华南农业大学拥有悠久的荔枝研究历史,到2005年时在校内三区、长岗山区共有三大片荔枝园作为教学科研基地,面积上百亩,拥有数十个荔枝品种,最高树龄达70多年。因发展需要,三区地块全部被利用建设了嵩山住宅区、研究生宿舍和农科类学院的教学科研楼。2001年长岗山荔枝园重建为荔枝品种园,重新收集保存了国内外荔枝品种80多个。为了能够开展栽培生理与技术研究,2013年在推倒杨桃园之后建设了此荔枝栽培实验园。
建立本荔枝栽培实验园的具体目的是:
为本科教学中荔枝生物学实验和实践提供现场教学场地;
为研究生开展荔枝生理生态、栽培技术、采后处理等研究提供实验场地和试材;
为荔枝产业界提供技术试验示范、培训与服务基地,打造现代化荔枝种植示范园区,服务三农;
根据现代农业发展趋势,打造机械化、自动化和基于数据支持的智慧果园;
作为农业科普教育基地。
荔枝栽培实验果园全貌(2018年6月)
一、建园过程
整地。园地有两个梯级,梯级宽度约10m,总面积约1500m2。果园于2012年11月整地,清除原有杨桃树、挖除所有树根。按照6m的距离确定行向,标记后用挖掘机开挖宽度、深度各1m的壕沟。底层填入杂草、树叶等有机质,混合有机肥和复合肥25kg/m之后回填成30cm高的条带。
荔枝园整地过程(2012年冬)
种植。荔枝苗为压条苗,在瓦盆内提前进行整形和培育。2013年2月28日定植。按照2.5m的株距确定定植穴位置。选择‘桂味’、‘糯米糍’、‘怀枝’三个品种,根据随机区组原则划分为3个小区,每个小区每个品种种植8株,共种植‘桂味’41株,‘糯米糍’、‘怀枝’各23株,‘妃子笑’14 株、黑叶2株。全园共种有荔枝树103株。
种植前的荔枝苗
种植后第一年(2013年)末的荔枝树(上)和果园(下)
第二年(2014年)末的果园
第三年(2015年)末的果园
第四年(2016年)末的果园
第五年(2017年)末的果园
第六年(2018年11月)的荔枝园
设施设备安装。
(1)2013 年5月24日在园地一角配置一个工具房、一个5000m3贮水罐,配置,安装滴灌管道等水肥一体化设施。
(2)10月1日姚丽贤教授购置的一套土壤墒情监测站安装在荔枝园,可监测和自动记录距离树干20~120cm和据土表20~100cm深度处的土壤温度和湿度以及果园大气温度和湿度。
(3)12月在种植行搭建四排镀锌柱高4.5m,间距5.0m,立杆间用钢丝固定,在每棵荔枝种植位置立包塑不锈钢管,用于植株整形,研究荔枝创新种植制度,试验树冠形态与成花坐果的关系等。
(4)田间布置取电箱,用于生态监测、田间数据采集等。
(5)建设省力化栽培平台,2017年购置了轻型挖掘机、自走式喷药机和乘坐式割草机各一台。轻型挖掘机铲斗宽度250mm,行走速度约2 Km/h,爬坡能力30°,最大垂直挖掘深度≥1800mm,最大挖掘距离≥3720mm,最大地面挖掘距离3560mm;自走式喷药机前进速度1.4-12.7km/h,机体最外侧最小旋转半径2.2m,药剂箱容量 500L,最大喷雾量31.5L/min;割草机为乘坐式,超低身设计,提高果园内作业的通过性,超长割刀的割草高度可调,提高割草效率,每小时割草4500㎡,可割除3m的灌木及茅草。
(6)2017年购置美国CID公司原位根系动态监测系统(型号 CI-600),在果园安装根管,用于研究荔枝根系生长发育的可视化与冠根关系。
(7)2018年5月安装果树防病虫隔离围网,克服传统果树化学防治虫害的技术缺陷,对成片果树进行隔离保护,设施安装后不影响日常农事操作。防虫网由桩柱地基、桩柱、立柱、隔离网、钢丝、卡簧组成,桩柱间隔4m,桩柱地基在隔离区边角以及立柱适当间距,以水泥墩夯实基础,固定在水泥墩中的支架以螺丝与立柱连接,牢固且方便拆卸。立柱和钢丝作为果园隔离的支架,立柱高度根据树高、害虫飞翔特点,比周边的树高1m以上,钢丝串联立柱后通过活结固定,立柱围绕隔离区域一圈排布,距离种植行3米以上,方便果园机具通过和农事操作。隔离网选用20~30目添加防老化剂的白色尼龙网,以卡槽卡簧把隔离网固定在立柱上,使形成一个比树高1m以上,四周密封,顶上留空的隔离区域。在隔离网一侧设有门状的内外两开拉链,形成一个供进出的门。
