習嘉民 譚施北 鄭金龍 習金根③
(1 中國熱帶農業科學院農產品加工研究所 廣東湛江524001;2 中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所 海南海口571101)
劍麻(Agave sisalanaPerrine),龍舌蘭科龍舌蘭屬,多年生硬質葉纖維作物,原產于墨西哥,現主要在非洲、拉丁美洲、亞洲等地種植,是熱帶地區重要的經濟作物。劍麻纖維屬硬質纖維,具有拉力強、耐海水浸、耐摩擦、不易打滑等特點,是國防、漁業、航海業的重要原料,用途廣泛。中國劍麻生產近十年發展迅速,主要歸功于19 世紀70年代以來大面積推廣高產、較耐寒的當家良種H.11648麻。該品種由東非坦噶尼喀劍麻研究站(坦桑尼亞獨立后改稱為坦桑尼亞劍麻試驗站)育成,生產葉量達600~660 片,纖維總產量4.2 t/667m2,為普通劍麻的3 倍[1-2]。我國從事劍麻栽培研究的科研人員不多,所涉及的研究領域非常有限。相比于水稻、玉米、小麥等作物,其理論研究更少。20 世紀,我國劍麻栽培領域以應用技術研究為主,對栽培理論基礎的研究較少。劍麻是由國外引進的經濟作物,引種試種初期,對劍麻的認識,包括劍麻的生長習性、營養特性、施肥方法等多來源于國外的公開報道,隨著劍麻種植規模不斷擴大,我國科技人員也開始進行探索解決生產上遇到的問題,如種苗的繁育、麻園土壤養分狀況、礦物營養與病害關系、肥料的選用及用量、麻齡與產量的關系等。進入21世紀后,開始了劍麻土壤養分狀況和平衡施肥技術、高效和輕簡化農藝措施、病蟲害防控技術等方面的研究。
1901年引入馬蓋麻在中國臺灣、福建東南沿海等地區試種,當時主要滿足航海業、海洋打撈業及包裝業需要。之后50年劍麻都是小面積零星種植,面積僅300 hm2,基本上沒有商品性生產。1954年雷州半島組建了東方紅和金星等劍麻場,開展種質資源功能研究。劍麻大規模種植是從1963年引入雜交種H.11648 開始,1978年種植面積達到3.3 萬hm2。謝恩高等[3]開展了H.11648 麻引種試種技術改進和示范推廣,在此基礎上,開展了一系列劍麻H.11648栽培技術研究,特別是劍麻營養診斷、平衡施肥、病蟲害防治等方面作了大量的研究工作。余讓水等[4]開展了龍舌蘭雜種11648 麻主要礦質營養缺乏癥研究,利用沙、土、水培試驗和田間調查方法,敘述了H.11648麻主要礦質營養缺乏癥,制定了H.11648麻主要礦質營養缺乏癥指標。許能琨等[5]開展了H.11648 麻營養診斷指導施肥技術研究,制定了H.11648麻營養診斷施肥指標和營養診斷實施過程,通過營養診斷指導施肥,全面消除了缺素癥,提高產量10%以上[6]。
由此可見,通過多年的生產實踐,我國已摸索出實現劍麻高產穩產的栽培技術措施,2005年制定了劍麻栽培技術規程,編寫了《劍麻栽培工》培訓教材,通過實施劍麻種植標準化,我國劍麻平均單產可達3 000 kg/hm2,居世界前列[7]。按照劍麻技術規程開展劍麻施肥、除草、噴藥、合理留葉、中耕松土、采割等,在世界劍麻面積和產量逐年遞減情況下,穩步發展我國劍麻面積和產量,確保劍麻的高產穩定。近年來,依托國家麻類產業體系的建立,習金根等[8-10]開展了劍麻高產高效栽培技術研究,建立了我國劍麻主產區土壤數據庫,分析了劍麻園土壤養分狀況,并開展了劍麻平衡施肥研究。黃富宇等[11]報道,2010~2012年廣西山圩農場劍麻年均單產纖維572.6 kg/667m2,居世界大面積種植劍麻單產首位,取得較好的社會效益和經濟效益。
