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“十二五”我國設施蔬菜生產(chǎn)和科技進展及其展望

2016-02-08 02:47:14喻景權
中國蔬菜 2016年9期
關鍵詞:十二五番茄設施

喻景權 周 杰

(浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術學院,浙江杭州 310058)

“十二五”我國設施蔬菜生產(chǎn)和科技進展及其展望

喻景權周 杰

(浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術學院,浙江杭州 310058)

∶“十二五”期間,我國設施蔬菜生產(chǎn)取得了迅猛發(fā)展,生產(chǎn)面積穩(wěn)步提高,技術裝備水平顯著提升,產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和競爭力不斷增強,形成了適合不同區(qū)域發(fā)展的設施類型、生產(chǎn)模式和高效生產(chǎn)技術體系。本文分析了近5年我國設施蔬菜科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點,并從設施裝備研發(fā)、設施蔬菜生長發(fā)育的生物學研究、抗逆機制與設施環(huán)境調(diào)控技術研究、病蟲害抗性機制與防治、優(yōu)質(zhì)與安全生產(chǎn)技術研究以及連作障礙克服與嫁接育苗技術研究等方面總結(jié)了“十二五”以來取得的主要科技成就,分析了我國目前設施蔬菜生產(chǎn)中存在的主要問題,探討了今后我國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)和科研的發(fā)展方向。

∶設施裝備;基因功能;抗逆;環(huán)境調(diào)控;連作障礙;綜述

1 “十二五”期間我國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

“十二五”期間,我國設施蔬菜呈現(xiàn)出生產(chǎn)面積穩(wěn)步增加、栽培范圍不斷擴大、生產(chǎn)效益明顯提升、管理水平逐步提高的良好勢頭,我國設施面積穩(wěn)居世界第一。無論是設施占地面積還是播種面積都有了一定的增加,其中播種面積增加了13.7%,至2015年達到400萬hm2以上,產(chǎn)值約9 800億元,約占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的17.9%,為鄉(xiāng)村居民提供了近7 000萬個就業(yè)崗位,人均增收約993.45元,占農(nóng)村居民可支配收入的9.5%(楊其長,2016;中華人民共和國農(nóng)業(yè)部和中國農(nóng)業(yè)年鑒編輯委員會,2016)。

根據(jù)《全國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》(國家發(fā)展改革委員會和農(nóng)業(yè)部,2012),全國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)正在向重點區(qū)域聚集,新增的設施主要以塑料大棚和節(jié)能日光溫室為主,區(qū)域化分布日趨合理,產(chǎn)業(yè)結(jié)構不斷優(yōu)化。其中,環(huán)渤海灣及黃淮地區(qū)是我國設施蔬菜主要產(chǎn)地,占總面積的60%;長江中下游地區(qū)占總面積的20%;近年來,西北地區(qū)設施蔬菜發(fā)展迅猛,目前已占總面積的10%。北方地區(qū)設施蔬菜栽培以高效節(jié)能的日光溫室為主;南方地區(qū)則多采用塑料大棚多重覆蓋以及夏季簡易設施栽培;一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)或企業(yè)也發(fā)展了一些現(xiàn)代化溫室?!笆濉逼陂g還研發(fā)了多種類型、性能各異、用途廣泛的配套設施及栽培技術體系,如新型加溫與保濕設施、降溫設施、遮陽設施以及灌溉設施、無土栽培、節(jié)水灌溉、CO2增施裝備等。這些新設施、新裝備和新技術的應用與推廣有力地提高了設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的機械化水平,推動了產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。此外,近年來我國在設施蔬菜立體栽培、蔬菜樹栽培、植物工廠等方面進行了積極探索,并取得一些重要進展,滿足了人們對設施蔬菜產(chǎn)品新奇特和觀光休閑的要求。

2 “十二五”期間我國設施蔬菜主要科技進展

2.1設施類型與裝備的研發(fā)進展

“十二五”期間,我國設施類型與裝備水平不斷提升,裝備制造產(chǎn)業(yè)不斷壯大,智能管理水平不斷進步。首先,設施類型不斷優(yōu)化,因地制宜設計出適應不同地理氣候條件、滿足市場需求的現(xiàn)代化溫室。已形成以東北型、華北型、華南型等為代表的適應不同氣候條件的溫室類型。同時,在一些溫室設計的基礎研究方面也開展了大量的研究,如張起勛等(2012)利用計算流體動力學(computational fluid dynamics,CFD)模型研究日光溫室內(nèi)的空氣流動,設計優(yōu)化了東北型日光溫室及其環(huán)境調(diào)控方式。管勇等(2013)對日光溫室三重結(jié)構相變蓄熱墻體傳熱特性進行研究,提出了該結(jié)構墻體傳熱性能分析方法及其評價指標。史曉君(2012)進行了基于蜻蜓翅膀的溫室結(jié)構仿生設計研究,建立新型仿生溫室空間結(jié)構體系,創(chuàng)新了溫室結(jié)構設計方法。在發(fā)明的新型溫室類型中,宛文華等(2013)(CN 201320180415.2)發(fā)明的組合式鋼筋砼預制保溫玻璃溫室,可根據(jù)用戶的需求面積進行組裝,進行工業(yè)化批量生產(chǎn),具有采光及保溫性能好、運輸、安裝、拆卸方便的特點,使用壽命長;由朋雙等(2011)(CN 201120301506.8)發(fā)明的可移動太陽房溫室,重量輕、造價低,使用壽命長,還可以拆卸組裝二次利用,為大棚更換地點節(jié)約資金,實用性很強;針對北方冬季多狂風暴雪等惡劣天氣,李光宇等(2015)(CN 201420582932.7)發(fā)明的玻璃溫室可以自動消融玻璃屋頂上的積雪,消除安全隱患,增大采光面積。這些研究為今后設計新型溫室提供了有益的基礎數(shù)據(jù)和案例。

