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重庆文理学院特色植物研究院院长刘奕清

13年潜心研究攻克生姜“癌症”

发布时间:2018-07-24 | 作者:永川区科协 | 编辑:科协

近日,刘奕清因为培育出脱菌生姜在生姜领域作出突出贡献而当选“科学中国人2017年度人物”,这让他在教师、专家、科技特派员等身份外又多了一层光环。在这些身份中,刘奕清最看重的,却是村民送给他的“姜军”称号,他笑着说:“有一种驰骋‘姜’场的感觉。”

一次交谈后,他与生姜结下不解之缘

2005年春夏之交,永川区科委领导、永川区南大街街道黄瓜山村党总支书记叩开了刘奕清的门。

当年,黄瓜山村姜农种植的生姜大面积感染上姜瘟病,几近绝收。而刘奕清当时在植物组培快繁技术研究方面小有名气,他们想从这里找到防治姜瘟病的“药方”。

尽管学的是农学,但从细分学科上来看,刘奕清对生姜并无特别研究。他一经了解才发现,这里面有太多的学问可做。

一方面,生姜是西南地区的重要调料品种,是多个区县的优势特色产业,市场潜力巨大。另一方面,一亩生姜的产量约7000-8000斤,产地价每斤2元多,亩产值达到2万元,是其他经济作物的好几倍,更是助农增收的重要产业。

然而,由于是无性繁殖作物,生姜在长期田间营养繁育留种过程中,其体内浸染并积累了多种病毒和病原物,导致产量和品质下降,尤其是姜瘟病,每年都给姜农带来重大经济损失。

“姜农们完全是看天吃饭,凭运气。”刘奕清说,生姜的经济价值虽高,但一旦暴发姜瘟病,后果不堪设想。姜瘟病号称生姜“癌症”,一旦暴发就几乎是成片死亡,绝收是常事。而且从几率上看,大概每3年就要暴发一次,这让姜农“想种又怕种”。

“刘教授,我们来的目的就是希望您能研究一下如何让生姜脱菌,降低发病几率,让村民们的收入更稳定一些。”区科委领导说。

“好,我答应你们,这个事情我会研究到底。”略加思索后,刘奕清作了承诺。

为了这一承诺,他一干就是13年。

从实验室到田间,他攻克生姜病害防治三大难关

生姜脱菌,这是个世界性难题。因为生姜属于小品种作物,从事生姜科学研究的人并不多,所以不少预防手段都是缺失的。

刘奕清决定从源头入手,先找到病根。他带着团队,先是在重庆永川、荣昌、江津、璧山、潼南等生姜产区做调查研究,然后又去了山东莱芜、湖南凤凰等地,搜集各地的姜种,对生姜病原物分子进行检测。

几个月下来,刘奕清算是对生姜病害有了比较详细的了解:“生姜的病挺多,炭疽病、叶斑病、茎基腐病等虽然都会让其减产,但一般不会造成姜苗死亡,唯独姜瘟病实在没法预防和挽救。”

怎么办呢?刘奕清确定了技术路线。

首先是从姜种上提取茎尖分生组织。“姜瘟病菌的传播速度没有生姜长势快,所以尖端是没有被感染的,我们就把这一小块组织提取下来,放到培养皿里培养。”刘奕清介绍。

培养皿里有生姜所需要的养分,生姜开始快速繁育,长出一株株小苗。之后,这些小苗被移栽到工厂化的温室环境进行培育,约45天后再移入田间。

“我们的原理是增强姜种在母体里的抵抗力和防疫力,从而达到抗病的效果。”刘奕清说,他们在这个过程中碰了几次壁。

一是在扩繁时发现叶片发黄;二是叶片呈玻璃化、透明状;三是移栽到田间后,仍会小概率发生姜瘟病。

“第一个问题,我们发现是因为模拟阳光强度过高,对植株产生了伤害,后来通过调低光照强度解决了问题;第二个问题,经查是培养皿里的生长激素过高引起的,我们及时调整了盐分和透水度;针对第三个问题,我们发明了网隔栽培新技术。”刘奕清解释,网隔栽培新技术是他受“非典”防治技术的启发而发明的——通过开沟机将土壤隔成一个个小块,这样即使土壤带病菌,也不会造成姜苗大面积死亡,可把损失降至最低。

通过上千次实验,刘奕清培育了不带病菌的“渝姜1号”“渝姜2号”,并通过网隔栽培新技术隔绝了土壤传播,取得了初步成功。

西南4省市大规模推广种植,带动农户增收180亿元

“一般的学术研究到此就宣告结题了,发个论文,领个奖,后面生产应用的实际效果如何,和专家们就没什么关系了。”刘奕清说,但是他认为,既然生姜脱菌的课题本身就来源于实践,就要一竿子插到底,和田间种植结合起来。

刘奕清说,因为他原本以为被姜瘟病困扰的村民们会欣然接受新品种,然而大多数却持观望甚至怀疑态度。刘奕清决定再次上阵,到田间开展应用研究。

“运用市科委、市农委和市教委的各个项目资金,我们在永川区五间镇建立起了3000平方米的现代农业众创空间和成果孵化平台,让村民们亲眼看到脱菌种姜的经济效益。”刘奕清介绍,以往每粒种姜大约能长出1斤左右的菜姜,价格4元左右,而经过改良的脱菌种姜可以长出1.5斤到2斤菜姜,按照目前市场价格,脱菌菜姜产地价格卖到4元/斤,平均亩产8000斤,每亩销售收入可达3万元以上,比传统种植方法多出1万多元。

渐渐地,刘奕清培育的脱菌种姜得到了姜农们的认可。“种了脱菌种姜后,我每亩地的纯利润比过去翻了一番!”永川姜农王天才笑着说,自己从2011年开始试种脱菌种姜,增收达到了200%。

目前,脱菌种姜不仅成为黄瓜山农民增收致富的重要支柱,而且已在全市大规模种植推广,渝姜1号、2号已占重庆本地产生姜的一半以上,在云南、贵州、四川等地推广种植面积达90万亩,带动农户增收180亿元。

“土壤是最好的保鲜库,也是农业科研最好的试验场。”下一步,刘奕清准备着手研制姜瘟病的疫苗和标准化、机械化种植技术,让更多农民受益。

                                                      永川区科协供稿