荔枝幼树覆膜保湿(2014年)
荔枝园储水罐
荔枝园施肥罐控制室
荔枝园机具房
设于果园内的电源插座
根管埋设方式
土壤生态监测设备
二、在荔枝园应用的技术和模式
适用于高效机械管理的宽行窄株种植及篱壁形整形修剪模式。
荔枝树形
绿色环保安全的病虫分区隔离栽培技术模式。
防虫隔离网安装后的果园外观
省力化荔枝栽培果园的机械割草、自走式机械喷药、土壤机械施肥等机械化技术。
挖掘机用于施肥和改土
割草机使用情况
喷药机使用情况
生态环保的果园生草护坡技术。
幼树期间斜坡覆盖
种植剑豆覆盖和改土实验(2017年)
三、开展的主要实验研究
(一)荔枝秋梢生长节奏及其对成花诱导的影响机制,枝梢生长调控技术试验。
(二)低温诱导花芽分化的生理机制和水分胁迫补偿效应研究。
(三)荔枝开花生物学及其与坐果的关系。
(四)‘桂味’、‘糯米糍’荔枝枝叶、花、果实生长与养分需求标准。
(五)环割促进荔枝开花机制研究。
(六)油菜素内酯与荔枝成花以及花芽分化期间抗寒性研究。
(七)暖冬条件下荔枝成花生物学及ABA调控。
(八)荔枝花挥发性成分研究;
(九)荔枝花蜜分子标记研究;
(十)荔枝生长发育物候及成花和坐果等生物学数据的年度观察和记录;
(十一)荔枝花性分化及花瓣缺失的分子机制;
(十二)荔枝成花逆转的生理机制及其调控。
(十三)荔枝根系生长发育的可视化与冠根关系。
(十四)荔枝果实品质标准。
(十五)荔枝省力化、科学化、安全化栽培技术模式。
四、主要成果
(一)‘桂味’、‘糯米糍’、‘怀枝’三个品种2015-2018年度雌花花期及开花动态。
(二)‘桂味’、‘糯米糍’、‘怀枝’荔枝的年度秋梢生长量和花穗生长量进行调研,掌握其生长量指标和养分指标。几种主要元素的需求量指标。
‘桂味’、‘糯米糍’、‘怀枝’叶片矿质元素养分含量标准值范围
项目 | N | P | K | Ca | Mg |
含量(g/kg) | 16.48~20.65 | 1.82~2.26 | 8.80~11.88 | 1.87~3.20 | 1.05~1.60 |
(三)防虫设施及自走式喷雾机使用示范:
荔枝园安装防虫设施和应用自走式喷药机之后,管理成本大大降低,喷药从每年12次减少到4次,成本从4860元减到600元。
防虫措施 | 喷药次数/年 | 单次农药成本(元/亩) | 人工成本(元/次) | 总成本(元/年) | 可节约成本(元/年) |
未安装防虫设施+人工喷药 | 12 | 60 | 270 | 4860 | — |
未安装防虫设施+机械喷药 | 12 | 40 | 60 | 1800 | 3060 |
安装防虫设施+机械喷药 | 4 | 40 | 60 | 600 | 4260 |
(四)乘坐式割草机使用示范:自2018年3月开始使用乘坐式割草机,杂草高度达50cm进行割草,调节割草机割刀高度,割至离地约15cm,夏季每个月割草一次,其他季节每两个月割草一次,每次割草单人仅需1个小时。
(五)“桂味”果实参加“农业农村部荔枝标准化生产示范园联盟”举办的“2018年中国优质荔枝擂台赛”,未检出农药超标,获三等奖,在全部23个送检桂味品种中,TSS值为19.12%,颜色分值12分排名第1。
‘桂味’果实各项主要品质指标得分情况
平均单果重(g) | 果皮+种子重 | 可食率(%) | 焦核率(%) | TSS(%) | 颜色分(8-12) | 口感分(8-12) | |||
17.72 | 4.32 | 75.53 | 90.00 | 19.12 | 12.00 | 11.33 | |||
(六)对果园物候数据进行整理和计算,获得主栽品种桂味和糯米糍物候期的平均数据,可用于物候期预测和指导养分、水分和树体关键技术管理。
五、成花结果情况
荔枝园2015年春季开始有少数植株和枝条开花;2016年开始收获少量果实;2017年因天气异常,桂味和糯米糍成花极少;2018年各品种全面开花结果,桂味和糯米糍收果近700kg,平均株产超过10kg,且品质优异。