我國設施性能在“十二五”期間也得到了顯著提升。吳松等(2014)(CN 201420373148.5)發(fā)明了一種溫室用玻璃幕墻,該玻璃幕墻能提高玻璃溫室的透光率、美觀度并降低覆蓋部分的成本。于錫宏等(2011)(CN 201110137294.9)發(fā)明了一種三弦式高采光日光節(jié)能溫室,通過增加溫室拱架頂部的仰角提高采光性能。劉立功等(2011)(CN 201120097105.5)構建了一種具有增光提溫功能的日光溫室,以最簡潔的辦法從采光角度和采光膜朝向兩方面大幅度提高了日光溫室的采光性能。在保溫方面,李清明等(2011)(CN 201110196056.5)發(fā)明了一種二次下挖式高效節(jié)能日光溫室,白天的蓄熱性能和夜間保溫性能均有較大提高。

隨著我國設施環(huán)境調(diào)控技術的不斷完善,設施溫、光、水、肥等環(huán)境調(diào)控正逐步向自動化、智能化方向發(fā)展。張紅等(2013)(CN 201320266190.2)發(fā)明的智能蔬菜溫室卷簾機,不僅有利于溫室蔬菜的生長,還有利于降低溫室蔬菜的管理難度及勞動強度。設施裝備的優(yōu)化還表現(xiàn)在作業(yè)效率的提高、工作危險性的降低等。如邱權等(2012)(CN 201210244053.9)發(fā)明的用于連棟溫室的機器人解決了現(xiàn)有連棟溫室內(nèi)軌道式移動作業(yè)平臺難以在多個溫室間共用、設備使用率低的問題。何培祥等(2013)(CN 201310386635.5)發(fā)明的玻璃溫室大棚棚頂清洗裝置則解決了人工清洗玻璃溫室大棚棚頂困難、不安全等問題。此外,圍繞肥水高效利用和省工,各地研制了多種形式的肥水一體化設備,并得到推廣應用。

“十二五”期間設施環(huán)境調(diào)控的一個重要進展是智能化程度的提高,在該領域開展了較多的探索。如石建飛等(2013)提出并開發(fā)了基于超低功耗單片機MSP430F169為核心的大棚多點溫濕度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以長時間連續(xù)地測量、顯示、存儲和無線傳輸大棚的環(huán)境溫濕度信息,可進行多點溫濕度同時監(jiān)測。趙麗麗和劉成忠(2014)設計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),試驗證明該系統(tǒng)不僅完成了分布式多節(jié)點環(huán)境參數(shù)監(jiān)控,還能通過對數(shù)據(jù)的深度挖掘?qū)崿F(xiàn)多種智能化服務。劉淵等(2014)設計了基于物聯(lián)網(wǎng)的連棟蔬菜溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的精確感知、高效傳輸以及智能監(jiān)控的特點,由無線感知網(wǎng)絡、傳輸節(jié)點、GPRS無線傳輸網(wǎng)絡和上位機管理等多個部分組成,能夠?qū)崟r感知作物生長環(huán)境信息,并將參數(shù)傳輸?shù)缴衔粰C管理系統(tǒng),經(jīng)專家系統(tǒng)判別后進行相應反饋調(diào)控。李瑋瑤等(2015)研發(fā)了一種基于ZigBee技術的蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),通過對傳感器節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點和終端控制器的硬件和軟件設計,結(jié)合ZigBee傳感技術實現(xiàn)了對棚內(nèi)空氣土壤溫濕度、CO2濃度和光照強度等參數(shù)的無線監(jiān)測和控制。針對蔬菜大棚溫濕度監(jiān)控的應用需求,陸大同(2015)設計了一種基于ARM11處理器的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。首先對溫濕度傳感器和ARM處理器選型及功能進行詳細分析,然后對蔬菜大棚中的溫濕度算法進行了詳細設計,解決了溫濕度采樣過程中多傳感器數(shù)據(jù)采樣融合和抗干擾的問題,以及對蔬菜大棚中溫濕度自動控制的問題。

2.2設施蔬菜生長發(fā)育的生物學研究進展

“十二五”期間,我國設施蔬菜生長發(fā)育與基因功能研究取得了突破性成果,這可以從全國學者在國內(nèi)外具有重要影響力的學術期刊上發(fā)表的論文數(shù)持續(xù)增加得到印證。繼2009年黃瓜全基因組測序結(jié)果完成后,我國科學家對115個黃瓜品系進行了深度重測序,繪制了包括300多萬個位點的全基因組遺傳變異圖譜,鑒定到112個區(qū)域受到馴化的選擇,其中控制葉片和果實大小的有7個區(qū)域,控制果實苦味的關鍵基因定位于5號染色體上,并且發(fā)現(xiàn)了由于編碼β-胡蘿卜素羥化酶的基因突變導致西雙版納黃瓜果肉呈橙色,其研究成果發(fā)表在《Nature Genetics》(Qi et al.,2013);利用基因組學和生物化學的方法,Shang等(2014)鑒定了9個黃瓜葫蘆素C的合成基因并明確了其中4個起催化作用,為黃瓜遺傳育種提供了重要的理論依據(jù),其研究成果發(fā)表在《Science》。通過對世界各地的360份番茄種質(zhì)進行重測序分析,我國科學家構建了完整的番茄遺傳變異組圖譜,為揭示番茄的進化歷史、基因挖掘和分子育種奠定了基礎,其研究成果發(fā)表在《Nature Genetics》(Lin et al.,2014)。此外,轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明在黃瓜果實毛狀體發(fā)育中分生組織調(diào)控和極性基因起著重要的作用(Chen et al.,2014)。運用高通量測序技術,Jia等(2015)分析了MicroRNA(miRNA)在芹菜葉片發(fā)育中的功能和分子調(diào)控機制;Nie等(2015)發(fā)現(xiàn)了50多個在蘿卜生長和開花階段存在差異表達的miRNA,并通過RT-PCR分析證實了其在組織和發(fā)育階段的表達特異性。通過RNA測序技術還發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA)在調(diào)控番茄果實成熟中具有重要作用(Zhu et al.,2015b)。

