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[论文理论] 抗重盐、耐海水植物培育及开发利用研究进展

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89002509 发表于 2016-11-25 23:33 | 只看该作者 | 打印 上一主题 下一主题
 

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一、培育抗重盐、耐海水植物的必要性

  众所周知,伴随着全球气候变化,淡水资源将成为未来世界的最大制约因子,传统农业灌溉所依赖的淡水资源短缺将不可避免;从另一角度讲,不合理灌溉及水质劣化所带来的土壤盐渍化正以前所未有的速度发展。因此,抗重盐、耐海水植物的培育及规模化生产将是未来农业发展方向。就我国而言,人口达12亿,耕地仅有15亿亩,其中盐碱地就占5.4亿亩,人均占有耕地及淡水资源均低于世界平均水平,而且在现代化进程中,耕地萎缩、淡水污染、海水入侵进一步威胁我国农业的可持续发展,因而迫切需要开发利用我国广大盐碱地与滩涂这一宝贵的后备国土资源。

  国内外研究证明,生物措施是改良、开发、利用盐碱地的最佳方法。引种具有一定经济价值的抗盐碱、耐海水植物,增加地面覆盖以减少地表蒸发,既可改良土壤,扼制土地的盐渍化,又可实现盐荒地的利用。现已知,全世界约有1500种盐生植物,有的可作为粮食、牧草、食油,有的可作为纤维及化工、医药原料。另外,细胞及基因工程技术的飞速发展,植物耐盐基因工程育种正走向实用化,经济作物与大田粮食作物耐盐品种的分子育种已为期不远,利用基因工程改造盐生植物,使之成为生物反应器,也将成为可能。

  黄河三角洲地处山东省黄河冲积扇形区域内,黄河每年新造淤地20000-30000亩,但因成陆年轻,地下水位和地下矿化度较高,易受海潮侵袭。该地区四季水分配不均,年降水量较少,土地蒸发量大,蒸降比为3.23 :1。再加上掠夺式的开荒,破坏了当地的天然植被,形成大面积的盐荒地和次生盐渍化土地500余万亩,给该地区农业发展和城市建设造成极大困难。

  东营市农科所在大力引种国内外耐盐、盐生植物,建立抗重盐、耐海水植物资源库的基础上,加强海水、地下水灌溉的研究,以期选育出适宜盐碱地区生长的新品种,并且对其进行综合开发、利用研究,迅速形成产业化生产,可有效改善生态环境,促进盐碱地区经济、社会发展,为全国盐碱地的综合治理、开发、利用提供借鉴。

二、盐生植物园基本情况及近期工作进展

1、盐生植物园基本情况

  “中国东营盐生植物园”建于1996年,共引种国内外耐盐、盐生植物41个科92属126种。植物园分为育苗区、树木区、中草药区、草坪区,建有玻璃温室525平方米,冬暖式无立柱大棚900平方米,全光照自动喷雾扦插育苗池一个,能够承担耐盐植物的不同季节育苗及越冬管理。现种植沙枣10万株、苦楝5万株,白腊、海棠等5000株,还有枸杞、白刺、沙冬青、甘草、牛蒡、车前、中华补血草、单叶蔓荆、萱草、星星草、高羊茅、剪股颖等耐盐植物。

  1999年,引种了耐盐番茄、耐盐芦笋、耐盐甜菜以及可用海水浇灌的大麦;并建起了“园中园”,把黄河三角洲地区野生耐盐、盐生植物迁地保护,进行研究开发。2000年新引种了海边月见草、美国洋麻、美国耐盐草坪草等。

  建园以来,先后接待了国内外参观者近万人;吸引了十几所大专院校、科研院所来此开展科研工作。现以该园为依托,先后承担了国家863项目《抗重盐、耐海水植物滩涂规模化生产技术》、农业部引进国际先进农业科学技术(又称948)项目《耐盐芦笋品系的引进》和山东省十大可持续发展科技示范项目之一《抗重盐、耐海水规模化生产技术的研究开发与示范》等重大项目,科研水平不断提高,在抗重盐、耐海水植物的选育和盐生植物资源的开发、利用方面取得了新的进展。到二十一世纪初,将建成一处集国内外盐生植物于一园,集科研、观赏、培训、示范、推广为一体的试验园区。

2、近期工作进展

  耐盐番茄的培育。经过多年的自系纯合与单株选育,已初步确立了3个高产、优质、耐储藏的新品系,2000年主要进行了露地栽培及品系纯合与耐盐试验、冬季保护地栽培试验及保护地区域试验,为2001年的定名、推广作了最后的准备工作;并与山东省农科院蔬菜所签署了共同开发推广合同,预计2001年将推向市场。