2015—2018年度荔枝树开花结果情况
六、科普及技术交流活动
自2013年基地建设到2018年,每年国家荔枝龙眼产业技术体系会议期间,体系岗位专家及站长都会来园参观考察,交流荔枝果园建设管理。
2017年全国荔枝示范园联盟成立大会期间,近50名参会代表到园考察学习。
2018年国家桃产业技术体系首席、北京市农林科学院姜全研究员,国家葡萄产业技术体系岗位科学家、上海交通大学王世平教授来园考察交流。
国家桃产业技术体系首席、北京市农林科学院姜全研究员指导荔枝树整形(上,2014年12月)并回访荔枝园(2018年5月)
2018年6月14日,果实采摘期,华南农业大学幼儿园铃儿花班20位小朋友、5位家长代表和教师来园参观学习,小朋友们了解荔枝树、荔枝园,观摩机械耕作,坐上机械拍照,亲手采摘荔枝,收到极好的效果。
2018年四川省荔枝产区宜宾县副县长及局长罗家帮来园考察学习。
七、承担科研项目
1. 国家荔枝龙眼产业技术体系果园生理与生态岗位(CARS-32)建设基金。
荔枝和龙眼属典型亚热带常绿果树,主要商业栽种于纬度17-30度和海拔1000m以下地区内,在热带地区常因缺乏冬季低温而不能成花,在高纬度高海拔地区则可能因低于零下2.5oC低温而不能存活。在现栽培区各品种在不同年份也常因秋旱、暖冬湿冬、长冬、春季低温阴雨等逆境而出现“冬梢”、成花诱导不足、花分化不良(“冲梢”)、花而不实、果实发育不良等问题。
针对产业相关的技术与理论问题,“栽培生理与生态”岗位定位是,通过生物学与生态学研究和新产品新技术研发,为荔枝和龙眼绿色、节本、优质高效栽培提供生物学支撑和技术支持。
岗位工作重点是:研究荔枝与龙眼枝梢生长与根系发育节奏与成花坐果调控技术,包括枝梢顶芽萌动和“临时休眠”的发生机理,探索生长节奏的影响因素和调节技术,探索低温、水分胁迫和化学因素诱导成花中涉及的信号转导和成花基因表达,研究花芽分化中花芽原基发育和叶芽原基退化(“冲梢”)的机制,揭示顶芽发育方向变化调控的机理,研究根系发育、根-梢物质与信号交流等,揭示成花诱导、落果和裂果与根系关系,研发调节枝梢生长、成花与花分化、授粉受精和果实品质发育的新技术。研究荔枝和龙眼器官发育对逆境的响应机制,探讨抗逆性状形成的机理,开发应逆技术。
2. 荔枝安全高效生产技术示范
3. 荔枝新品种引种与示范
4. 通过体系机制进行荔枝龙眼产业大数据建设
八、发表论文
1. 李宁,陈厚彬,张昭其,胡志群,周碧燕(通讯作者). 荔枝LEAFY同源基因克隆及表达分析. 华南农业大学学报,2013,34(1):57-61
2. 鲁勇,吴楚彬,陈厚彬,胡志群,张思,周碧燕(通讯作者). 不同发育时期的荔枝花芽冷敏感性比较. 果树学报, 2013,30(1):115-120
3. 武竞超,胡志群,卢少云,张红娜,陈厚彬,刘伟伟,周碧燕. 柱花草浸出液对荔枝幼苗生长的影响. 中国南方果树, 2013,42(5): 15-19
4. Liu W-W, Kim H-J, Chen H-B, Lu X-Y, Zhou B-Y(通讯作者). Identification of MV-generated ROS responsive EST clones in floral buds of Litchi chinensis Sonn.Plant Cell Reports, 2013, 32:1361–1372
5. 陈厚彬, 苏钻贤, 张荣, 张红娜, 丁峰,周碧燕. 荔枝花芽分化研究进展. 中国农业科学,2014,47(9): 1774-1783
6. 张荣,吕华强,姜子德,杨亚楠,万诚业,陈厚彬. 落花落果对荔枝园霜疫霉初侵染源萌发的作用. 中国植保导刊, 2014, 34(3): 13-16.
7. 张荣, 陈俊巧, 姜子德, 陈厚彬. 荔枝霜疫霉游动孢子及卵孢子生物学特性研究. 热带作物学报, 2014, 35(6): 1172-1176.