在設施蔬菜生物學研究中,番茄RNA誘導的RNA沉默復合體(RNA-induced RNA silencing complex,RISC)核心元件AGO1(ARGONAUTE1)的兩個亞基AGO1A/B能通過與miRNA168互作改變番茄植株的生長速率和葉片偏上性,進而調(diào)控果實發(fā)育(Xian et al.,2014)。番茄miRNA157通過抑制靶基因LeSPL-CNR的表達影響番茄果實的成熟或軟化(Chen et al.,2015)。番茄延長復合蛋白2相似基因(SlELP2L)在調(diào)控葉片生長和衰老、果實著色和成熟中起重要作用,在SlELP2L沉默植株中DNA甲基轉(zhuǎn)移酶基因表達上調(diào),增加了幼苗對ABA的敏感性(Zhu et al.,2015a)。此外,轉(zhuǎn)錄因子RIN(Ripening inhibitor)通過調(diào)節(jié)miRNA的表達起到抑制番茄果實成熟的作用(Gao et al.,2015),而外源褪黑素處理可以促進細胞壁修飾蛋白和乙烯合成基因的表達,進而促進果實成熟并且提高果實品質(zhì)(Sun et al.,2014)。通過轉(zhuǎn)基因技術,過表達番茄SlMADS1和SlFYFL基因可延遲葉片衰老、萼片脫落和果實成熟,并且延長果實的儲存時間(Dong et al.,2013;Xie et al.,2014)。在番茄中異源過表達擬南芥BZR1-1D轉(zhuǎn)錄因子不僅提高了番茄中類胡蘿卜素含量,而且改善了果實品質(zhì)(Liu et al.,2014,2015a)。在黃瓜形態(tài)發(fā)育研究上,Wang等(2015c)發(fā)現(xiàn)黃瓜蠟質(zhì)合成基因CsWAX2能在葉片表皮上大量表達而且被溫度脅迫、干旱和ABA所誘導,其蛋白主要定位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,參與長鏈烷烴和蠟質(zhì)合成;Li等(2015)篩選得到1個黃瓜無毛自然突變體csgl1(glabrous1),并定位克隆了CsGL1基因,發(fā)現(xiàn)CsGL1基因顯著影響與毛狀體表型相關的細胞進程相關基因;Yang等(2014)發(fā)現(xiàn)Tu蛋白通過調(diào)控激素平衡調(diào)控黃瓜果實瘤狀表型。此外,黃瓜驅(qū)動蛋白基因CsKFs調(diào)控了果實細胞分裂、膨大與果實發(fā)育后期細胞膜體微管的形成(Yang et al.,2013)。在黃瓜生殖發(fā)育研究中,Cheng等(2015)發(fā)現(xiàn)黃瓜細胞膜的己糖轉(zhuǎn)運體CsHT1蛋白與葡萄糖高度親和,具有促進花粉萌發(fā)和花粉管伸長的作用;黃瓜赤霉素(GA)響應因子CsGAMYB1基因主要在雄蕊中表達,能夠調(diào)控花的性別分化且不依賴于乙烯途徑(Zhang et al.,2014b)。此外,播種期和移栽時接種叢枝菌根真菌根內(nèi)球囊菌(Glomus intraradices,GI)均可以促進黃瓜生長,提高葉綠素含量和產(chǎn)量,改善果實品質(zhì)(李聰 等,2014);葉面噴施蛋氨酸硒溶液不僅可以顯著提高葉片色素含量和光合速率,還可以增加厚皮甜瓜的硒含量,從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)(張楊楊等,2015)。植物激素及其信號參與調(diào)控蔬菜作物生長、發(fā)育和分化的各個階段。研究表明油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids,BRs)作為一類植物生長發(fā)育和逆境調(diào)控的重要激素,能夠激活質(zhì)外體H2O2,調(diào)控番茄氣孔開閉過程(Xia et al.,2014);BR誘導的葉綠體硫氧還蛋白TRX-f和TRX-m1/4促進了光合作用CO2同化和維持細胞氧化還原穩(wěn)態(tài)(Cheng et al.,2014)。2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),是一種生長素類似物,能夠促進生長素/吲哚乙酸(AUX/IAA)SlIAA15和SlIAA29基因的表達,過表達SlIAA15植株表現(xiàn)出明顯的除草劑損傷表型,氣孔密度明顯降低,并通過ABA信號來參與調(diào)控2,4-D的代謝過程(Xu et al.,2015)。

2.3設施蔬菜抗逆機制與設施環(huán)境調(diào)控技術進展

設施環(huán)境調(diào)控在蔬菜生產(chǎn)中起著重要作用,適宜的環(huán)境和正確的調(diào)控技術是設施蔬菜生產(chǎn)順利進行的有利保證。由于我國的設施相對較為簡陋,環(huán)境可控性差,設施蔬菜生長過程中不同程度存在一個亞適宜環(huán)境問題。因此,設施蔬菜的抗逆機制及其抗逆栽培技術是“十二五”期間的一個研究熱點。

光是植物生長發(fā)育的基本環(huán)境要素之一,直接影響植物的生長發(fā)育、形態(tài)建成、物質(zhì)代謝及基因表達。我國南北方設施蔬菜越冬栽培均存在低溫弱光的不利生長環(huán)境,棚內(nèi)光照往往不能滿足作物生長需求。隨著新型發(fā)光二極管(LED)光源的普及,其節(jié)能環(huán)保、光電轉(zhuǎn)換率高、壽命長、光量與光質(zhì)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點,使得設施補光增效成為可能。蘇娜娜等(2012)研究表明LED補光處理顯著促進黃瓜幼苗生長;紅光有利于培育壯苗,較適合作為黃瓜育苗的補光光質(zhì)。王志敏等(2011)研究表明不同比例和光強的紅藍光LED分別具有提高葉用萵苣的品質(zhì)和生長的作用。寧宇等(2015)發(fā)現(xiàn)增加紅光比例可促進芹菜的碳同化、轉(zhuǎn)化及氮吸收;增加藍光比例可使芹菜氮代謝增強,但碳的積累代謝下降,單株產(chǎn)量降低。齊學會等(2014)研究發(fā)現(xiàn)紫外光(UV-B)處理有利于大豆芽苗菜下胚軸中總酚類物質(zhì)積累和DPPH自由基清除能力的提高。