廣東植麻區大面積麻田從種植到收獲已初步實現機械化,機械化綜合作業水平達到85%,戶均種植面積由過去的6 666.67m2發展到現在的26 666.67m2,大大提高了生產效率。黃標等[12]開展了劍麻全程基本機械化耕作示范,經試驗示范,劍麻全程機械化可促進標準化質量的提高,如種麻、育苗機械起畦可保證起畦質量,達到排水順暢,有效減輕斑馬紋病,僅起畦便每畝降低成本60 元;機械施石灰可保障撒施均勻,中和土壤酸性,提高鈣的利用率50%以上,畝減少浪費和降低人工費達30元以上;機械施肥覆土提高工效80 倍以上,畝降低人工費25 元以上;機械噴(撒)藥可提高工效外,還可避免人員中毒,以上全程機械化耕作可每畝節省成本80 元以上。同時,開展了劍麻組培苗帶根種植技術、小行覆蓋施肥技術。研究發現劍麻組培苗袋苗帶根帶土上山種植,恢復生長快。小行施肥培土可增強土壤透氣性,促進根系生長,劍麻速生快長,尤其是紫色卷葉病恢復快,比CK增產15%以上。經多年劍麻水肥藥一體化技術試驗示范,該技術可滿足劍麻生長所需要的水肥,促進劍麻快速生長,產量增加10%以上。同時研究發現,劍麻隔年或每年中耕開溝施肥,其葉長、葉寬、增葉片數、單葉重各項指標均比免耕法略高。
有研究發現,種植劍麻可以固水保土,有利于生態恢復。劍麻間種柱花草可顯著減輕水土流失,增加土壤有機質,培肥地力,提高土地產出率,增加麻農收入[13];可顯著促進麻園生態平衡,有利于天敵-草蛉大量繁衍及防控劍麻粉蚧蟲和紫色卷葉病。習金根等[14]研究表明,適度干旱脅迫有利于劍麻的生長。
綜上所述,隨著龍舌蘭麻H.11648的引種與推廣,我國基本掌握了劍麻良種化種植、病蟲害綜合防控及營養診斷指導施肥技術,使劍麻產量提高了10%以上,使我國連續10年劍麻單產穩居世界首位。但由于劍麻起步晚,種植規模小,對科研的投入少,長期以來重應用和推廣,輕基礎研究,加上劍麻科研既艱辛又耗時,導致科技人才奇缺,科研基礎性工作無連續性,其他方面的科研力量分散,研究重復,造成資金投入效益低,資源極大浪費[15]。因此,總的來說,我國劍麻科研力量還十分薄弱,劍麻農業生產的基礎理論研究還較少。
雖我國已摸索出一套成熟的劍麻高產栽培、種苗繁育、和劍麻病蟲害防治技術。但目前我國劍麻栽培應用多為單項技術成果,沒有進行集成組裝,尚未形成高產高效的標準化技術體系,造成我國劍麻雖然單產高,但產量水平極不平衡,高產麻田畝產鮮葉可達10 t 以上,而低產麻田卻不到4 t,劍麻纖維總產量一直處于較低水平。因此,集成一套完整的劍麻高產高效標準化技術體系,將是我國劍麻栽培技術研究的下一個目標。
劍麻栽培理論研究方面,總體上營養與施肥的研究還不夠深入,植株養分吸收、運轉和分配規律未得到精確分析和總結,不同地區施肥量和施肥方式至今沒有統一結論,新型肥料的研究鮮少涉足,劍麻新型病蟲害防控難度很大,有待進一步加強。而對劍麻光合、水分、代謝、抗逆、植物激素調節及品質形成生理等高產栽培基礎的研究報道不多。
我國人均耕地面積少,且逐年減小,用于劍麻種植的耕地更是有限,要求我國劍麻栽培必須保持較高的單位面積產量。因此,探索劍麻高產穩產栽培技術,始終是劍麻產業科研的重要組成部分。未來劍麻應圍繞高產高效栽培的目標,開展以下研究:(1)劍麻高產優質和輕簡化栽培技術的研究與集成,形成與優良品種配套的高產高效模式化種植技術;(2)開展不同區域、不同生長期劍麻礦質營養需求規律及精量施肥技術、水肥耦合效應及高產根系培育、開花生理及推遲開花技術、生長調節劑的篩選與使用等劍麻高產高效栽培基礎研究;(3)加強劍麻種苗提純復壯、劍麻連作障礙與持續高產、劍麻土壤評價與治理等劍麻持續高產優質栽培研究。