曹雄军:认真做好“葡萄一年两收技术”这件事

发布:2020-06-18   浏览:346次

广西农业科学院首届青年拔尖人才系列报道之十七

曹雄军:认真做好“葡萄一年两收技术”这件事

“葡萄一年两收技术”是广西农科院葡萄与葡萄酒研究所一直致力于解决生产实际问题和促进产业发展的技术核心,该技术在2017、2018年连续两年被农业农村部推荐为主推技术。此外,“广西葡萄一年两收栽培技术研究与示范推广”项目还荣获了2015年度广西科学技术特别贡献奖。

“2010年从湖南农业大学硕士毕业后,我来到广西农科院葡萄与葡萄酒研究所工作。工作以来,重点围绕一年两收,我主要开展了葡萄一年两收技术创新基础理论和新品种选育等研究工作。很高兴,作为团队的一员,我做出了自己应有的贡献。”曹雄军自豪地说。

一年两收技术是一种创新性的葡萄生产方式,它利用葡萄花芽一年多次分化的生理学特性、采用适当的催芽技术,在良好的光、温、土、肥、水等资源条件下,突破了葡萄不适栽培区及一年一收传统栽培模式,一年可以生产两茬或多茬果实,从而研究形成了“两代同堂”“两代不同堂”等多种模式的一年两收栽培技术。在南宁地区,葡萄一年两收栽培采用了典型的“两代不同堂”栽培模式,上半年与下半年的果实不重叠,两茬果分别称为第一茬夏果(简称夏果)和第二茬冬果(简称冬果)。

“但是,从葡萄一年两收生产实践来看,由于上半年和下半年的气候差异,新的葡萄生产方式也带来了新的产业问题:如夏果在成熟期间易出现转色不良、着色浅等现象,影响了葡萄外观品质及商品价值。如何促进夏果转色?冬果有机酸含量显著高于夏果,口感偏酸,如何降低冬果有机酸含量?南方下半年光照充足,但下半年葡萄叶片保持高光效的时长比上半年短,影响葡萄负载量及果实品质,如何提高下半年叶片的光合效率?这些问题都是广西葡萄一年两收产业中的难题,阻碍了一年两收葡萄产业的可持续发展。”善于发现问题的曹雄军说道。

为解决这些问题,首先需要探明导致这些问题的原因与机制:导致夏果着色不良的原因是什么?导致冬果有机酸含量高的原因是什么?导致两茬果实品质差异的关键时期在何时?两茬果实糖和有机酸代谢的分子机制有何差异?上半年和下半年的两个生长季叶片光合特性有何差异?限制两个生长季叶片光合作用的因素有哪些?这些问题在理论上还不清晰,因此,曹雄军所在的团队需要进一步研究和完善一年两收技术的基础理论,才能更好地为一年两收葡萄产业提供技术服务。

对这些问题的深入思考,促成了针对产业问题的研究计划和项目构建,在白先进研究员和谢太理研究员的指导下,曹雄军以产业突出问题“夏果转色不良”“冬果偏酸”“光合效率低”为导向,围绕一年两收技术创新,依次申请并主持了广西农业科学院基金、广西自然科学青年基金、国家自然科学基金等项目,并在团队成员的密切合作下,取得了阶段性的研究成果。

从2011年开始,曹雄军及团队成员就一年两收栽培夏果转色不良展开了相关的研究工作,揭示了一年两收巨峰夏果与冬果果皮花色素苷积累规律及差异,为调控夏果着色提供了重要参考,也在一年两收夏果生产上取得了良好的应用效果。

2015年来,在广西农业科学院科技发展基金、广西自然科学青年基金等关于一年两收葡萄有机酸积累相关项目的资助下,曹雄军和团队成员开始针对一年两收栽培葡萄夏果与冬果中有机酸差异积累的原因与机制进行了大量的持续性研究工作。该项研究最终揭示了一年两收夏果与冬果有机酸积累规律和差异,探明了苹果酸是导致冬果有机酸含量显著高于夏果的主要原因,掌握了夏果与冬果苹果酸积累差异形成的关键时期,明确了造成该差异的主要原因,指出了夏果与冬果苹果酸代谢途径关键基因的差异,明确了夏果与冬果苹果酸积累差异形成与果园温度的密切关系等科学问题,为一年两收栽培生产上掌握准确的调控葡萄苹果酸代谢时期、生产优质的冬果提供重要技术参考,也为后来的鲜食一年两收栽培选育新品种提出了新的选育指标,即具有低苹果酸含量特性。

2018年以来,在国家自然科学基金等项目的资助下,曹雄军和团队成员开始围绕优化葡萄一年两收栽培模式进行了葡萄一年两收“两代不同堂”栽培模式下的光合特性研究。通过一年多的基地葡萄光合作用密集性的连续测定,最终获得了南宁地区一年两收“两代不同堂”栽培模式下阳光玫瑰葡萄叶片有效光合输出的规律,并明确区别了影响一年两收栽培葡萄夏果与冬果光合效率的主要环境限制因子等,这对优化葡萄一年两收栽培模式、持续进行一年两收生产和提高冬果果实品质起到了很重要的理论指导作用。

由于在一年两收葡萄光合特性的相关研究上取得不俗的成绩,曹雄军被挑选在2019年第二十五届全国葡萄学术研讨会作学术交流报告,并在2019年全国光合作用大会上提交了研究论文摘要。

葡萄的杂交育种是一项周期很长较为繁杂的工作。曹雄军在育种团队带头人张瑛研究员的带领下,结合南方热区气候特点,以“具香味”“无核”“易成花”“抗病”等一年两收新品种核心育种目标,每年以优质亲本阳光玫瑰、瑞都红玉、巨峰等开展葡萄杂交育种工作。其中,曹雄军参与了6项关于葡萄新品种选育的项目,积极参与引进、筛选与挖掘具有早熟、香味浓、着色好、抗白粉病、抗霜霉病等具有优良育种价值的葡萄种质资源,为推动一年两收葡萄新品种选育与创新利用的发展贡献自己的力量。他参与选育的8个品种通过了广西农作物品种审定委员会的品种审定。品种审定之后,曹雄军便积极参与到新品种的一年两收栽培技术区域试验与推广的工作当中。

目前,“桂葡6号”已在大化、都安、桂林、柳江等地建立了试验示范点,“阳光玫瑰”在南宁、桂林、柳州、百色等地共推广种植2000余亩。“瑞都红玉”在南宁、桂林、柳州等地区域试验10多亩,2019年该品种已进入国家审定程序。

为推进自主知识产权的新品种培育进程,缩短育种周期,曹雄军及团队成员通过改进和创新葡萄种子的储存、萌芽条件,推进了葡萄杂种F1代培育工作提前4-6个月,从而加快了育种工作效率,以此申请了发明专利1件,实用型新专利2件。 

“当然,随着一年两收葡萄产业的发展,新的问题会不断出现,不变的是,我们团队仍会一如既往地服务一年两收葡萄产业,为生产一年两收优质果品提供更好的技术支撑。”曹雄军接着说,“我也将再接再厉,继续在老一辈科研工作者的研究基础上围绕葡萄一年两收技术进行创新和新品种选育,为提高广西葡萄产业的竞争力,切实有效增加广大农民收入而作出更多更大的努力。”


 曹雄军在用高效液相色谱检测一年两收冬果葡萄有机酸含量


曹雄军使用植物效率分析仪测定一年两收栽培模式下葡萄生长发育期的叶绿素荧光诱导动力学曲线的动态变化

院办公室  薛臣艺供稿/曹雄军供图  杨景峰审核

责任编辑:薛臣艺