溫度是設施環(huán)境調(diào)控中一個非常重要的環(huán)境因子。在低溫抗性研究中,番茄葉綠體DnaJ蛋白在低溫下保護光合系統(tǒng)Ⅱ正常運轉(zhuǎn)中發(fā)揮重要作用(Kong et al.,2014);外源6-BA處理能促進低溫脅迫下茄子幼苗光合作用,提高光合電子傳遞效率,保護光合系統(tǒng)(吳雪霞 等,2013)。馴化作為一種主要的栽培保護措施,能夠誘導番茄質(zhì)膜上NADPH氧化酶產(chǎn)生H2O2信號以及隨后激活MAPK (Mitogen-activated protein kinase)信號級聯(lián)來增強植株對低溫等不同逆境的交叉抗性(Zhou et al.,2014b)。在高溫抗性研究中,嫁接絲瓜砧木能夠通過質(zhì)外體H2O2介導根部ABA積累,并通過木質(zhì)液運輸?shù)降厣喜空T導熱激蛋白70(HSP70)積累來提高黃瓜耐熱性。Zhou等(2014a)發(fā)現(xiàn)BR能夠通過誘導番茄NADPH氧化酶產(chǎn)生質(zhì)外體H2O2來激活ABA合成,并促使H2O2信號的持續(xù)放大,進而提高番茄植株對高溫和氧化脅迫的抗性。此外,細胞自噬作為植物體內(nèi)主要的蛋白降解機制,在番茄等設施作物高溫抗性調(diào)控中起重要作用(Zhou et al.,2013)。

由于設施環(huán)境相對封閉導致CO2缺乏,進而引起設施蔬菜光合效率降低、產(chǎn)量下降等一系列問題,因此CO2施肥成為設施蔬菜栽培研究的一個重要方向。高CO2環(huán)境能加快番茄葉片糖酵解代謝、三羧酸循環(huán)提高植物的暗呼吸能力(Li et al.,2013);并能誘導番茄OST1(OPEN STOMATA 1)基因表達、NADPH氧化酶產(chǎn)生H2O2和硝酸還原酶(NR)產(chǎn)生NO信號,從而促進葉片氣孔的運動(Shi et al.,2015)。CO2加富還能提高一氧化氮合成酶(NOS)活性、促進NO產(chǎn)生,影響番茄側(cè)根發(fā)育(Wang et al.,2012)。此外,CO2施肥能提高設施蔬菜逆境抗性,孫衛(wèi)紅等(2013)發(fā)現(xiàn)CO2施肥能提高過量表達類囊體膜抗壞血酸過氧化物酶基因(StAPX)轉(zhuǎn)基因番茄的抗旱性;Yi等(2015)發(fā)現(xiàn)CO2加富誘導番茄質(zhì)外體H2O2產(chǎn)生,調(diào)控氣孔開閉和維管組織Na+的運輸,誘導鹽脅迫相關基因表達,從而提高番茄的耐鹽性。

我國西北地區(qū)和東部沿海地區(qū)設施蔬菜發(fā)展還面臨干旱和鹽堿等滲透脅迫的危害。Wang等(2015d)研究發(fā)現(xiàn)番茄HsfA1a可以激活ATG基因和誘導自噬提高番茄干旱抗性。一些生長調(diào)節(jié)物質(zhì)在調(diào)控設施蔬菜滲透脅迫抗性中也起著重要作用。如褪黑素處理能夠通過激活黃瓜種子抗氧化物酶系統(tǒng),促進GA合成,抑制ABA合成,從而緩解鹽脅迫對黃瓜種子萌發(fā)的抑制(Zhang et al.,2014a)。番茄γ-氨基丁酸(GABA)能夠通過影響代謝平衡(如琥珀酸和羥基丁酸)和調(diào)控活性氧的代謝來參與番茄的鹽脅迫調(diào)控(Bao et al.,2015)。外源腐胺能夠通過增加類囊體膜上多胺的含量來調(diào)控蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平,從而穩(wěn)定黃瓜在鹽脅迫下的光合作用,提高植物抗性(Shu et al.,2015)。外源SA促進干旱下黃瓜幼苗的氮還原和同化能力,進而提高植株抗旱能力(郝敬虹等,2012)。

2.4設施蔬菜病蟲害抗性機制與防治研究進展

設施生產(chǎn)因環(huán)境高溫高濕、通風性較差、種植密度大等特點,更容易遭受病蟲害的侵害。以煙粉虱為傳播媒介的番茄黃化曲葉病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)病近年來在我國由南向北迅速擴張,危害加劇,造成番茄大面積減產(chǎn)甚至絕收?!笆濉逼陂g,我國科學家通過雜交育種培育出多個抗TYLCV的番茄品種(趙統(tǒng)敏 等,2011;鄭積榮 等,2012)。Shi等(2014)研究發(fā)現(xiàn)煙粉虱Q可降低JA含量,降低蛋白酶抑制因子活性,下調(diào)JA相關基因表達從而降低番茄對TYLCV的抗性。lncRNAs是一類被識別的新型調(diào)控因子,Wang等(2015b)預測了番茄1 565個lncRNAs,確定了參與番茄黃化曲葉病毒侵染的lncRNAs,并發(fā)現(xiàn)lncRNAs在番茄對TYLCV的抗性中具有非常重要的作用。此外,煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)病是茄科作物的重要病害,Liao等(2015)研究發(fā)現(xiàn)α-酮戊二酸脫氫酶的亞基E2通過與水楊酸結(jié)合,影響線粒體氧化磷酸化和電子傳遞鏈,進而在番茄對煙草花葉病毒的基礎抗性中發(fā)揮重要作用。

