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攻克澳洲坚果产业关键技术,助力“坚果产业”发展成乡村振兴“好产业”
  • 发布单位:广西南亚热带农业科学研究所
  • 2022-06-13 16:40:01
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攻克澳洲坚果产业关键技术,助力“坚果产业”发展成乡村振兴“好产业”

——记2021年度广西科学技术进步奖二等奖“澳洲坚果产业关键技术创新与应用”

    从2022年广西科学技术奖励大会上获悉,广西南亚热带农业科学研究所牵头完成的“澳洲坚果产业关键技术创新与应用”项目荣获2021年度广西科学技术进步奖二等奖。

    澳洲坚果原产于澳大利亚,我国目前种植面积403万亩,居世界第一(占比70.4%),广西居国内第二。随着产业发展需求日益提升,种质资源缺乏、老品种退化、栽培技术落后、加工基础薄弱等产业问题突显。针对上述问题,广西南亚热带农业科学研究所王文林研究员带领坚果团队成员,联合云南省热带作物科学研究所、三只松鼠股份有限公司和洽洽食品股份有限公司,历时34年,定向选育出三个优势品种,并开展配套技术创新与加工设备技术应用,解决了制约澳洲坚果产业发展的关键性难题,支撑和引领我国澳洲坚果育种及产业发展。

集成高效育种技术  选育出优势品种

    项目团队通过对国内外澳洲坚果种质资源收集引进,保存种质资源315份,建立我国最大的澳洲坚果资源保存库,完成对所收集保存的种质资源的系统研究和评价;通过杂交育种、辐射诱变等手段创制新种质132份。针对国内种质种源不清,首次应用简化重测序SNP 标记技术对45份澳洲坚果种质资源进行遗传多样性分析,得到种质测序SNPs数量427736个,插入或缺失(indels)数量26055个;再针对澳洲坚果高产、抗逆性状机理研究问题,采用基因组测序方法,从选育品种中鉴定100万个SNP,新基因24515个,克隆8个转录因子MiMYB1、MiMYB2、MiMYB3、MiMYB4、MADS-box、MiMYC2、MibHLH48和MibHLH71。首次鉴定与成花、抗旱性相关的转录因子基因,阐明其在转录水平调控成花和抗旱的功能。再针对澳洲坚果地域限制,定向选育三个优势品种,解决了品种适应性和品种布局问题,选育品种植后第3年挂果,比原主栽品种提早2年,丰产期亩产可达560-748kg,比原主栽品种增产41.41-88.89%,新品种推广种植面积占全国总面积的55.18%,广西占比95%。其中,科技成果转化100万元,列入2020年国家林业和草原局100项重点推广林草科技成果,推动了澳洲坚果产业品种的更新换代与产业技术升级,在澳洲坚果新品种选育和推动产业发展方面居国际领先地位。

         

澳洲坚果种质SNP分析群体结构(K=4)     澳洲坚果MiMYBs系统进化分析      

        

三个优势品种挂果图  

创新配套高效栽培技术  助推产业高质量发展

    针对澳洲坚果老品种更新慢,种植过程中管理方法欠缺、产量低、品质差、病害害频发等问题,项目团队通过集成高接换冠、果园生草、采后修剪、病虫害防治等关键技术创新,实现了澳洲坚果生产节本、提质、增产、环境友好,有力推动了产业的可持续发展。

    研发高接换冠方法:目前我国低产林面积111.42万亩,占总种植面积的27.65%。传统的品种改良成活率低,严重限制了低产林改造。团队在传统的嫁接法上创新性的保留了环剥口上方的枝条枝叶,研发了高接换冠方法,再配合相应的高接后管理,高接成活率可达到95%,较传统的方法提升了45%,高接后管护2年便可投产,同时矮化树形,有利于节省人工、减少农资的成本投入。

    创新“立体修剪+V型整形”方法:澳洲坚果为内膛小枝挂果,传统修剪采用“四面梳枝+分层修剪”的方式,虽然比较容易梳除内膛枝条,但是限制了产量提升,丰产期平均株产青皮果产量仅为23.5kg。项目研发的“立体修剪+V型整形”的采后修剪技术,可通过落头“开天窗”的方式形成V型树形,增加内膛光照,简化了修剪方法,节约修剪成本,丰产期平均株产青皮果产量可达32.25kg,较传统修剪方法平均株产量提高了37.29%,此专利技术已进行成果落地转化,技术转让费30万元。

