科技创新引领 振兴杂豆产业

文|本刊记者 孙洁

高产绿豆“中绿24”

山西省是一个农业小省，但却是一个杂粮大省，素有“世界杂粮看中国，中国杂粮看山西”之说。而杂粮主要包括“豆、麦、粟、薯”，其中“豆”就是杂豆的总称，杂豆产业属于山西省杂粮主导产业之一。

杂豆耐旱、耐脊，是旱区农业的重要作物之一。山西省杂豆产区主要集中分布在高寒山区或干旱地区，而这些地区大部分是脱贫攻坚地区，因此这也是历史和自然相互选择的结果。2017年6月，习近平总书记视察山西时指出，有机旱作是山西农业的一大传统技术特色。要坚持走有机旱作农业的路子，完善有机旱作农业技术体系，使有机旱作农业成为我国现代农业的重要品牌。

乡村要振兴产业必振兴

红芸豆和绿豆是山西省优势特色的两大杂豆，1989年引进的英国红芸豆曾获山西省首届农博会金奖，是山西粮食出口的特色产品。岢岚县是山西省红芸豆主产县，不仅有“中华红芸豆之乡”的美称，还是国家进出口检验检疫总局确立的“国家出口农产品质量安全示范区”。山西绿豆知名品牌有“大明绿豆”“小明绿豆”“怀仁绿豆”等，“大明绿豆”常年畅销日本、韩国以及东南亚等国和地区，“小明绿豆”种植历史悠久、面积大，是全国农产品地理标志。“怀仁绿豆”多次参加全国性农产品博览会，深受广大消费者青睐，2018 年5 月山西省怀仁市被中国粮食行业协会授予“中国绿豆之乡”称号。

“民族要复兴，乡村必振兴”，乡村振兴作为一项系统性全局性战略工程，产业振兴是基础，是关键。

然而，目前杂豆仍然处于“靠天吃饭”的现状，在脱贫地区，杂豆存在优质高产品种单一、混杂退化现象严重等问题，同时杂豆配套的生产栽培管理技术落后、生产的规模化程度低，因此造成产量不稳定；杂豆大多以原粮形式外销，产业精深加工技术滞后，产品附加值不高，产业效益不高，受市场影响较大，最终导致销量不稳定；缺少当地政府支持，很难吸引技术力量雄厚的农业龙头企业支持；市场信息缺乏，品牌和标准、渠道建设投入能力不足，科技创新能力弱，导致难以实现产业升级和延伸，难以获取外部资金支持。

2021年山西农业大学获得“十四五”国家重点研发计划“乡村产业共性关键技术研发与集成应用”重点专项中部省联动项目“杂豆产业关键技术研究与应用示范”项目的支持。

“该项目扎根晋中国家农业高新技术产业示范区，山西大同、吕梁等国家农业科技园区，通过在园区、基地和主产区的示范种植，强化品种技术的示范推广和辐射带动作用，形成可复制、可推广的模式，实现生产的标准化、科学化。”项目负责人说，杂豆产业关键技术研究依托杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室，系统解析杂豆重要农艺性状与功能物质形成以及环境适应性的分子机理与调控网络，挖掘用于杂豆分子设计育种的重要基因资源，为实现我国粮食安全、健康中国和乡村振兴战略目标作出重大创新性贡献。

“杂豆产业关键技术研究与应用示范还聚焦脱贫地区芸豆、绿豆、黑豆等特色杂豆产业，针对山西吕梁山区和燕山—太行边境山区杂豆品种混杂、退化严重，单产水平低，生产管理方式粗放，劳动力投入大、效益不高等主要问题，开展优良杂豆品种适应性筛选与培育、杂豆绿色高效栽培关键技术集成、杂豆病虫害综合防控和水肥药管理技术集成、杂豆精深加工关键技术及产品研发、杂豆新品种及绿色高效生产模式示范。”项目负责人告诉记者，基于在山西省、陕西省、河北省及滇西边境山区适宜性杂豆新品种开展推广示范，实现新品种更新换代；在主产区、在国家级、省级农业科技园区示范推广杂豆水肥高效利用、病虫草害绿色防控、低损耗收获关键技术、优质高效轻简化生产技术，建设高产样板田，形成可复制的模式，并辐射周边产区，带动周边地区杂豆产业发展；针对种植大户、种植能手、县乡农技推广人员开展技术培训，培养新型技术型农民，实现“传统农业变现代乡村产业，传统农民变现代产业型农民”。