  进行了耐盐大麦、耐盐小麦的耐盐性、丰产性试验。从七小麦品系中,初步筛选出具有推广价值的两个品系,到2001年准备大面积示范种植。大麦采取了小区和盆栽两种方法进行抗盐性、产量试验,盆栽试验结果证明在1%盐水浇灌条件下,5个品种可正常出苗;小区结果证明在0.5—0.8%含盐量条件下,耐盐大麦可亩产250千克,具有一定的推广价值。

  利用杂交选育和辐射育种技术初步培育出性状优良的碱蓬品系。在多次野外调查,摸清碱蓬的分布情况及不同的生态类型的基础上,通过引种,已掌握了其生长发育规律和生物学特性,并进行了优良品系选育。在进行优良单株选择的基础上,利用选育杂交及诱变育种技术初步选育出了产量较高、成熟期基本一致、落籽较少的碱蓬品系。在同等条件下,产量较野生种提高1.5—3倍,亩产量达200千克左右,可进行人工栽培种植。2001年准备进行大面积种植示范并开始产业化加工、利用。

  进行了滨藜的实验室测定。滨藜的改土效果非常明显,且叶蛋白的含量也非常高。在滨藜的耐盐种植试验的基础上,滨藜的叶蛋白含量测定、叶蛋白品质测定及叶蛋白的提取利用研究正在实验室中进行。

  进行了美国洋麻的引种试验。洋麻是造纸的原材料,经品种比较和耐盐试验,筛选出2个高产品种、1个抗盐品种、1个综合性状好的品种。

  引进了海边月见草,经过耐盐性种植试验,发现其生长良好、花期长(每年5—11月)、籽实产量高、含油量高,是盐碱地区具有发展前景的又一重要油料经济作物。

三、抗重盐、耐海水植物的开发利用情况及展望

1、碱蓬及其它耐盐油料植物的综合开发

  碱蓬在环渤海地区大量野生分布,是一种极具发展前景的油料植物。

  碱蓬籽油中,所含亚油酸与亚油酸含量最高的红花籽油相当,高于其它常用食用油;所含亚麻酸与大豆油和小麦芽油相当,远高于其它常用食用油。种子中粗脂肪含量达20%以上,粗蛋白接近30%,脂肪中亚油酸含量高达70%以上,α—亚麻酸为6%左右,油酸占11%。

  亚油酸和α-亚麻酸已受到世界各国医学界和营养学界的高度重视,油酸也以其降低血脂和降低胆固醇的独特功能受到医学界的推崇。近年来,人们发现了能预防癌症、防治动脉粥样硬化、降低体内脂肪、增加组织肌肉、提高饲料利用率和动物生长速度的共轭亚油酸,而碱蓬籽油正是具备共轭亚油酸的极好材料。另外,碱蓬籽提取油酸后的饼粕还含有约30%的蛋白质,是一种很好的饲料蛋白源,可通过微生物发酵,进一步提高其利用效率。

  东营市农科所在进行优良单株选择的基础上,利用选育杂交及辐射诱变育种技术初步选育出了产量较高、成熟期基本一致、落籽较少的碱蓬品系,为碱蓬的综合利用开发、形成产业化生产创造了条件。

2、芦笋的品系选育及深加工、药物提炼研究

  芦笋在黄河三角洲盐碱地区适应性较强,营养丰富,是具有很大发展前景的抗癌保健和绿色蔬菜食品。

  芦笋适应性强,可以在1%以下的盐碱地上生长较好,因对栽培管理措施要求不严,适于粗放管理和大面积推广;还具有改良土壤的作用,能够有效地利用和改良盐碱化土壤。另外芦笋营养丰富,其嫩茎质地脆嫩、品味清香,维生素和多种氨基酸的含量都是比较全和比较高的,对人体的保健有特殊功效。现代医学证明,芦笋对心脏病、高血压、肝硬化、全身倦怠、食欲不振等多种疾病有疗效,并具有抗癌、利尿、镇静等医治作用,被认作是高级保健食品。其抗癌保健功能已日益得到重视,目前已开始抗癌芦笋药品研究,如果能进行深加工及进一步提炼,制成抗癌药品,在药品市场上将大有可为。

  东营市农科所从美国盐湖地区引进的四个耐盐芦笋品系,经品系比较试验和耐盐种植试验,现已基本摸清了其生物学特性和栽培管理技术。现正加大科研力度,以期培育出产量稳定、生长发育一致、性状稳定、品味好的优良品系,同时建立耐盐芦笋培育、示范、推广基地,联合企业建成耐盐芦笋罐头加工厂,形成耐盐芦笋的种植、加工、生产一条龙的产业化企业。在此基础上,联合其他科研单位加大对耐盐芦笋的深加工研究,以期生产出高效抗癌芦笋药物,更好地挖掘其潜在的经济效益。