番茄細菌性葉斑病是一種世界型病害,由丁香假單胞桿菌番茄致病變種Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000(Pst DC3000)引起,近年來發(fā)生日趨嚴重。Sun等(2015)研究發(fā)現(xiàn)過表達WRKY39基因可以通過激活病程相關基因SlPR1和SlPR1a1的表達來增加番茄對Pst DC3000的抗性。Wang等(2015a)研究發(fā)現(xiàn)番茄鈣和鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶(SlCCaMK)通過促進H2O2積累來增加番茄對Pst DC3000的抗性。Zhang等(2015c)研究發(fā)現(xiàn)高CO2影響番茄植株JA和SA之間的相互作用,使得番茄對丁香假單胞桿菌番茄致病變種和煙草花葉病毒的抗性增加,對灰霉菌(Botrytis cinerea)的抗性降低?;颐共∈俏:Χ喾N蔬菜作物的重要真菌性病害。Jin和Wu(2015)通過表達譜分析發(fā)現(xiàn)miR319、miR394和miRn1參與了番茄葉片對灰霉菌侵染的響應。通過RNA-seq技術,Kong等( 2015)鑒定了黃瓜在灰霉菌侵染前后的差異表達基因,加深了對病菌寄主間的相互作用機制的認識。番茄中兩個WRKY33基因SlWRKY33A和SlWRKY33B能被灰霉菌強烈誘導;將這兩個基因沉默后,植株對灰霉菌和熱脅迫更敏感,而由AtWRKY33啟動子驅(qū)動的SlWRKY33A和SlWRKY33B基因能完全恢復擬南芥atwrky33對灰霉菌和熱脅迫的敏感性(Zhou et al.,2015a)。青枯病由茄科勞爾氏菌(Ralstonia solanacearum)引起,是當前設施辣椒主要的土傳病害,劉業(yè)霞等(2011)研究發(fā)現(xiàn)嫁接可顯著提高辣椒青枯病的抗性,其抗病機理與滲透調(diào)節(jié)能力增強有關。此外,通過高通量測序分析,Luan等(2015)揭示了番茄在接種晚疫病菌后的miRNA的差異化表達及miRNA介導的番茄抗晚疫病調(diào)控網(wǎng)絡。

根結(jié)線蟲是一種嚴重危害設施生產(chǎn)的土傳病害,在果菜類蔬菜上尤為嚴重。目前市場上抗根結(jié)線蟲的番茄品種均含有Mi-1基因,但是該抗性基因在土壤溫度高于28 ℃即會失活。王銀磊等(2011)對含有熱穩(wěn)定抗根結(jié)線蟲基因的栽培番茄材料進行選育并對抗病基因進行精細定位。許小艷等(2011)采用群體分離分析法也對辣椒抗根結(jié)線蟲基因Me3進行了精細定位。Zhao等(2015)對番茄野生型和JA突變體(spr2)接種根結(jié)線蟲后miRNA進行分析,發(fā)現(xiàn)263條已知的和441條新的miRNAs,明確了miR319負調(diào)控TCP4從而影響JA的合成和內(nèi)源JA的含量介導根結(jié)線蟲的防御。Zhou等(2015)發(fā)現(xiàn)NO信號在JA介導的番茄根結(jié)線蟲基礎抗性中起著重要的作用。棉蚜(Aphis gossypii Glover)是黃瓜生產(chǎn)中最嚴重的害蟲之一,常造成嚴重的產(chǎn)量損失。Liang等(2015a,2015b)通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn),蚜蟲處理誘導了黃瓜類黃酮生物合成、氨基酸代謝和糖代謝途徑相關基因的表達,并推測了可能的抗性基因。

2.5設施蔬菜優(yōu)質(zhì)與安全生產(chǎn)技術研究進展

“十二五”期間,在國家“園藝標準園”建設項目的指導下,蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)以及安全性方面取得了可喜的成果。其中,植物激素在調(diào)控設施蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)中起著重要作用。研究表明BR合成基因GhDWF4過表達,則番茄果實中可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量增加(Ye et al.,2015a)。ABA合成關鍵基因NCED1 RNAi番茄果實中番茄紅素和β-類胡蘿卜素積累增加,果實色澤和營養(yǎng)品質(zhì)有所改善(Sun et al.,2012b);內(nèi)源ABA合成的降低能夠通過調(diào)節(jié)細胞壁代謝相關基因的表達,增加果實成熟過程中果膠、纖維素、半纖維素含量,延長果實貯藏期(Sun et al.,2012a)。設施環(huán)境調(diào)控是提高蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的重要措施。研究表明,適當比例的LED紅藍光組合光源與普通熒光燈相比,能夠提高葉用萵苣的光合作用,增加VC含量,降低亞硝酸鹽的積累,顯著改善萵苣品質(zhì)(聞婧 等,2011);不同光質(zhì)對蘿卜芽苗菜生長和營養(yǎng)指標的影響各不相同,紫外光和藍光處理有助于提高蘿卜芽苗菜培養(yǎng)早期的總酚類物質(zhì)含量,改善營養(yǎng)品質(zhì)(魯燕舞等,2014)。

與發(fā)達國家相比,我國設施蔬菜生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥投入相對較多,這主要與我國冬春季節(jié)溫度較低,養(yǎng)分吸收和利用率較低,農(nóng)民習慣采取“低溫損失化肥補”的施肥模式有關。黃紹文等(2011)對我國主要菜區(qū)土壤鹽分、酸堿性和土壤肥力的調(diào)查結(jié)果顯示,我國設施土壤普遍存在鹽漬化加重、有機質(zhì)含量低、硝態(tài)氮和速效磷積累等問題。其中硝態(tài)氮肥的大量施用使得設施蔬菜,尤其是葉菜類蔬菜容易富集硝酸鹽和亞硝酸鹽,嚴重影響蔬菜的安全和品質(zhì)。霍捷等(2012)研究表明白菜葉面噴施亞硫酸氫鈉能夠促進葉片硝酸還原酶(NR)活性和光合碳同化效率,降低葉片亞硝酸鹽含量。弱光是設施蔬菜氮素代謝的限制因素之一,外源添加SA能夠緩解弱光對韭菜葉片硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶(GOT)和谷氨酸丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶(GPT)的抑制,提高氮同化能力,有效降低韭菜葉片亞硝酸鹽的積累(李林妍 等,2012)。由于磷元素在土壤中遷移速率低,容易被土壤吸附,造成蔬菜磷饑餓和土壤污染。Liang等(2012b)發(fā)現(xiàn)大部分PvPAP基因都會受到磷饑餓的誘導,PvPAP1和PvPAP3過表達提高了菜豆根系的磷利用率(Liang et al.,2012a)。Yao等(2014)發(fā)現(xiàn)SPX1基因能夠通過調(diào)控根系生長和磷的代謝平衡,在磷信號網(wǎng)絡中起關鍵作用。此外,缺鐵誘導番茄根系NO產(chǎn)生,進而通過促進細胞壁果膠酶的活性和減少果膠的甲基化增加根系非原生質(zhì)體中鐵的固定(Ye et al.,2015b)。鈣能夠保護低氧下黃瓜線粒體結(jié)構,恢復呼吸代謝相關酶活性,促進鉀離子吸收與平衡(He et al.,2015)。最近,國家啟動了“藥肥雙減”科技計劃,今后有必要在探明蔬菜養(yǎng)分吸收同環(huán)境關系的基礎上,提出不同蔬菜不同栽培模式的施肥方式,起到減肥不減產(chǎn)的效果,其中一個重要的方向為基于蔬菜生長發(fā)育與環(huán)境互作的“精準施肥”,推廣肥水一體化等技術。

