我国栽桑科技的展望


叶伟彬
(湖北省农业科学院蚕业研究所武汉 430070)

摘  要 本文根据我国农业技术新革命的要求,分析了我国桑树栽培科学技术面临的问题,发展机遇和潜力,提出了我国桑树栽培科技发展的新思路.
 主题词 栽桑科技 问题与潜力 发展思路

  桑作为家蚕饲料植物,在我国至少有三千多年的历史,桑树栽培技术从历史有记载至今也有二千多年。但将近代的科学理论与实践技术应用于栽桑研究,形成近代桑树栽培学,从十九世纪中叶才开始。
  目前,桑树栽培学在周边学科的影响下,已开始发展成为与一些交叉学科互相渗透、交融的一门自然学科。迄今为止,栽桑之目的,主要是养蚕,最终是为了获得丝绸系列产品。预计进入21世纪后,随着高新科技的发展,人类对自然资源的控制、开发利用能力将会大大增强,尤其是知识经济的崛起,农业科学更加现代化,以养蚕为目的的桑树栽培学,必须经受严峻的时代挑战与考验。为使我国的桑树栽培科技适应时代经济发展的需要,必须正视面临的问题,把握机遇,更新思想,开拓思路,树立蚕业新观念,使我国的桑树栽培科技,一如既往为国家的发展,人民的幸福作出贡献。

  l 桑树栽培科技面临的问题、机遇与挑战

  1.1 面临的主要问题
  1.1.l 栽桑学科专业性强,知识面狭而老化,不能适应21世纪农业科学拓展、创新和现代化的要求。尽管近年来有新兴学科的渗透(如分子生物学、分子遗传学和基因工程等等),但仍无实质性突破,尤其以桑树为研究材料而进行的植物生理、生态、遗传等方面研究少而不深。
  1.1.2 栽桑目的单一,生产环节多,不适应当今收益多样性、资源高增值的要求。由于栽桑目的是养蚕制丝织绸,桑叶本身尚不能如同粮、果类直接被人类食用,加之从生产桑叶到生产丝绸统揽种植、养殖和加工三业,尤其在目前种、养与加工经营分离的情况下,即使桑叶丰产,但蚕作不稳,也难于取得佳效。桑树的综合利用虽有开展,但多未形成产业化,效益甚微。
  1.1.3 蚕桑在事关国计民生的农牧业中比较地位较低。由于我国土地资源紧缺,国家在处理农业与粮食问题上,采取粮食优先的决策。桑树与粮、棉、油等均是占地产业,但从国民的切身利益出发,与粮、棉、油比较,种桑的实际地位要次,获得的支持力度相应要低。
  1.1.4 栽桑学科的物质技术基础薄弱。由于蚕桑在相当长的时期内处于传统农业的低效密集型生产和条块分割的分散经营方式,加之蚕桑生产上“重蚕轻桑”的思想影响,实际投向种桑的资金相对要少,进而导致桑树研究的设备简陋,手段落后,研究力量薄弱,基础研究滞后。农技人员转行严重,成果转化率低,很不适应现代农业革命的需要。
  1.2 机遇与挑战
  改革开放以来,我国的农业科学技术有很大的发展。在农业科学方面,通过与生物科学的交融、更新和开拓,从理论、方法、技术手段上加速更新。目前,我国传统农业科学及基础学科(如遗传学、育种学、土壤肥料学、作物栽培学、畜禽饲养学等),已发展形成交叉学科(如农业生物学、农业物理学、农业气象学、农业工程学等),并促进了农业新的分支边缘学科的构建(如农业生物工程学、农业能源学、农业环境学、农业信息学、太空农学等)。从而在学科分化和综合的基础上,整体水平,学科结构,应用领域方面,已把我国农业科学推向一个新的发展阶段[1]。在农业技术与应用方面,也有突破性进展。如作物栽培育种,田间管理,主要农作物病虫害防治及生物技术等都有可喜的进步,并产生了巨大的社会经济效益。据有关资料介绍,仅推广“三系”配套 籼型杂交稻年平均增产稻谷约125亿公斤;推广粮食作物病虫害综防技术,每年挽回粮食损失150亿公斤;利用组培技术已选出40多个作物新品种(系),其中水稻、小麦、烟草等已用于生产。果树、蔬菜、花卉、马铃薯脱毒快速繁殖已实现了商品化,产业化。利用基因工程已获得一批转基因植物,其中抗棉铃虫棉花、抗黄矮病小麦、抗青枯病马铃薯已进入田间试验示范[2]
  我国的桑树栽培科技,也有长足的进步,有些方面已开始与分子生物学交融。如DNA多态性研究、组培技术、基因工程等已应用于桑树研究,并获得阶段性进展[3][4][5]。但从整体水平说,仍然停留在传统的桑树栽培学水平,新的技术应用少,尤其是生产上应用的实用 技术无大的突破。
  江泽民指出:“我国要进行一次新的农业技术革命”。这场革命,从农业科学技术角度看,是以现代化技术,特别是用高新技术去改革和代替传统的农业技术体系。目前,世界科学技术突飞猛进,一个以知识和信息为基础的全球化市场经济已在形成。高技术的发展,各学科的进步,尤其是农业科学与生命学科等多学科的交融,以及农业新观念的形成与确立,对整个自然学科来说,是社会进步和生产力发展的必然结果。而对仍然处于传统的桑树栽培科学技术而言,既是挑战又是机遇。

