基于蚕豆产业链的研究与开发
时间：2020-03-26 05:25:22 来源：千叶帆 本文已影响人
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摘要：蚕豆是我国部分地区冬季主要农作物，传统栽培条件下蚕豆产量低、效益低。本文介绍了蚕豆品种、高效栽培技术及产品开发等方面研究进展，通过构建蚕豆产业链以促进蚕豆产业发展。
关键词：蚕豆；高效栽培；产业链
随着市场经济体系的逐步建立，农产品市场的不断开放，种植结构正发生着前所未有的调整。以市场为导向，以效益为中心，以科技为依托，正成为种植业结构调整的重要基础。豆类蔬菜作物以其品种多样化，投入较少，相对效益比较稳定，富含蛋白质营养价值高，消费市场较大，容易形成“绿色产品”和“有机食品”，从而在结构调整中赢得了较大份额。蚕豆营养丰富，蛋白质含量30%左右，是仅次于大豆的一种豆科植物蛋白资源。
目前，以鲜食蚕豌豆、鲜食玉米、鲜食大豆、鲜食花生为代表的“四青”作物，已发展成为南通市年产值超20亿元的7个农业主导产业之一，2008年江苏省把“四青”作物列入全省16项主导产业之一，并作为苏中地区农业结构调整的特色产业。
对鲜食蚕豆来说，在生产上需要解决一个高产高效的问题，这样在与同类冬季栽培作物的竞争中才有一定的优势，加之豆科作物的根瘤菌固氮，在做好低碳环保生产的同时，来提高豆类作物的综合效益。因而，我所开展了以优质为目标的鲜食蚕豆新品种选育研究，并研究推广与之配套的设施栽培技术。
目前国外对蚕豆设施栽培研究较少，国内也是起步阶段。为加快蚕豆产业发展，研成了育种、栽培、加工、销售产业链（图1）。
1.育成品种
1.1育成主要品种
在广泛引进、筛选国内外优异蚕豆种质的基础上，依据杂种优势理论，组配鲜食专用蚕豆新组合；并从中选育出符合鲜食品质要求、鲜食加工技术要求，以及具有较高经济效益的蚕豆新品种，主要育成通鲜1号、通鲜2号和通鲜3号这3个鲜食蚕豆品种（表1）。
1.2通鲜2号生物学特性
根据市场对青皮蚕豆需求量大，通鲜2号推广面积不断加大，因此主要以通鲜2号为载体，进行栽培、加工方面的研究与开发，下面主要从熟性、分枝性等方面介绍其生物学特性。
1.2.1熟性：中熟鲜食蚕豆品种，播种至青荚采收209天左右。后期长相好，不易早衰。
1.2.2分枝性：分枝早而多，一般冬前分枝3个，早春时达5.2个，3月底平均达6.43个，多的达13个，分别比日本大白皮多0.1个、0.4个和1.28个。分枝结荚率高，达87.61%，比日本大白皮高2.23个百分点。
1.2.3抗逆性：耐低温，苗期可耐一5～5℃低温，主茎在越冬阶段死亡，春季分枝节正常发育；越冬期的冻害株率17.8%，低于同期日本大白皮（26.1%）8-3个百分点。
1.2.4适应性：适应秋播生态区中多种茬口，既适应旱茬，也适应水田茬口，既可和非豆科粮食作物接茬，也可和非豆科蔬菜接茬。
1.2.5高产性和稳产性：平均鲜荚667m2产量1139.09kg，比对照日本大白皮增产3.3%；鲜籽667m2产385.6kg，比对照日本大白皮增产4.7%。
1.2.6品质：鲜籽易煮烂，口感香甜柔糯，风味独特。
2.高效栽培技术
2.1露地高效栽培技术
2.1.1轮作技术。提倡水旱轮作，与早熟水稻（早中稻）换茬，与非豆科大田作物轮作，与非豆科蔬菜轮作，亦可与禾本科作物（大麦、小麦）间作。
2.1.2早播技术。适期早播，早出苗，早分枝。通鲜2号蚕豆分枝的生物学起点温度为7.9°C，最适温度为14～16℃，有效积温为29.38°C。根据南通市多年气象资料，南通市旬平均温度，10月中旬、下旬，11月上旬、中旬、下旬分别为17.3℃、15.5℃、13.9℃、11.6℃、8.3℃。据此，南通市蚕豆的最佳播种期为10月中旬～11月上旬，最迟不得晚于11月中旬。