蔬菜幼嫩多汁,對病蟲有害生物抗性較弱,而設施栽培中的弱光、高濕和時常出現(xiàn)的低CO2濃度又加劇了一些病蟲害的發(fā)生,因此設施蔬菜生產(chǎn)中每隔5~7 d噴施1次多種農(nóng)藥是目前各地的普遍現(xiàn)象。由于農(nóng)藥的大量、過量和不當使用,蔬菜產(chǎn)品及設施土壤中農(nóng)藥殘留超標問題依舊突出,農(nóng)藥殘留已成為影響設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的重要因素。近年來,我國科學家對農(nóng)藥在蔬菜體內(nèi)的代謝調(diào)控有了更深入的研究。Zhou等(2015b)研究發(fā)現(xiàn)油菜素內(nèi)酯能夠通過激活NADPH氧化酶產(chǎn)生質(zhì)外體H2O2引起細胞氧化還原狀態(tài)的改變,有效地降低番茄、水稻、茶葉、花椰菜、黃瓜和草莓等多種植物上有機磷、有機氯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留;Yu等(2013)證實谷胱甘肽的合成與再生在番茄百菌清代謝過程中的重要作用;Wang等(2011)研究表明綠色洋蔥根部叢枝菌根處理有利于加快土壤中有機磷農(nóng)藥的降解,縮短其半衰期,從而減少農(nóng)藥在洋蔥中的積累。農(nóng)藥和肥料的過量使用以及工業(yè)污染還使得設施蔬菜重金屬污染問題日益突出,如何有效防治蔬菜的重金屬污染是“十二五”期間的工作重點之一。由于植物本身存在應對重金屬脅迫的響應機制,我國研究人員利用Solexa測序技術鑒定到了蘿卜響應重金屬鎘和鉻的miRNA及其目標靶基因和調(diào)控網(wǎng)絡(Xu et al.,2013;Liu et al.,2015b),通過Tag-Seq技術發(fā)現(xiàn)多種基因在鋅、鐵和鎘脅迫響應中存在功能冗余(Li et al.,2014);此外,BR處理能誘導抗氧化系統(tǒng)、次生代謝和解毒系統(tǒng)緩解番茄鎘脅迫危害,降低鎘在番茄葉片和根部的積累(Ahammed et al.,2013);褪黑素處理能增強番茄的抗氧化能力,促進植物螯合肽的合成以及鎘在液泡中的隔離,提高了番茄鎘脅迫抗性(Hasan et al.,2015)。這些工作為田間減少蔬菜產(chǎn)品農(nóng)藥殘留提供了解決途徑。

2.6連作障礙克服與嫁接育苗技術研究進展

隨著設施蔬菜專業(yè)化和規(guī)?;a(chǎn)的發(fā)展,連作導致土壤理化性質(zhì)劣變、病原菌種群數(shù)量激增及作物分泌的化感物質(zhì)聚集,連作障礙問題日益嚴重。如何經(jīng)濟有效地減輕設施蔬菜連作障礙是一個亟待解決的現(xiàn)實問題。Huang等(2013)提出,設施蔬菜連作土壤中積累的有機酚酸等自毒物質(zhì)以及線蟲、枯萎病和青枯病等土傳病害是蔬菜連作障礙的主要內(nèi)因,而設施的封閉環(huán)境和大肥大藥盲目防控造成的鹽漬化是外因。土壤鹽漬化是設施蔬菜連作產(chǎn)生的一個突出問題,番茄亞硝基谷胱甘肽還原酶(GSNOR)能夠通過調(diào)節(jié)活性氮(RNS)和ROS氧化還原信號調(diào)控高Na+下的K+-Na+平衡(Gong et al.,2015)。酚酸類物質(zhì)是單一連作體系中重要的化感物質(zhì),可通過直接的自毒作用或間接的抑制或促進作用,影響土壤微生物的生長、改變土壤微生物群落結(jié)構從而影響作物的生產(chǎn)(Medina et al.,2011;Wu et al.,2011;李賀勤 等,2014)。利用具有化感作用的十字花科、蔥蒜類及禾本科植物同設施蔬菜進行輪作或間套等方式優(yōu)化種植制度,能有效減輕連作障礙對連作蔬菜的影響(劉素慧等,2011a,2011b;李威 等,2012)。如套作分蘗洋蔥可以上調(diào)番茄植物葉片中抗性相關的功能性蛋白,從而促進番茄生長,增強抗逆性(Liu & Wu,2013;吳瑕 等,2015);套作禾本科植物及其秸稈、殘茬還田,可以提高土壤有機質(zhì)含量及脲酶活性,提高作物對無機氮的吸收利用,減少枯萎病致病菌數(shù)量,促進連作黃瓜和西瓜的生長(孫藝文和吳鳳芝,2013;張潔瑩 等,2013;吳鳳芝 等,2015);菇菜套作能使真菌群落結(jié)構發(fā)生變化,尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)和稻黑孢菌(Nigrospora oryzae)等有害微生物群落顯著減少(陳敏 等,2015)。通過調(diào)節(jié)土壤中的微生物等生物防治手段,能有效增加土壤中有益微生物數(shù)量,以競爭營養(yǎng)和空間等途徑抑制其他有害菌的繁殖。如施加芽孢桿菌、假單胞菌和角擔子菌B6等生防菌能夠改善土壤微環(huán)境,減輕土傳病害引起的設施蔬菜連作障礙(陳志誼 等,2012;肖逸 等,2012);添加叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能夠改善連作土壤環(huán)境,提高植物吸收營養(yǎng)元素和水分的能力,誘導植物增強對連作土傳病害的抗病性,緩減設施西瓜、大豆等作物的連作障礙(韓亞楠 等,2013;馬通 等,2014;崔佳琦 等,2015)。采用物理、化學等方法實施強還原土壤滅菌、消毒處理,可快速、高效殺滅土壤中的真菌、細菌、線蟲、雜草等(蔡祖聰 等,2015)。如溫濕石灰氮耦合土壤快速消毒技術及1,3-二氯丙烯等化學消毒物質(zhì)的利用(梅沛沛 等,2015)等環(huán)境友好型消毒技術。此外,增施有機肥能夠保持較好的土壤團粒結(jié)構,維持均衡的土壤營養(yǎng)和微生物區(qū)系,以保持土壤健康(Bernard et al.,2012;尹承苗 等,2014)。如施用木本泥炭及其他配合物料或生物炭對設施連作番茄、黃瓜根域基質(zhì)酶活性和微生物及園藝作物的生長與土壤改良有良好的促進效果(陳碩 等,2015;鄒春嬌 等,2015)。

