻后,雖然K顯著降低,但土壤N、P、SOM顯著提升,符合該區(qū)域可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。長(zhǎng)期種植苧麻提高土壤有機(jī)質(zhì)主要與重施有機(jī)肥、苧麻副產(chǎn)物還田以及苧麻具有較強(qiáng)水土保持能力有關(guān),但缺乏相關(guān)研究從機(jī)理上予以說(shuō)明。隨著苧麻副產(chǎn)物資源化利用技術(shù)的深入,從苧麻園輸出大量有機(jī)物可能會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量的較大變化,但目前還沒有相關(guān)研究。土壤碳排放與碳匯等國(guó)際熱點(diǎn)問(wèn)題還沒有涉及。
除常規(guī)的施肥、中耕、輪作等作業(yè)外,冬培是苧麻養(yǎng)地制度的一個(gè)特點(diǎn)。其主要措施有深中耕、重施肥、培土覆蔸、地膜覆蓋、套種綠肥等措施。冬培的主要作用一是保護(hù)苧麻龍頭根、裸露的根蔸避免低溫凍害影響,安全越冬;二是培肥地力,強(qiáng)化地下部;三是斬?cái)嗖糠稚煜蛐虚g的跑馬根,控制無(wú)效分株。隨著苧麻牧草化進(jìn)度的加快,苧麻冬季套種牧草存在較大的發(fā)展前景,這種持續(xù)利用耕地的生產(chǎn)方式對(duì)傳統(tǒng)的冬培休耕模式將產(chǎn)生較大影響,但目前也沒有相應(yīng)的研究。
苧麻的布局以傳統(tǒng)的麻區(qū)為主,主要集中在四川、重慶、貴州、湖北、湖南、江西等長(zhǎng)江流域省份,其中前三個(gè)省份以丘陵山地種植為主,后三個(gè)省份以平原、湖區(qū)為主。近年來(lái),在響應(yīng)國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略的背景下,“苧麻走向山坡地”的戰(zhàn)略受到廣泛認(rèn)同,同時(shí)苧麻被水利部認(rèn)定為南方水土保持植物,苧麻走出糧田、走向坡耕地成為主要趨勢(shì)。苧麻種植有文化傳承與生產(chǎn)傳承并進(jìn)的特點(diǎn),非傳統(tǒng)麻區(qū)目前還較難發(fā)展該產(chǎn)業(yè)。
為充分發(fā)揮苧麻的生產(chǎn)特性和我國(guó)豐富的生態(tài)資源,有學(xué)者提出了“大纖維”觀念,建議“南麻北棉、以麻代棉”的產(chǎn)業(yè)布局[44]。隨著苧麻飼料化、副產(chǎn)物資源化等技術(shù)的進(jìn)一步推廣,以及苧麻在食品、建材等多個(gè)行業(yè)中多用途技術(shù)的深入,其產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到了前所未有的拓展,其生產(chǎn)的布局也將收到前所未有的沖擊,亟待開展產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力、作物布局等相關(guān)研究以支撐其又快又好發(fā)展。
另外,苧麻研究缺乏與其他作物的對(duì)比,缺乏整個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)各種作物相互配合與布局的研究?!熬推r麻而論苧麻”的現(xiàn)狀,需要有所突破,站在區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度深層次探討苧麻產(chǎn)業(yè)的定位與補(bǔ)位問(wèn)題。
綜上所述,以往研究對(duì)總結(jié)苧麻栽培技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、分析栽培調(diào)控機(jī)理等各個(gè)方面做出了極其重要的貢獻(xiàn),但與其他作物相比,還存在諸多不足亟待進(jìn)一步研究解決。主要表現(xiàn)在研究方法落后、切入點(diǎn)多但不深入不系統(tǒng)、當(dāng)前研究不能滿足產(chǎn)業(yè)迅速拓展的需求、機(jī)理研究無(wú)法滿足技術(shù)創(chuàng)新需求、國(guó)際熱點(diǎn)問(wèn)題涉及少、長(zhǎng)期定位觀測(cè)研究少等。
密切結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動(dòng)態(tài)、國(guó)際熱點(diǎn)問(wèn)題、新型技術(shù)需求,采用新研究方法,深入、全面地開展苧麻栽培與耕作研究,緊抓輕簡(jiǎn)化與高效益相結(jié)合,才能逐步消除科學(xué)家產(chǎn)量與農(nóng)民實(shí)際產(chǎn)量的巨大差異,整體提升我國(guó)苧麻生產(chǎn)與研究水平。
栽培與耕作是一門龐大的學(xué)科體系,本文限于篇幅和作者學(xué)力,多數(shù)問(wèn)題探討僅停留在表面,同時(shí)作物信息技術(shù)、交叉學(xué)科等方面均未論及,需要更深入和廣泛的研究指導(dǎo)苧麻栽培與耕作學(xué)科的發(fā)展。
[1]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所.中國(guó)麻類作物栽培學(xué)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1993:27-122.