2.1.3稀植技术。鲜食蚕豆品种生长势旺，分枝性强，单枝结荚多，个体生长潜力大，充分发挥个体优势，是提高单位面积产量的关键。水稻茬口，我们以5000穴/667m2、7000穴/667m2、9000穴/667m2、11000/667m2、13000穴/667m25组做密度试验，虽然是7000穴/667m2的产量高，但5000穴/667m2、7000穴/667m2、9000穴/667m23种密度间的产量差异并不显著。其有效分枝数、单株荚数、单荚重（鲜）、百粒重等4个产量构成要素，都是随着密度的减少而增加。鲜荚重、干籽百粒重、单株荚数、有效分枝均以5000（2500×2）穴/667m2种植密度为最高，而株高却为5个密度水平中最低。由此，其商品性为最好，产生的经济效益最高。而同时是7000穴/667m2单粒播种者，产量显著高于双粒播种，原因在于每株结荚数多0.95个。因此可以认为采用5000穴/667m2密度是适宜的。如采用7000穴/667m2，则以单粒播种为好。
2.1.4足肥技术。通鲜2号生长势强，产量高，要有足够的营养保证。要实行3次施肥。播种期管理，667m2施过磷酸钙75kg或磷钾型复合肥25kg，可先撒施肥料，再開穴播种；春季返青后，667m2施磷钾型复合肥25kg；花荚期，当下部出现1～2个小荚时，667m2施尿素5～10kg，可有效促进单株结荚，豆荚的膨大和籽粒的充实。
2.1.5调控技术。蚕豆属无限花序植物，在适宜温度条件下，可持续生长，不间断开花结荚。采取人工措施，适时适量控制其生长，有利于降低株高，调节中上部叶片受光层面，改善中下部叶片受光态势，降低结荚部位，促进营养生长向生殖生长转化，促使植株内部同化物向花荚输送，增加大荚的数量，从而提早成熟上市，达到增加效益的目的。调控的措施，就是在下部有1～2个小荚时打顶心。打顶心的要领是：打卷叶不打展开叶，打实（茎尖）不打空，打晴（天）不打阴（天）。
2.1.6复种技术。利用鲜收蚕豆生长期缩短近1个月，有利提高复种指数，是增加农田效益的有效方法。农田是一个生态系统，它是一个整体，仅考察一季鲜食蚕豆，还不足以论证它的全部价值。根据我们的调查研究，总结出以提高单位面积年效益为目标的鲜食蚕豆种植制度。①鲜食蚕豆——双季鲜食玉米，667m2效益4100元。②鲜食蚕豆——天鹰椒，667m2效益4000元。③鮮食蚕豆——芋头——花椰菜，667m2效益4800元。④鲜食蚕豆——早熟荞麦（芽苗菜）——早熟优质中稻，667m2效益4500元。
2.2设施高效栽培技术
2.2.1芽苗培育技术。利用基质、穴盘进行育苗，筛选适合蚕豆发芽、芽苗生长的基质，通过加盖覆盖物等调控温湿度促进蚕豆萌发生长。
（1）基质配制：育苗基质和珍珠岩按17：4的比例配制，每1m3再加入氮磷钾复混肥0.5～1.0kg。将配制好的营养基质均匀装载于50孔穴盘的孔内，深度4cm。（2）品种选择：适用于任何品种。这里选择通鲜2号鲜食蚕豆品种。（3）种子处理：将干种子浸泡于含有多菌灵的水溶液中6～10小时，以蚕豆吸足水分为准，捞出种子再用多菌灵悬浮剂溶液拌种。（4）穴盘点播：将处理好的种子放入装有基质的穴盘，再加盖基质直至看不到穴盘的边框，滴灌均匀喷足水分。（5）调控温湿度：棚内温度保持20～30°C，早、晚各喷1次水。（6）起苗装框：芽苗露出3cm时起苗，剔除弱小苗后，装入56cm×28cm×21cm的周转框内膜袋，每框1500株。
2.2.2芽苗人工春化技术。将培育好的芽苗装框后，放人人工气候室进行芽苗、温度和时间组合的处理，使蚕豆芽苗提前通过春化，提高花芽分化，提高结荚率，降低结荚部位，根据不同移栽时间，可使鲜荚从元旦到五一期间均衡上市。
