2018年03月26日 星期一
绿膜下的“姜”湖之道
通讯员 王静
徐坤教授(右一)在安丘生姜良种繁育基地向当地技术人员介绍“姜1号”新品种。 受访者 供图

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    生姜起源于热带雨林地区,具有喜温怕寒的特性,且人们一直认为生姜是“喜荫怕光”作物,生产中均在春季断霜后采用遮光栽培。早期的研究认为,生姜所能利用的最大光强为25~30klx(夏季午间自然光强达100klx左右)。直到上世纪90年代初期,生姜的平均亩产量只有2000千克左右。

    “姜”湖水深,正所谓赚也“姜”湖,赔也“姜”湖。姜价起起伏伏,2012年生姜跌至5毛一斤,不少种姜几十年的姜农经不起姜市的大起大落而终身弃种,而去年生姜零售价持续攀升,5元/斤、8元/斤、15元/斤,在生姜产量占全国五成多的山东,“姜你军”气势汹汹而来,老百姓从心里认定了山东农业大学的徐坤就是他们的“姜大王”,他成了种姜区域里名副其实的“年度最热门人物”。

    徐坤教授研发的生姜专用膜实现了“一膜两用”,既可达到普通膜早春覆盖的保温效果,又科学调节了光照环境,无须在姜田专门使用遮阳网等遮光材料,简化了管理过程,同时显著降低了出苗期高温灼伤幼芽或幼苗期高温灼伤叶片的风险。产量较普通膜覆盖栽培提高15%左右。

    姜田探秘 实践出真知

    “多亏了我们的‘姜大王’,我们合作社全都是用他的品种和技术,今年又增产了17%。”每年十月份是全国姜农的大日子,莱州市驿道镇邢胡村的姜农胡令圣笑得合不拢嘴。

    胡令圣所感谢的“姜大王”,正是山东农业大学园艺学院的徐坤教授。胡令圣发起成立的莱州市泉源大姜专业合作社,涵盖了十里八乡1000多户姜农,他们用的都是山东农业大学徐坤教授的生姜专用膜覆盖轻简化栽培技术,种的都是徐坤教授的“姜1号”品种。

    1990年,徐坤在进行生姜生产调研时发现,有一马铃薯套种的姜田,在初夏马铃薯收获后不再为生姜插姜草遮光,而是将薯秧盖在地面上,这与一般的套种模式在前茬收获后仍进行插姜草遮光的做法完全不同。待到生姜收获时,徐坤教授再次来到这一姜田进行调查,发现生姜植株较矮,但茎秆粗壮,产量并没有降低。

    这一栽培方法显然把姜苗直接暴露于夏季强光下,但为什么生姜没有减产呢?这与生姜“喜荫怕光”的特性也不相符。

    为了探明其中的奥妙,徐坤翌年专门设计了姜田地面覆草、传统插姜草及裸地比较试验,结果证实地面覆草栽培的生姜产量比裸地栽培增加一倍以上,比传统遮光栽培也有显著提高。

    为什么地面覆草生姜较同处相同自然光照的裸地生姜有如此大的产量差异?徐坤推测,若改善土壤水分状况,生姜也许可利用较强的光照,提高生姜叶片的光能利用效率,进而提高产量。

    为了进一步证明土壤水分对生姜需光量及光合作用的影响,徐坤教授又研究了土壤水分与光强交互作用对生姜生长及生理特性的影响,结果发现,无论是正常供水(SRWC 80%)还是水分胁迫(SRWC 40%),遮光栽培虽可提高生姜叶片叶绿素含量,但光合作用的饱和光强显著降低;正常供水条件下,不遮光生姜叶片的光能利用效率增加,产量较遮光栽培显著提高,但水分胁迫条件下,不遮光生姜的产量较遮光栽培降低,这也从一个侧面说明了传统遮光栽培的合理性,因为传统栽培地膜裸露,水分散失较快,而浇水又不及时,易使姜苗遭受“干湿”交替的不利影响。

    多管齐下 绿膜促高产

    仅采用地膜覆盖这一简单措施,每亩增加投入不足50元,就可增产20%以上,亩增生姜产量400千克以上。考虑到生姜起源于热带,具有无限生长的习性,徐坤教授又探讨了变地面平覆膜为小拱覆膜技术,可保证生姜出苗后在小拱棚内生长一段时间,防止了平膜覆盖生姜出苗即露天存在的冷害风险。

    之后,小拱棚栽培又进一步演化出中拱棚栽培、大拱棚栽培、多层覆盖栽培等多种设施栽培模式,不仅实现了产量的大幅度提高,还可提早收获,改变了传统生姜栽培春播秋收、一年一作的栽培模式。在满足市场供应的同时,销售价格成倍增加,经济效益实现翻番。