利用砧木嫁接是設施蔬菜提高抗性和防治連作障礙的重要措施。李玉洪等(2012)發(fā)現(xiàn)嫁接能提高苦瓜對枯萎病、蔓枯病、白粉病等病害的抗性,解決苦瓜生產(chǎn)中的連作障礙問題,同時絲瓜作砧木較黑籽南瓜、葫蘆等效果更顯著。劉業(yè)霞等(2011)發(fā)現(xiàn)采用抗性砧木嫁接后,辣椒青枯病發(fā)病率顯著降低,而葉片含水量、滲透勢、可溶性糖含量及脯氨酸含量顯著提高。蘇榮存(2012)發(fā)現(xiàn)甜椒和辣椒品種采用優(yōu)良砧木嫁接后不僅生長勢、產(chǎn)量有所提高,而且對疫病、枯萎病的抗性都有顯著增強。此外,嫁接能夠有效改善植株根際土壤微生態(tài)環(huán)境,減輕連作障礙的影響。如采用托魯巴姆為砧木,茄子嫁接后與未嫁接相比,連作土壤中微生物群落基本維持穩(wěn)定(張軍民,2011);嫁接還可以提高西瓜感病品種根際土壤細菌、放線菌微生物數(shù)量,抑制枯萎病菌的積聚,改善連作土壤根際微生物群落結(jié)構(吳鳳芝和安美君,2011)。我國已選育出抗枯萎、青枯、黃萎等多種病害的嫁接砧木,但生產(chǎn)上還缺少抗線蟲的砧木,目前已有的番茄抗線蟲砧木由于含有的抗性R基因在溫度高于28 ℃時容易開始抗性喪失,導致夏秋季節(jié)線蟲暴發(fā),而在瓜類蔬菜中迄今還沒有抗線蟲砧木投入商業(yè)化生產(chǎn),有待今后通過更多的資源篩選來解決目前生產(chǎn)中的線蟲高發(fā)問題。

3 我國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科研中面臨的突出問題

21世紀以來,我國設施栽培面積穩(wěn)居世界首位,占世界總面積的85%以上,其中設施蔬菜和西甜瓜更是占世界總面積的90%以上。雖然“十二五”期間我國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了重大成就,但仍需看到,在高新技術創(chuàng)新研發(fā)等方面還遠未趕上荷蘭等世界設施園藝先進國家。此外,隨著設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,還出現(xiàn)了一些新情況、新問題。

① 產(chǎn)業(yè)布局仍不夠合理,缺乏區(qū)域化體系劃分。我國設施蔬菜雖然呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢,但遍地開花的高科技示范園區(qū)也暴露出我國設施蔬菜發(fā)展的盲目性。很多地區(qū)的設施園藝發(fā)展只是一味跟風,并沒有真正做到與區(qū)域氣候、植被有效結(jié)合,使得園藝設施成為了“形象工程”。

② 基礎設施條件依舊薄弱。我國設施栽培面積很大,但90%以上的設施仍以簡易型為主,有些僅具有簡單的防雨、保溫功能。溫室、大棚等保護設施建筑標準低、建造不規(guī)范,水、電路不配套,排灌能力差,環(huán)境調(diào)控手段不足,導致抗災能力弱。蔬菜田頭預冷及流通冷鏈設施不健全,儲運設施設備簡陋,流通損耗是發(fā)達國家的4~6倍。

③ 生產(chǎn)成本高,相對效益逐年降低。由于勞動力成本的不斷上漲,加之綜合機械化效率低,使得我國設施蔬菜這種勞動強度大的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)成本隨之上升。集約化育苗能力建設嚴重滯后,優(yōu)質(zhì)商品種苗推廣普及率不足10%。而種子價格昂貴的進口蔬菜品種的增加以及化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資價格持續(xù)上漲,對設施蔬菜的生產(chǎn)成本也產(chǎn)生了較大影響。

④ 質(zhì)量安全存在隱患。目前我國以家庭承包為主的小生產(chǎn)格局經(jīng)營由于其規(guī)模小、生產(chǎn)分散、自律性差,國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全職能部門難以實施有效的監(jiān)管,導致質(zhì)量安全事故時有發(fā)生;而設施蔬菜生產(chǎn)中大量使用的畜禽糞便因鎘、砷、鋅、銅等重金屬元素嚴重超標,無意中造成菜田重金屬污染也顯著加速。此外,土壤鹽漬化、連作障礙、病蟲害日趨嚴重,這些不利因素嚴重影響了設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

⑤ 勞動者兼業(yè)化和老齡化。大量調(diào)查結(jié)果顯示,老弱勞動力是當前設施蔬菜生產(chǎn)的主力軍。貿(mào)工農(nóng)一體化的蔬菜專業(yè)公司、專業(yè)大戶等雇請的臨時工幾乎都是兼業(yè)農(nóng)民,生產(chǎn)技能相對職業(yè)菜農(nóng)較低。此外,基層蔬菜技術推廣服務人才奇缺、手段落后、經(jīng)費不足,造成技術進村入戶困難。

⑥ 科技創(chuàng)新與智能化水平低。目前我國基礎和應用基礎研究仍很薄弱;良種良法不配套,栽培技術創(chuàng)新不夠、儲備不足,輕減增效技術集成創(chuàng)新亟待加強;資源利用率與土地產(chǎn)出率不高。雖然引進并發(fā)明了各種新型的溫室設施,但還是缺乏自動化監(jiān)控系統(tǒng),特別是缺乏針對性強、與生產(chǎn)緊密結(jié)合的商品化控制管理軟件,限制了我國設施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐。