8. Lu X, Kim H, Zhong S, Chen H , Hu Z, Zhou B. De novo transcriptome assembly for rudimentary leaves in Litchi chinesis Sonn. and identification of differentiallyexpressed genes in response to reactive oxygen species. BMC Genomics, 2014,
15:805
9. Yang H-F, Kim H-J, Chen H-B, Rahman J, Lu X-Y, Zhou B-Y. Carbohydrate accumulation and flowering-related gene expression levels at different developmental stages of terminal shoots in Litchi chinensis. Hortscience, 2014, 49(11):1-11
10. Zhang H-N, Wei Y-Z, Shen J-Y, Lai B, Huang X-M, Ding F, Su Z-X, Chen H-B. Transcriptomic analysis of floral initiation in litchi (Litchi chinensis Sonn.) based on de novo RNA sequencing. Plant Cell Reports, 2014, 33:1723-1735
11. Liu W-W, Chen H-B, Lu X-Y, Rahman J, Zhong S, Zhou B-Y. Identification of nitric oxide responsive genes in the floral buds of Litchi chinensis. Biologia Plantarum, 2014 (in press)
12. Liu W-W, Chen H-B, Lu X-Y, Rahman J, Zhong S, Zhou B-Y. Identification of nitric oxide responsive genes in the floral buds of Litchi chinensis. Biologia Plantarum, 2015, 59: 115-122
13. Ding F, Zhang S, Chen H, et al. Promoter difference of LcFT1 is a leading cause of natural variation of flowering timing in different litchi cultivars (Litchi chinensis Sonn.)[J]. Plant Science, 2015, 241: 128-137.
14. Shen J, Xiao Q, Qiu H, Chen C, Chen H. Integrative effect of drought and low temperature on litchi (Litchi chinensis Sonn.) floral initiation revealed by dynamic genome-wide transcriptome analysis. Scientific Reports. 2016, 6(32005): 32005.
15. Wang C, Lu P, Zhong S, Chen H, Zhou B. LcMCII-1 is involved in the ROS-dependent senescence of the rudimentary leaves of Litchi chinensis. Plant Cell Rep. 2016.
16. Yang H, Lu X, Chen H, Wang C, Zhou B. Low temperature-induced leaf senescence and the expression of senescence-related genes in the panicles of Litchi chinensis. Biologia Plantarum: 1-8.
17. 张红娜, 苏钻贤, 陈厚彬. 荔枝成花期诱导性低温对其叶片光合特性的影响.广东农业科学. 2016(10): 59-63.
18. 张红娜, 苏钻贤, 陈厚彬. 荔枝成花诱导期幼叶和成熟叶光合功能的比较.中国南方果树. 2016(05): 62-64.
19. 张红娜, 苏钻贤, 陈厚彬. 荔枝花芽分化期间光合特性与碳氮物质变化. 热带农业科学. 2016(11): 66-71.
20. Zhang, Hongna ; Shen, Jiyuan ;Wei, Yongzan ;Chen, Houbin. (2017). Transcriptome profiling of litchi leaves in response to low temperature reveals candidate regulatory genes and key metabolic events during floral induction. BMC genomics, 18(1), 363.
21. Wang, C., Lü, P., Zhong, S., Chen, H., & Zhou, B. (2017). LcMCII-1 is involved in the ROS-dependent senescence of the rudimentary leaves of Litchi chinensis. Plant cell reports,36(1), 89-102.
22. Yang, H. F., Lu, X. Y., Chen, H. B., Wang, C. C., & Zhou, B. Y. (2017). Low temperature-induced leaf senescence and the expression of senescence-related genes in the panicles of Litchi chinensis. Biologia Plantarum, 61(2), 315-322.
23. Lu, X., Li, J., Chen, H., Hu, J., Liu, P., & Zhou, B. (2017). RNA-seq analysis of apical meristem reveals integrative regulatory network of ROS and chilling potentially related to flowering in Litchi chinensis. Scientific Reports, 7(1), 10183.
24. 张红娜, 苏钻贤, & 陈厚彬. (2016). GA 3 和 PP 333 对妃子笑荔枝成花及叶片碳氮营养积累的影响. Journal of Southern Agriculture, 47(12).
25. 张红娜, 苏钻贤, & 陈厚彬. (2017). 3 个荔枝品种盛花期光合特性的比较. 华南农业大学学报, 38(2), 43-47.
26.李婧,肖秋生,申济源,陈厚彬.荔枝花蜜分泌规律及可溶性糖组分和含量的分析.热带亚热带植物学报,2018,26(5):490-496
基地联系人:
苏钻贤,Tel:15011841161,Email: 122009507@qq.com
杨胜男,Tel:13450457964,Email: 21833577@qq.com