[2]Claudia Di Bene,Silvia Tavarini,Marco Mazzoncini,et al.Changes in soil chemical parameters and organic matter balance after 13 years of ramie(Boehmeria nivea L.Gaud)cultivation in the Mediterranean region[J].European Journal of Agronomy,2011,35:154-163.
[3]熊和平.我國(guó)麻類生產(chǎn)的現(xiàn)狀與政策建議[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2010,32(6):301-304.
[4]孫進(jìn)昌.苧麻嫩梢扦插繁殖技術(shù)[J].農(nóng)村實(shí)用技術(shù),2007(1):49.
[5]崔國(guó)賢,楊瑞芳,孫煥良.影響苧麻嫩梢扦插成活率的因素分析[J].中國(guó)麻作,2000,22(3):10-12.
[6]鐘軍,賀再新,孫煥良,等.插條粗細(xì)對(duì)苧麻低位分枝扦插苗成苗率及麻苗素質(zhì)的影響[J].作物研究,2011,25(3):198-201.
[7]齊亮,白玉超,肖呈祥,等.作物種衣劑及其在苧麻上的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].作物研究,2014,28(4):440-442.
[8]劉志遠(yuǎn).麻類所“苧麻飼料化與多用途研究和應(yīng)用”獲湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2014,36(2):110.
[9]熊和平 (主編).國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報(bào)告2010-2011[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2012.
[10]熊和平 (主編).國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報(bào)告2012-2013[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2014.
[11]劉田中.苧麻在保持水土中的作用 [J].中國(guó)水土保持科學(xué),2008,6(增刊):73-74.
[12]晏春耕,曹瑞芳,李宗道,等.不同倍性苧麻形態(tài)與產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,36(6):628-632.
[13]李秀萍.不同基因型苧麻纖維品質(zhì)性狀及其相關(guān)性研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.
[14]Liu Lijun,Chen Hequan,Dai Xiaobing,et al.Effect of Planting Density and Fertilizer Application on Fiber Yield of Ramie(Boehmeria nivea)[J].Journal of Integrative Agriculture,2012,11(7):1199-1206.
[15]朱四元,劉頭明,湯清明,等.連作苧麻的部分生理生態(tài)特征及細(xì)胞學(xué)觀察[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2012,38(4):360-365.
[16]Zhu Siyuan,Tang Shouwei,Tang Qingming,et al.Genome-wide transcriptional changes of ramie(Boehmeria nivea L.Gaud)in response to root-lesion nematode infection[J].Gene,2014,552(1):67-74.
[17]周建霞,朱四元,劉頭明,等.不同苧麻品種間根際環(huán)境的初步研究[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2011,33(4):206-209.
[18]王亞凝.光周期與溫度對(duì)苧麻開花的影響[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.
[19]朱濤濤,喻春明,王延周,等.“中苧1號(hào)”和“中苧2號(hào)”苧麻營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的初步評(píng)價(jià)[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2014,36(03):113-121.
[20]魯運(yùn)江.春寒晚霜對(duì)苧麻的危害及預(yù)防補(bǔ)救[J].農(nóng)家顧問(wèn),2012,(2):41-42.
[21]Liu Touming,Zhu Siyuan,F(xiàn)u Lili,et al.Morphological and physiological changes of ramie(Boehmeria nivea L.Gaud)in response to drought stress and GA3 treatment[J].Russian Journal pf Plant Physiology,2013,60(6):749 -755.
[22]黃承建,趙思毅,王龍昌,等.干旱脅迫對(duì)雜交苧麻脯氨酸積累、膜脂過(guò)氧化及抗氧化酶活性的影響[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2013,35(2):57-62.
[23]Liu Feihu,Liu Qiyuan,Liang Xueni,et al.Morphological,anatomical,and physiological assessment of ramie(Boehmeria nivea L.Gaud.)tolerance to soil drought[J].Genetic Resources and Crop Evolution,2005,52:497 -506.