3、抗重盐、耐海水植物的开发利用展望

  (1)经调查,青蒿、白蒿、黄蒿等蒿类在盐碱地自然环境条件下,也长势良好。经中国科学院海洋研究所化验分析,茵陈蒿脂肪酸中亚油酸含量达78%左右,高于碱蓬籽油中亚油酸含量(70%);油酸含量达7%左右,低于碱蓬籽油(11%),亚麻酸占1%以上,软脂酸占6%以上;蒿类体内还含有植物胶和中药成份。今后将利用提炼碱蓬籽油现有设备和条件,将进行植物油、植物胶、中药的提取研究,

  (2)美国洋麻经引种在植物园内生长良好。作为造纸的原料,有几个品种在含盐量达0.3%左右时鲜重亩产量可达5000千克,可以达到最佳产量;当含盐量达0.5%时鲜重亩产量减少一半。美国洋麻可以在轻度盐碱地区推广,并且预计经济效益较好。

  (3)滨藜可作为盐碱地的先锋改良植物,抗盐性较强,地上部分生长量大,改土效果好,叶蛋白的含量较高。现在进行引种驯化筛选的基础上培育抗盐性强的优良品系,进行叶蛋白提取技术滨藜的叶蛋白含量测定、叶蛋白品质测定及叶蛋白的提取利用研究,将叶蛋白制成颗粒饲料,也可转化为可吸收的蛋白质,为黄河三角洲地区提供饲料来源。

  (4)单叶蔓荆的药物、香料提取。单叶蔓荆果实可入药,具散风、镇静、止痛之效,种子含有挥发性油,可经提炼出紫花牡荆素、生物碱、脂肪油及维生素等物质,药物及香料提取大有可为。

  (5)罗布麻的药用、纤维等提炼。罗布麻叶可经加工提炼制成治疗高血压的罗布麻片;茎皮纤维良好,细度优于70支羊毛的细度,纤维的强力相当于羊毛及棉花的3--8倍,且遇水后拉力加强,耐腐能力强,是制造纤维的优质材料;且全株含黄酮甙、强心甙、甾体化合物、鞣质、酚类物质、蛋白质、多糖等,具有良好的经济开发价值。有关罗布麻的茶叶、衣物、流浸膏等形式的综合开发利用前景广阔。

  (6)耐海水饲用大麦是1998年自美国盐湖地区引种,在东营盐生植物园进行海水灌溉种植发现,其耐盐碱能力强,在含盐量为1%左右的盐碱地上生长良好,可为当地发展畜牧业提供饲草饲料;还可作为酿造啤酒等的原料,饲用大麦的开发利用前景看好。

四、存在的困难、问题及下一步工作安排

1、存在的困难及问题

  (1)缺乏高层次的专业技术人才。随着抗重盐、耐海水盐生植物的培育、研究开发力度不断加大,急需高层次的专业技术人才。

  (2)产业化进程迟缓,开发力度不够。虽然有些耐盐植物品种有很大的开发利用前景,但是产品市场需要开发而目前缺乏市场调研及生产营销等环节,很大程度上影响了产业化进程。

  (3)资金投入不足,很难形成规模效益。现在的资金投入仅限于科研及最基本的基础设施建设。

2、下一步工作安排

  (1)进一步配套完善基础设施,增强科技开发手段。对实验室和种苗繁育基地的基本设施进行配套,配备必要的仪器设备;进一步配套400亩种苗繁育基地的沟、渠、路、桥、涵、闸、水、电,按规划布局进行种植。

  (2)加快耐盐植物的选育进程,促进成果转化。继续加大对现有耐盐植物品种的筛选培育力度,进一步完善栽培管理措施,扩大试验示范,争取尽早推广应用;加强与国内外的联系,及时了解国内外的科研动向,广泛搜集、大力引种耐盐植物新品种,增加耐盐植物研究开发的后备资源;继续与山东农业大学等科研单位合作,利用转基因、多倍体培育等高科技手段,培育多倍体合欢、枸杞、白蜡、刺槐、香椿等耐盐新品种,搞好转基因杨树的耐盐试验,加快培育进程。

  (3)利用多种形式,加快专业人员的引进与培养,尽快提高科研水平。鼓励和支持现有的专业技术人员技术更新,培养一支永久性的高素质科研队伍;通过为高级科研部门代培研究生等方法,帮助建立、高水平科研所;通过聘请合作等多种形式,外聘专家学者作为兼职研究人员,帮助解决一些重大关键技术问题。

  (4)抓好龙头项目,推动产业化进程。充分利用已完成的共轭亚油酸生产技术,与国家海洋局海洋研究一所等单位合作,进行规范化包装,用于招商引资。目前已引起外商兴趣,三方正在洽谈之中。对初步育成的耐盐碱蓬品系、耐盐芦笋、苦楝、沙枣、耐盐小麦等发展前景比较好的品种,进一步扩大示范种植,争取尽快实现产业化。



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