    集成病虫害防治措施:目前,随着澳洲坚果种植面积的不断扩大,危害澳洲坚果的病虫害种类不断增多,危害程度逐步加重。项目组于2013年起在全国澳洲坚果主栽区开展澳洲坚果病虫害调查,查明了澳洲坚果虫害108种,病害27种,调查发现广西澳洲坚果坏果率已经高达31.39%,严重影响了果品质量。项目经过反复验证最终明确了直接影响坏果率的4类主要害虫,随之编著《澳洲坚果病虫原色图谱》,提供了澳洲坚果主要病虫害综合防治方法,并依托坚果服务团在全区开展病虫害防治技术培训,服务广西种植面积51.5万亩,使全区坏果率降低至4.14%,降低了27.25%,达到行业收购标准,有力地保障了原料安全。

    研创果园生草方法:在果园管理上,传统澳洲坚果果园生产普遍采用清耕法,在实际种植中每年平均使用3~5次除草剂,极易引起水土流失,造成土壤肥力下降、农药残留,导致果园土壤有机质下降,平均含量仅为0.44%,不利于增产增收及有机果园建设。项目研发的果园生草技术,克服了传统清耕法造成的果园水土流失和土壤肥力降低的共性难题,通过定向选留良性草和播种藿香蓟相结合,树盘覆盖等方式,有效恢复果园微生态。技术广泛应用于广西的澳洲坚果生产园,使果园土壤有机质恢复至1.38%,提升了肥料的利用率,每年减少除草2~3次,减少农药使用,生产总成本降低15.46%。

    滇、黔、桂地区存在广阔的喀斯特生态脆弱地区,特别是石漠化地区土层浅,非常不利于发展集约型高经济效益农林经济,仅有玉米、甘蔗等低效的经济作物,传统的清耕法进一步加重了生态功能的退化。项目团队根据澳洲坚果浅根系特点,简化上述栽培管理,制定《喀斯特地区澳洲坚果栽培技术规程》,为滇、黔、桂喀斯特地区发展澳洲坚果产业提供了技术保障,支撑了滇、黔、桂石漠化地区推广种植56.42万亩,取得了良好经济效益、生态效益。

 

王文林研究员带团队进行澳洲坚果病虫害调查 

研发加工关键技术与装备  助力知名坚果品牌提升

    在果实加工与销售方面,项目团队联合三只松鼠股份有限公司和洽洽食品股份有限公司,研发系列装备,保证了果仁的风味、品质和保质期,有力促进了坚果产业结构调整,产品转型升级。

    目前国内澳洲坚果产量9.12万吨,随着种植面积的不断增加,未来几年产量将激增到50万吨以上,但澳洲坚果专用加工设备较少、功能单一、工效差,人工成本高,与快速发展的种植前端严重脱节。团队研发的澳洲坚果破壳清洗装置,破壳后直接清洗,破壳完整、效率高;发明的烘干箱采用低温分段控温干燥,显著提升果仁品质,延长货架期6个月以上;加工设备的研发使初加工生产成本降低70%以上。

    针对国内澳洲坚果果仁产品以原味为主,口味少的问题;项目综合前期研发的开口工艺、干燥工艺、设备等,研发了奶油味、盐焗味等“开口笑”产品及蜂蜜、芥末、咖啡、黑巧克力味、蔓越莓裹衣等12款调味澳洲坚果仁产品,在三只松鼠食品有限公司、洽洽食品有限公司等19家企业建立加工示范生产线101条,形成“三只松鼠”“洽洽”“金怡”等23个知名坚果品牌。

成果单位的各种澳洲坚果口味产品

创新坚果推广模式  引领产业乡村振兴

    项目团队广西南亚热带农业科学研究所(科研单位)、云南省热带作物科学研究所(科研单位)、三只松鼠股份有限公司(加工企业、销售)与洽洽食品股份有限公司(种植、加工企业、销售)联合开展技术协同创新,探索出“科研单位+种植企业+加工企业+销售企业+示范生产”模式进行产业化推广应用,解决了澳洲坚果品种选育、栽培和加工设备及产品研发等产业关键共性技术难题。通过在我国澳洲坚果主产区建立36个标准化高效试验示范基地,全国推广面积达到222.36万亩,广西的澳洲坚果种植面积由2010年的2.5万亩增加至2020年末的55万亩,已成为国内种植面积第二大的省区。近三年,开展158期培训,累计10410人次,带动1823户脱贫,累计新增生产经济效益112.33亿元,新增利润56.98亿元,节约成本7.66亿元,取得了显著生产及社会经济效益。从品种到产业,从产前到产中再到产后的全产业链,每一项技术的创新,都是科研团队的潜心研究和辛勤付出。

 

成果应用单位上思县怡诚农业有限公司约万亩澳洲坚果标准化示范基地

南亚所  谭秋锦供稿/供图  王文林审核

责任编辑:薛臣艺