  2 栽桑科技发展的巨大潜力

  2.1 桑是一个具有广泛实用和研究价值的物种
  我国劳动人民在漫长的生产实践中已有广泛的了解。目前,我国收集的桑种质资源已逾2600多份,在整个群体中,形态各异,多姿多彩,用途广泛。不仅根系发达,适应性强,适栽范围广,而且耐剪伐,年间可多次采伐,可按人们的要求养成各种树型。桑叶产量是目前木本叶用饲料植物中,产量最高的树种之一。桑叶中内含物质丰富,干物中的粗蛋白含量达20-30%,可溶性糖10%左右,还含有比较全面的人体所需要的氨基酸和微量元素。除桑叶外,桑 椹、枝、根也具众多用途。同时,桑还是一种理想的基因受体,生物技术在桑树上的应用前景看好。
  2.2 桑作为木本植物叶片资源开发前景广阔
  首先,由于丝绸的新用途不断开发,人们对丝绸服饰的保健作用认识加深及经济的发展,消费水平的提高,丝绸的消费量未来仍然会稳步增长。作为家蚕饲料的桑叶,在行业中的基础地位在相当长时期内仍不会改变。其次,除家蚕饲料外,桑叶还是其他畜禽动物乃至人类潜在的饲料(食品)及其添加剂。
  2.3 桑叶的增产潜力巨大
  我国目前低产桑园年亩产叶量不足500公斤,而高产桑园达3000公斤以上,产量的悬殊越大,增产的潜力也越大。此外,桑树的光能利用率仅为l%左右,氮肥利用率徘徊在10—20%之间,光与肥的利用率也大有潜力可挖。