4 發(fā)展方向

國務院發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》將“智能高效設施農(nóng)業(yè)”列入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)核心技術體系。規(guī)劃要求設施農(nóng)業(yè)重點突破設施光熱動力學機制、環(huán)境與生物互作響應機理等基礎理論,以及設施輕簡裝配化、作業(yè)全程機械化、環(huán)境調(diào)控智能化、水肥管理一體化等關鍵技術瓶頸,創(chuàng)制溫室節(jié)能蓄能、光伏利用、智慧空中農(nóng)場等高新技術及裝備,實現(xiàn)設施農(nóng)業(yè)科技與產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展。今后應針對設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求及目前存在的問題,在積極吸收國外先進科學技術的同時,著眼于推動我國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,研發(fā)適合我國國情的設施蔬菜生產(chǎn)技術,形成相應的生產(chǎn)模式和技術體系。

① 因地制宜,全面推進設施蔬菜的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;?。科學規(guī)劃制定發(fā)展戰(zhàn)略,積極引導全國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)向重點區(qū)域聚集,同時強化大中城市保障性蔬菜的基地建設和布局優(yōu)化。大力發(fā)展農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)等先進生產(chǎn)組織,促進蔬菜成為新型經(jīng)營主體生存發(fā)展的主業(yè),提高我國設施蔬菜的產(chǎn)出能力。同時,應充分利用本地區(qū)的自然資源發(fā)展特色農(nóng)業(yè),在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣性。

② 加快設施蔬菜產(chǎn)業(yè)智能化、機械化、專業(yè)化。加快蔬菜專用智能、精密農(nóng)用傳感器研制與產(chǎn)業(yè)化,大力推進設施環(huán)境調(diào)控智能化、蔬菜生產(chǎn)機械化、微灌肥水一體化。積極轉(zhuǎn)變設施環(huán)境調(diào)控管理方式,將現(xiàn)有的只偏重于保溫防寒注重溫度管理轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟取⒐庹?、CO2同時調(diào)控,將重點放在提高設施蔬菜光合效率和增加光合產(chǎn)量上。推進蔬菜采后商品化處理和自動化分級包裝流水線、田頭預冷、冷鏈運輸、冷藏保鮮裝備的研發(fā)與示范推廣。

③ 加強良種與技術創(chuàng)新,發(fā)展集約化育苗產(chǎn)業(yè)。重點培育適合設施栽培的耐低溫弱光、抗病、優(yōu)質(zhì)的黃瓜、番茄、辣椒、茄子、西甜瓜等專用品種;強力推進標準化生產(chǎn),大力推廣穴盤集約化育苗技術,重點集成創(chuàng)新良種壯苗、推進集約化育苗技術創(chuàng)新,為我國蔬菜集約化育苗產(chǎn)業(yè)快速崛起提供有力的科技支撐。

④ 綜合治理質(zhì)量安全隱患。增施秸稈和秸稈源肥料培肥地力,積極采用基于蔬菜養(yǎng)分吸收利用的肥水一體化技術,嚴禁使用重金屬超標的畜禽糞便;強化生產(chǎn)過程控制;建立健全蔬菜質(zhì)量安全檢驗檢測體系;構建設施蔬菜全程質(zhì)量追溯體系。

⑤ 增加科研投入力度,擴大政府補貼范圍。學習國外的先進技術與發(fā)展經(jīng)驗,加強基礎科學研究,以大幅度提高單位土地產(chǎn)出率、資源利用率和可持續(xù)發(fā)展為目標,搞好各項與設施農(nóng)業(yè)相關的新技術新機具研發(fā),從而形成具有中國特色的設施結(jié)構類型和配套技術體系。積極運用好農(nóng)機購置補貼政策,將設施蔬菜關鍵設備、成熟技術逐步納入農(nóng)機購置補貼范圍內(nèi),給予重點支持,以促進其快速、健康發(fā)展,促進農(nóng)民增加收入。

綜上所述,我國設施蔬菜產(chǎn)業(yè)與科學研究在“十二五”期間迅猛發(fā)展,并在一些重要領域取得了顯著突破。設施蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與提高,也必將加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程。但我國的設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在設施相對比較簡陋、質(zhì)量安全存在隱患、科技創(chuàng)新與生產(chǎn)需求對接不夠緊密以及智能化水平低等問題,今后要加強相關技術研發(fā),形成適合我國國情的現(xiàn)代設施蔬菜生產(chǎn)技術體系。

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Abstract∶During the 12th Five-Year Plan(2011-2015),great progress has been made in greenhouse vegetable industry in China.With the expansion of the production area,the equipment and technology levels used in greenhouse facilities were also largely upgraded.The quality,security,and competitiveness of product were continually improved.Different types of greenhouse facilities,production modes and technical systems based on the characteristics needs of specific districts were developed.This paper analyzed the distinctiveness of the progress made in basic research,technology innovation in greenhouse vegetable industry during the past 5 years in China.We summarized the key accomplishments and development in greenhouse facility,biological researches of vegetable on growth and development,regulation of stress tolerance,plant defense strategies against pathogens and insect pests,system establishment for high quality and safety production,overcoming of soil sickness,graft and seedling culture techniques.Our study also analyzed the key problems existing in greenhouse vegetable production and discussed about the prospect for industry development and research activities.

Key words∶Greenhouse facility;Gene function;Stress tolerance;Environment control;Soil sickness;Review

Progress in Protected Vegetable Production and Research during China’s 12th Five-Year Plan

YU Jing-quan,ZHOU Jie
(College of Agriculture and Biotechnology,Zhejiang University,Hangzhou 310058,Zhejiang,China)

喻景權,男,教授,主要從事設施作物生長發(fā)育調(diào)控機制和安全生產(chǎn)技術體系研究,E-mail∶jqyu@zju.edu.cn

∶2016-08-20;接受日期∶2016-08-22

國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系項目

致謝∶感謝浙江大學鮑驍、王玉、國志信、張歡、殷燕玲、王峰等同學幫助整理相關資料

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