    在研究生姜提早播种的同时,徐坤教授经对生姜产量形成过程进行分析测算,在理论上认定晚秋生姜每延迟收获1天,亩增产鲜姜达50—80千克。但当时姜农受传统观点的影响,认为霜打姜叶后,生姜难以贮藏。徐坤教授通过试验做给姜农看,现在姜农大都认可延迟收获的效益,收获时间比传统栽培平均延迟了10天左右,采用大棚覆盖延迟栽培的收获期甚至达20天以上,平均亩产量达7500千克左右,高产者达到了12000千克以上。

    由于设施栽培较传统栽培的技术管理复杂,特别是温度、光照极易出现不协调问题,光照过强,环境温度过高,极易造成“烤芽”或“烤苗”,但光照较弱,则姜苗又易徒长,均导致减产。为了进一步优化温度与光照的管理,2004年徐坤教授就开始探索光质与生姜光能利用效率及环境温度的关系。当年采用多色塑料薄膜调控光质的试验证实,绿色薄膜表现较好,这与人们普遍认知的理论不一致,与一些专家交流,大家多不认可这一结果,就连徐坤教授本人也持怀疑态度,因为无法用大家熟知的理论对此结果进行阐释。第二年又在多地重复上年的试验,结果均与上年表现一致。

    为了探讨这一结果的理论根源,徐坤教授开始了室内严格控制光源与田间试验相结合的研究,从光强、光质对生姜叶片解剖结构、亚细胞结构到叶绿体电子传递等多个过程进行系统研究,最终揭示了提高绿光比率增强生姜叶片光能利用效率的机理,也从理论上解释了绿膜覆盖生姜增产的原因,并得到了同行专家的认可。

    通过大量的试验测试,徐坤教授获得了生姜专用覆盖塑料薄膜的技术参数,由此创新了“生姜专用膜覆盖轻简化高效栽培技术”。绿色生姜专用膜实现了温光环境的一体化调节,不仅在早春覆盖提温,而且可在夏季替代遮阳网,既节约了传统栽培的遮阳网投资,又省去了加盖及撤除遮阳网管理工序,实现了轻简化栽培,亩节约生产成本300余元。绿膜在调节光强的同时,也优化了生姜生长所需的光质,并显著降低晴天日间高光强辐射诱发的过度高温,有效防止“烤苗(芽)”,降低了高温强光危害生姜的风险。另外,生姜专用膜透射光谱有利于生姜叶片对光能的吸收利用,显著提高光合作用,促进生姜植株分枝及根茎的膨大,增产率达15%以上。

    “第一作物” 坚守成特色

    生姜是我国传统特色调味蔬菜,老百姓基本每天都离不开它,但由于其“调味”的特点,它难入主流。尤其在上世纪我国经济相对落后的情况下,难以把生姜作为重要产业进行立项支持,因此国内从事生姜研究的单位及人员少之又少。

    徐坤始终没有放弃生姜这一山东优势特色蔬菜,他的执着源自产业发展的需要和对山东农业大学蔬菜学科传统优势研究方向的传承。

    山东农业大学是中华人民共和国成立以来最早开展生姜研究的单位,早在上世纪50年代,蒋先明教授等人就对我国莱芜生姜进行调查研究,开创了中华人民共和国生姜研究的历史。

    60年代,赵德婉教授就致力于生姜的研究,逐渐在国内乃至世界形成了特色和优势。1986年徐坤师从蒋先明、赵德婉二位教授,开始了生姜高产栽培技术的研究,完成的学位论文种姜催芽大小与生姜产量关系的研究,明确提出了生姜高产栽培的种芽标准,但在生产推广时,姜农并不认可,因为长期以来他们有自己的标准,“姜芽越大,生长越好”。

    于是,徐坤动员姜农将自己的姜田一分为二,并与部分姜农开展竞赛,并承诺自己种植的生姜若减产,就按姜农管理的产量标准进行补偿,若增产则全部归姜农所有。当年秋季测产,多个地块新技术均实现增产20%左右,姜农服气了,主动进行宣传。这些年来,徐坤也通过召开现场会、培训班等形式传播这一技术。

    直到今天,一些姜农还会跟徐坤教授说:“种姜催芽千万不要太大了。”也许他们不知道这一技术源自哪里,但他们的认可给徐坤教授增添了动力。种姜催芽是生姜种植的第一步,而徐坤就迈出了生姜研究成功的第一步。

    徐坤留校后从事蔬菜方面的教学、科研和社会服务工作,但他始终把生姜作为他心中的“第一作物”坚守至今,即使在没有专项科研经费支持的岁月里,他仍然深入姜区,走近姜农,与地方农技推广部门合作开展力所能及的技术研发与示范推广,如化学除草、配方施肥、节水灌溉、合理密植、科学调光、病虫防控等,在社会上产生了良好的影响。在徐坤看来,生姜产业要真正做大做强,做出品牌,需要全产业链的发展。

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中国教育报