  3 栽桑科技发展的思路

  21世纪我国蚕桑的发展出路,在于确立蚕桑发展的新观念,依靠科学技术的进步。在经营管理上,要从传统粗放的种养方式,转变为集约型的、农工商综合的经营方式;在科学技术上,要用现代的高新技术,改造传统的栽桑养蚕技术;在资源的利用上,要由传统的二元化种养业,向蚕、桑、丝及其综合利用乃至生物技术产品等多元化开发利用方式转变;在投入方式上,从注重物质投入的资源型产业, 向既重视物质投入,更重视智力投入的知识型产业转变。从这一新观念出发,21世纪栽桑科技发展的重点应是:
  3.l 以新的农业科技革命为动力
  从桑树栽培学的内容上,进一步强化与自然科学,社会科学、技术科学、经济科学的渗透、交融,用高新技术武装传统的栽桑技术,使桑树栽培学科的整体水平与现代化相适应。在科技方面,把桑树种质资源的研究作为重点,开展桑的DNA多态性分析,建立基因标记图,开发桑树标记育种技术。进一步弄清桑的进化演变过程及其主要性状的遗传规律。弄清桑的生长、发育、生殖和营养代谢机理,逐步建立生理调控技术规程,确保桑种质资源的持续、充分利用。
  3.2 按照资源的利用目的,选育和塑造桑的新品种、新类型
  重点选育生长快,耐剪伐,叶质优,产叶量高,适于草本化栽培的桑品种;选育适于机械收获的条桑育品种,与省力、高效养蚕技术体系相配套。此外,还要选育适于美化环境观赏型的桑品种和适于食用、饮料加工的果桑品种,提高桑种的利用价值。
  3.3 拓宽桑叶资源新用途
  研究桑叶饲养畜禽及作为人类食品添加剂的效能及其开发的技术工艺;探索桑树各器官的药用价值及其对人体的保健功能。对已具基础的桑的开发项目如食用菌、桑椹饮料、桑叶粉沫食品、桑 椹色素等,要不断深化完善,使之形成产业化规模。
  3.4 建设水土保持型生态桑园,发展生态蚕业
  我国水土流失面积达367万平方公里,占全国土地面积的38.2%,每年流入江河湖泊的泥沙50亿吨,其中黄土高原平均流失表土 3.5cm,流入黄河 12亿吨泥沙;长江流域水土流失面积56万平方公里,流入三峡的泥沙有5亿吨[6]。由于水土流失,导致生态环境脆弱,水旱灾害频繁。桑树是多年生乔木植物,有强大根系,对自然环境适应性强,有治理水土保护环境,涵养土壤的作用。水土保持型生态蚕业,运用生物系统中各生物种充分利用空间和资源生物群落共生,多种成分相互协调和相互促进的功能及物质和能量多层次、多途径利用、转化的原理,从而建立合理利用自然资源、保持生态稳定,形成高效的蚕业生态系统,达到提高生态效益,经济效益和社会效益之目的。不仅能合理配置土地资源、解决发展蚕桑与粮食用地矛盾,还能解决部分人员就业,是对蚕业研究及蚕桑生产的拓宽,也是促进农业持续发展的重要措施。
  3.5 建立优质、高产、高效栽桑管理技术体系
  这个技术体系以密植高产桑园和立体桑园管理模式为基础,并加以完善和提高。配之桑树良种、桑园节水,免耕或少耕,平衡施肥,桑病虫害防治技术而构建。同时建立栽培、病虫害测报,土壤诊断专家管理系统,使整个技术管理体系,逐步趋于集成化、自动化、智能化、网络化。
  3.6 应用生物技术,创造全新的产品
  桑树是基因的良好受体,且具易繁殖、生长快,耐剪伐、产叶量高,可多次采叶的特点。如果把桑树与医药结合形成一个组合产业,其经济效益,社会效益将有大幅度提高,对人类的贡献也越来越大。从现代生物技术的威力看,转基因植物可以准确地传录和表达控制人类蛋白生成的敏感信息。虽然在农作物体内开发人类抗体药物,较在动物细胞内培植的时间要长,但投入的启动资金要少得多。据报道,以色列希伯莱大学的科学家已成功地利用基因工程技术,将病毒蛋白质基因、植物的抗病毒基因和人体干扰素基因转移到作物中,创造出新的抗病毒转基因作物。用转基因的马铃薯生长出人造血清蛋白,用转基因烟草和番茄生产胰岛素[7]。可以说,利用现代生物工程技术,在桑树植株内开发人的抗体物质是完全可能的。一旦成功,单纯生产桑叶养蚕的传统桑树栽培学科,就会充满生机,就会有本义上的改变。

             (本文选自中国蚕学会“桑树优质高产栽培学术讨论会”论文)

                                 主要参考文献
   [1]卢良恕.21世纪我国农业科学技术发展趋势与展望.中国农业科学, 1998, 31  (2): l-7   [2]吕飞杰.中国农业科学技术展望.中国农业科学.1997,30(l):l-6
  [3」管志文等.农杆菌携带柞蚕抗菌肽基因转入桑树研究.蚕业科学,1994,2(l): l-6
  [4」冯丽春等.桑树栽培种的随机扩增 DNA多态研究.蚕业科学,1996,22(3):135一139
  [5] 林寿康.桑树组织培养概论.蚕桑通报,1992,(1):1-4
  [6]杨汝岱.加速水土流失的综合治理.光明日报,1999,2,26
  [7]缪坚人等,生物工程 21世纪的主流产业,科学时报,1999,4,12,