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馬鈴薯綠色高效生産技術模式創建
中國科學院是國內最早開展脫毒馬鈴薯研究的科研單位之一,在馬鈴薯栽培、肥料農藥高效利用、病蟲害綠色防控、加工澱粉廢水迴圈利用等方面具有長期的研究基礎,積累了豐富的研究經驗和科技成果。1978 年,微生物所田波院士等研究發現,馬鈴薯退化不僅由病毒引起,還與溫度有等關,並率先在位於冷涼地區的內蒙古自治區烏蘭察布市建成全國首個脫毒種薯規模化繁育基地,創造了巨大的經濟效益。2006 年,中國科學院成都生物研究所研製出多種植物免疫誘導劑,可有效促進馬鈴薯植株生長,平均增産達 7.21%,同時可防治多種病害。2013 年,中國科學院蘭州化學物理研究所研發的不間斷抗擾動“反向絮凝—超濾”分離裝置,可有效解決馬鈴薯加工廢水資源化利用和安全排放問題。2014 年,中國科學院合肥物質科學研究院研發的農藥控失技術可減少農藥流失 25%,延長藥效期 5—7 天,降低農藥用量約 20%。該技術由青島中科禾輝生物技術有限公司産業化生産,並被巴斯夫、富美實、易普樂等國內外知名農藥企業採用。
2010 年以來,微生物所聯合中國科學院合肥物質科學研究院,開展了馬鈴薯化肥農藥高效利用和病蟲害綠色防控技術研究,取得了豐碩成果。先後研發出肥料增效、土壤調理、免疫誘抗及病原拮抗菌等多項原創性技術並實現産業化,具體有:①肥料增效助劑可控制養分遷移和轉化速度,促進養分吸收和利用,顯著提高肥料利用效率,可降低化肥用量 20%。該技術已由青島新納生物技術有限公司受讓投産,並被山東雲天化集團有限責任公司等化肥龍頭企業推廣應用;産品已出口亞洲多個國家,並於 2018 年榮獲孟加拉國最高農業獎。②土傳病害拮抗菌劑可實現馬鈴薯瘡痂病防治率達 80% 以上。該技術已由福建三炬生物科技有限公司實現産業化生産,並納入部分生物肥料産品配方。③土壤調理劑可有效改善耕層土壤生態,使有機質、鹼解氮、有效磷、速效鉀、土壤孔隙度等指標大幅提升,多次使用可顯著增加益生菌群及蚯蚓數量。④免疫誘抗劑可激活植物植保素合成途徑的關鍵酶,從而提高馬鈴薯系統抗病和抗逆性,降低晚疫病、瘡痂病等病害的發生和危害風險。
以上述技術為核心,整合多項先進栽培措施,微生物所構建了馬鈴薯綠色豐産技術體系(圖 1),並在寧夏、內蒙古、黑龍江、甘肅、貴州等馬鈴薯主産區進行了應用推廣,取得了良好的經濟、社會、生態效益。