2.2.3芽苗移栽技术。露地及设施不同茬口（豆类除外）轮作种植蚕豆，根据种植面积和百粒重，确定用种量和苗床面积，大棚种植蚕豆按1000～1500株（穴）/667m2计算。当种植田块还没及时腾出，可采用芽苗移栽，把握好芽苗的大小及苗龄，一般在4～6cm高度，幼茎绿色、柔软，10天左右的苗龄。该技术优点是移栽成活率高达98%以上，可以剔除弱小带病的苗，壮苗移栽，精量用种。芽苗移栽是传统直播用种量的50%，无需浇水。
（1）适用范围：露地及设施栽培条件都适合，干食、鲜食也适合，尤其设施栽培、鲜食效益更显著。（2）适宜移栽期：露地栽培正常在10月中下旬，最迟不晚于11月5日。移栽的芽苗成活率达到98%以上。（3）合理密植：大棚栽培一般在667m2成苗1000-1500株。（4）移栽方法：芽苗移栽时芽苗不必带土，大棚栽培：地膜移栽，保温保湿除草；露地栽培：在土壤湿润时，同步开行施肥，人工在施肥处用小锹穴栽。
蚕豆芽苗移栽具有以下作用：①增加复种指数；②及时接茬；③剔除弱苗、小苗，移栽成活率高；④芽苗移栽方法，能实现错时播种、分批上市的效果，可以缓解用地压力、减轻劳动强度，为蚕豆复种制度的开展提供了更大的选择空间。
2.2.4温湿度调控技术。根据棚内温湿度记录仪数据，目测雾气大小，结合天气预报以及进棚人为感觉等，合理关闭或开启裙膜。具体可掌握以下关键技术：
（1）24小时全关闭。冬季和早春以及在以下情况下多采用：一是天气阴雨伴随冷风，尤其是寒潮和冻雨雪期间；二是天气预报温度1～2℃或0℃以下，上午8时棚内温度2～3℃，下午14时3～5℃；三是风力4～5级伴有阵风6级以上；四是11月上旬蚕豆迟播未出苗阶段。（2）半开启。即白天半开启4～6小时，余下和夜间全关闭：一是天气预报最低温度3～4℃，最高温度10%以上，风力4～5级；二是上午10时或11时棚内温度22°C以上，于11时至16时开启南北门通风，关闭时棚内15～18°C左右。特别提醒：2月下旬和3月上旬蚕豆开花结荚期的上午9～11时全关闭，有利传粉受精结荚。（3）全开启。一是天气预报最低气温5～6℃，最高13～15°C，此时上午8时棚内温度18～25°C，开启通风后下午14时20°C左右。二是3月中下旬～4月中旬，气温明显回升，大地蓄热增多，蒸发量大，人感觉暖和，田间劳动要脱外衣时。此时自3月中旬起，日平均温度稳定超过10°C，可免查棚内温度，直接全天开启通风。当棚内气温超过30°C以上，或达到里外持平程度，常为偏南风，须增开裙膜和夜间全开启通风。
2.2.5植株限高技术。主要通过人工打顶和化学药剂控制。打顶：下部始荚长度达1～2cm时在晴天摘除顶心。化学药剂控制：喷施多效唑等限长药剂。打顶后株高显著降低，其他农艺性状没有显著变化。打顶处理对生物产量和收获指数也有较大的影响，与对照（不打顶）相比，打顶处理的生物产量显著降低，导致收获指数也显著提高。这说明打顶可以有效提高蚕豆的经济产量以及收获指数，获得更高的效益。
2.2.6设施蚕豆参与的3种种植模式。设施蚕豆参与的间、套、轮作模式构建与应用：①设施蚕豆栽培轮作设施茄果类、瓜果类蔬菜：无需另投大棚薄膜，施肥，整地，直接播种或蚕豆芽苗移栽，延长前茬余留的资源利用时间，不仅能获得较高经济效益，且能减少肥料投入，还能提高土壤养分含量，改善土壤理化性状，获得良好的生态效益。②与叶菜类间作：既充分利用温光资源，又不影响原有叶菜生产的前提下，收获一熟鲜食蚕豆，设施蚕豆生育前期其LAI低于1，田块的漏光损失率50%。光能利用率只有0.165±0.22%，仅占总光能利用率的17%左右，间作叶菜类其共生期短。③与设施果树（如葡萄）套作既可以充分利用设施资源，又可以获得可观效益，减少化肥施用，同时又能提高果实的品质。
2.2.7科学控水：大棚覆盖期间，棚土耕作层、空间、棵间湿度相对较高，在低温全关闭时段，湿度变化幅度为80%～98%，不利棚内蚕豆干长根和保全苗要求。因此，在水分管理措施上，一是要适当拓宽棚外排水沟系，其沟宽与沟深分别达到30cm与40cm，条件好的可建造水泥灌溉和排水沟系；二是平时注意通风降湿，中、大雨量时要防止棚外脚沟内滞留水渗透入棚；三是每年3月底-4上旬棚内蚕豆结荚期内，存在短时间干旱威胁，应适时滴灌润土1～2次。