[24]Luciana G,Angelini,Silvia Tavarini.Ramie[Boehmeria nivea(L.)Gaud.]as a potential new fibre crop for the Mediterranean region Growth,crop yield and fibre quality in a long-term field experiment in Central Italy[J].Industrial Crops and Products,2013,51:138-144.
[25]揭雨成.苧麻抗旱性基因型差異的農(nóng)藝性狀及形態(tài)解剖特征[J].中國(guó)麻作,2000,22(4):14-22.
[26]Liu Touming,Zhu Siyuan,Tang Qingming,et al.Identification of drought stess-responsive transcription factors in ramie(Boehmeria nivea L.Gaud)[J].BMC Plant Biology,2013,13:130.
[27]Liu Feihu,Liang Xueni,Zhang Naigen,et al.Effect of growth regulators on yield and fiber quality in ramie(Boemheria nivea L.Gaud.),China grass[J].Field Crops Research,2001,69:41-46.
[28]楊瑞芳,佘瑋,崔國(guó)賢.漬水對(duì)苧麻經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012,13:15,17.
[29]劉立軍,王輝,彭濤,等.種植密度和施肥對(duì)華苧4號(hào)新栽麻產(chǎn)量的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,50(4):675-678.
[30]陳平,郭陽(yáng),喻春明,等.氮鉀配施對(duì)中苧2號(hào)植株鮮重及原麻產(chǎn)量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,(03):28-30.
[31]曾潤(rùn)山,王躍輝,陳麗妮,等.首玉牌作物系列專用肥在苧麻上的應(yīng)用效果[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,(2):88-89.
[32]周建剛,丁少麗,袁金友,等.NaCl脅迫對(duì)苧麻葉片中SOD、POD及CAT活性的影響[J].武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào),2007,20(4):35-37.
[33]B.Yang,M.Zhou,W.S.Shu,et al.Constitutional tolerance to heavy metals of a fiber crop,ramie(Boehmeria nivea),and its potential usage[J].Environmental Pollution,2010,158:551-558.
[34]Ye Wang,Xing Zhang,Yucheng Jie,et al.In-situ elimination effect on heavy metals in contaminated soil from the mining area by ramie[J].Agricultural Science& Technology,2012,132(2):375-379.
[35]曹曉玲,黃道友,朱齊宏,等.苧麻對(duì)鎘脅迫的響應(yīng)及對(duì)其他重金屬吸收能力的研究[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2012,34(4):190-195.
[36]佘瑋,揭雨成,邢虎成,等.苧麻耐鎘品種差異及其篩選指標(biāo)分析[J].作物學(xué)報(bào),2011,37(2):348-354.
[37]代劍平,揭雨成,冷娟,等.鎘污染環(huán)境中鎘在苧麻植株各部分分布規(guī)律的研究[J].中國(guó)麻業(yè),2003,25(6):279-282.
[38]佘瑋,揭雨成,邢虎成,等.湖南石門、冷水江、瀏陽(yáng)3個(gè)礦區(qū)的苧麻重金屬含量及累積特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2011,31(3):874-881.
[39]孟桂元,蔣端生,柏連陽(yáng),等.Cd/Sb/Pb復(fù)合污染對(duì)苧麻生長(zhǎng)及吸收富集特征的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2012,35(5):36-41.
[40]周建華.螯合劑對(duì)苧麻吸收、積累重金屬的影響及其機(jī)理研究[D].廣州:中山大學(xué),2008.
[41]孟桂元,周靜,鄔臘梅,等.改良劑對(duì)苧麻修復(fù)鎘、鉛污染土壤的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(2):273-277.
[42]Liu Lijun,Lao Chengying,Zhang Na,et al.The effect of new continuous harvest technology of ramie(Boehmeria nivea L.Gaud.)on fiber yield and quality[J].Industrial Crops and Products,2013,44:677 -683.
[43]熊和平.抓住天然纖維復(fù)蘇契機(jī)推動(dòng)我國(guó)麻類產(chǎn)業(yè)發(fā)展——在國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系苧麻水土保持與麻菜套種現(xiàn)場(chǎng)觀摩交流會(huì)上的講話 [J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué),2010,32(1):1-4.
[44]熊和平.用"大纖維"的觀點(diǎn)豐富我國(guó)紡織原料品種[J].科技文萃,1999,12(2).