科技引领杂豆产业发展新路径

从品种筛选到种植生产，病虫害综合防控与水肥药管理，再到精深加工，振兴杂豆产业环环相扣，需要做好每一个细节。那么，巩固并提升脱贫成果，最终实现乡村特色优势产业的创新和引领，科技创新和产业发展的路径该如何选择？

一是品种筛选和培育。通过收集、引进、鉴定杂豆资源和品种，筛选适宜主产区内种植的优质、高产、广适性的杂豆品种。选用种内种间目标性状突出且互补的种质，采用种间（内）杂交、理化诱变等方式获得分离群体，低代分离群体经春播、夏播繁殖及南繁加代，加快繁殖纯化；高代分离材料进行穿梭育种鉴定选择，并进行产量、品质、抗性及机械化收获特性等测试与评价，选择具有聚合性状与创新目标的新品系。在田间鉴定、多年多点的区域联合试验和适宜性评价的基础上，开展适宜性品种的筛选和培育。

二是优质绿色高效生产模式研究和集成。通过杂豆不同水-肥-药处理、轮作制度、耕作方式的田间试验、筛选与改进，研发杂豆轻简高效、绿色防控、适宜机械化收获等生产关键技术；根据杂豆生产中各主要环节的机械化作业需求，通过PRO/E三维建模、ANSYS仿真分析等计算机辅助设计手段，设计优化新型作业机构，对其运动学及动力学特性进行分析，开发、优化或筛选出适用的低损耗收获等关键装备；开展杂豆共生根瘤菌资源遗传多样性分析，通过采集根瘤进行分离、纯化获得根瘤菌菌株，然后采用IGS 基因的PCR-RFLP分析、16S rRNA 基因序列测定及系统发育分析、持家基因（atpD、recA、glnII）多位点序列分析，以及结瘤基因nodC 系统发育分析等，对分离纯化得到根瘤菌进行分类鉴定，获得地区优势根瘤菌菌株，研究开发高效的根瘤菌菌剂用于实际生产。

三是杂豆病虫害综合防控与水肥药管理研究。研究杂豆作物对水、氮磷钾和微量元素养分需求规律、关键品质的形成规律，建立杂豆高效水肥管理技术体系；以杂豆主要病虫害为研究对象，进行病虫害的田间调查及样品采集，研究发生规律，预测杂豆的病虫害发生、发展。筛选高效低毒、适宜机械化和植保无人机喷施的高效低毒药剂，集成适于优势区域的病虫草害综合防控技术体系；综合田间实测信息、历史同期孕灾环境信息和未来气象变化信息，明确特色杂豆病虫害发生规律，结合多源高光谱遥感和图像处理实现对杂豆病虫害早期识别及杂豆生境参数反演，构建杂豆生产全过程病虫害预警模型，研发基于图像处理和多源光谱遥感的杂豆生产全过程病虫害智能识别与监测关键技术；通过构建杂豆病虫害智能监测大数据服务平台，实现基于大数据条件下的杂豆生长过程中病虫害智能监测。

四是杂豆精深加工关键技术研究方法及产品研发。利用多组学技术、微波、湿法超微、挤压膨化等物理改良技术、GABA等功能因子富集、植物蛋白高效萃取技术、多菌系发酵绿色加工技术等方法和技术，研发适应大众消费以及有助身体机能改善的杂豆功能性主食、方便休闲食品、新型植物基饮品；通过产品的中试放大、产业化加工技术装备研发，建设代表性产品的生产示范线，进行杂豆功能性产品的量产。

五是杂豆绿色高效生产模式示范。实行“高校、科研单位+企业+基地”的研发模式，在筛选或培育适宜性杂豆品种、研发轻简高效绿色栽培技术、集成绿色优质高效生产模式的基础上，充分发挥科技特派员、“三区”人才作用，开展技术培训、现场指导等，培养本土科技人员。在国家级农业示范园区和主产区进行示范种植，强化品种技术的示范推广和辐射带动作用，形成可复制、可推广模式，实现生产的标准化、科学化；将病虫害预警预报、水肥药田间管理技术体系和大数据平台等智慧农业技术体系应用于生产实际；通过以现场会和现场观摩的形式，推广新品种、新技术、新装备、新体系和新模式，同时打造知名品牌和培育龙头企业。