2.2.8巧施基肥：大棚应建立在土层深厚，碎土通气，有利光、温、水、气、肥运作和根系吸收等地方。一般在秋播前10～15天内，按照种植布局，开挖一条蚕豆待播行（沟），规格为20cm×20cm，其挖出的土放置空白行间，先碎土、晒土灭菌，然后按每标准大棚将磷肥和复合肥各20kg，均匀施于播种沟内，随后覆土拉平或再起高垄10cm待播。这样水、肥、土、灭菌等操作在同一条沟（行）内进行。
2.2.9安全生产技术。大棚内温、湿度偏高，增加了土传病害的发生机率。一般有丝核菌危害幼茎和镰刀菌危害幼根，病菌侵入期为蚕豆种子入土萌发、出苗和分枝期，常在10月下旬开始陆续出现病株和死苗。12月下旬以后随着蚕豆根系、分枝增多，蚕豆植株抗病力增强，有的病株演变成零星的青枯病。对于大棚内的蚕豆病害，可以采用以下方法进行综合预防：①利用阳光灭菌；②芽苗移栽，太平苗补缺；③推迟盖膜时间。蚕豆在10月20日前后播种，667m2密度3000株，粗壮分枝4个以上，包括主茎冬前总分枝1.5万枝以上。盖膜时间推迟到为0℃左右第1次寒潮来临时进行，移苗、补苗在此之前完成。
育成品种和高效栽培的结合具有重要意义，首先，实现了鲜食蚕豆优质品种和高效技术的融合；其次，实现了高百粒重（或称超大粒重）与高产量水平、较好的抗逆性三者结合；第三，实现高效栽培技术体系与新品种相辅相成，使设施蚕豆鲜荚成熟期较露地蚕豆提早1～6个月，采荚期也相应延长，产量比露地提高50%以上，亩效益达万元以上。
3.产品加工
2006年上海九田速冻有限公司在上海松江建立鲜食专用品种通鲜2号基地233.33hm2，净收入超过350万元。海门中宝食品有限公司看准了上海青蚕豆市场销路好价格高，在货龙镇政府的支持下，从2006年开始建立鲜食专用品种通鲜2号基地66.67hm2，每年的净收入达100万元。
在发明专利技术《蚕豆营养粉及其生产方法》（专利号：ZL03112665.0）的基础上，研究开发了一种为提高全民健康水平服务的主食蚕豆营养粉，将四青作物蚕豆、玉米等按自然营养互补融于一体，具有完全自主知识产权，以此为基础加工——蚕豆系列挂面，提出一项营养养生品主食化新理念，并研發其系列产品加工技术。在市场调查与促销的基础上批量生产，建立起主辅料可追溯源头的生产与采购渠道，并打入市场实现商品化，打造出鲜食——干食并举的可持续发展产业链。
4.总结
蚕豆产业发展还处于摸索阶段，但其具有较大的潜力优势，目前我们在蚕豆产业链的构建以及产业链中各个环节都进行了深入的研究。
目前已经获得国家发明专利7项：《蚕豆芽苗人工春化处理方法》、《蚕豆芽苗移栽方法》、《大棚蚕豆高产高效早熟栽培方法》、《用地养地相结合的蔬菜轮作方法》、《一种设施资源延续利用的大棚西瓜轮作大棚蚕豆方法》、《设施生态农业3年一周期的生产方法》和《蚕豆营养粉及其生产方法》。4项发明专利已经受理：《蚕豆芽苗培育方法》、《设施蚕豆特早熟高效栽培方法》、《大棚鲜食蚕豆/四季鲜食玉米的高效种植方法》和《缓解设施连作障碍的生态高效水旱轮作方法》。
相关研究成果获南通市科学技术进步奖一等奖1项：《大粒蚕豆新品种通鲜2号选育及高效技术研究与应用》；获江苏省农业科学院科学技术奖二等奖1项：《鲜食蚕豆长季节均衡上市关键技术研究与集成应用》。
以这些专利以及研究成果和实践经验为支撑，目前已总结出蚕豆的育种、栽培、加工、销售等各个环节中的关键技术，并对单项技术进行集成，构建了完整的蚕豆产业技术体系，为蚕豆产业化发展奠定了坚实的基础。
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