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小麦首席科学家刘录祥:我国小麦种业发展不会被“卡脖子”!航天育种优势大

2022-08-03 09:00     来源:中国经济周刊     航天育种诱变育种

据国家统计局发布的数据显示,2022年,全国夏粮总产量2947.8亿斤,比上年增加28.7亿斤,增长1.0%;其中小麦产量2715.2亿斤,增加25.7亿斤,增长1.0%。这也意味着,在克服冬小麦晚播、农资价格上涨和国内疫情多点散发等不利因素影响后,我国最终迎来了2022年的夏粮丰收。

从2021年夏天的河南暴雨到北方罕见的秋汛,再到各地经历反复的新冠肺炎疫情……我国夏粮依旧取得丰收,这背后有哪些故事?

《中国经济周刊》记者专访中国农业科学院作物科学研究所副所长、国家小麦产业技术体系首席科学家刘录祥,解读2022年小麦颗粒归仓背后的故事。

小麦首席科学家刘录祥 《中国经济周刊》记者 马铭悦I摄

10000余名专家和百万名农技人员用科技壮苗

“今年夏粮小麦实现抗灾夺丰收,可以说是人特别努力、天比较帮忙。”7月14日,农业农村部种植业管理司司长潘文博在发布会上如是表示。

2021年秋天,一场罕见秋汛,造成全国1.1亿亩小麦晚播了大概15天,差不多占全国小麦面积的1/3,因此,业内认为,2022年小麦生产从一开始就面临开局不利,前期形势十分严峻的问题。

问:晚播半个月对小麦意味着什么?

刘录祥:在环环相扣的小麦生产中,耽误农时就可能影响一季。去年不仅仅是时间上晚播15天,整体晚播面积也超过三分之一,特别是晋、冀、鲁等五省受秋汛影响严重,小麦长势偏弱面积近1亿亩,苗情不容乐观,这让我们的工作面临空前挑战。

具体讲两个例子,因为播种晚,一部分小麦在越冬前出现了“一根针”“土里捂”的现象。

什么是“一根针”呢,这是说小麦刚发芽是一根细细的幼苗,在越冬之前和之后,会集中分蘖两次,越冬前的分蘖更重要,开春后还是“一根针”,说明越冬前没有分蘖,或分蘖情况较差,越冬后再弥补,就非常困难。“土里捂”更麻烦,说明越冬前播下去的小麦种子没有出苗。根据我们当时的数据分析,彼时小麦越冬期弱苗比例是近年来最高的一年。

问:后期做了什么工作才把时间抢回来?“科技壮苗”具体到小麦生产,是怎么样实施的?

刘录祥:农业农村部组织体系专家制定促弱转壮技术预案,绘制1.1亿亩晚播麦、900多万亩“一根针”和148万亩“土里捂”的苗情分布图,而且中国农科院,河北、山西、山东、河南和陕西五省农业科教部门,带动江苏、安徽、甘肃、湖北等省区10000余名专家和百万名农技人员深入到地方一线,挂图作战,身体力行。

以中国农科院为例,自今年2月14日以来,我们会同农业农村部相关司局单位共同启动冬小麦“夺夏粮丰收专项行动”,参与河北、山西、山东等五省晚播冬小麦促弱转壮科技支撑工作。还通过抖音、快手等平台录短视频,用最直观的形式指导农户早春管理。

经促弱转壮之后,原本的三类苗,大部分转化为一二类苗。加上去年冬天到今年春天,日平均气温比往年高了1到2,几个月下来,积温比往年高出100多摄氏度,一些地方晚播造成的弱苗,有了转壮的条件。同时,病虫害发生程度较轻,也为丰收打下了基础。

问:粮食安全是关系国运民生的压舱石,对今后小麦种植有何建议?

刘录祥:一是政策保障稳定种麦热情。健全农民种麦收益保障机制,加大惠农政策支持力度,稳定农民和新型经营主体的种麦积极性,筑牢小麦安全生产基础。二是科技创新提升小麦单产。大力推进资源高效型(节水、节肥、耐逆、抗病)和优质(强筋、弱筋等)小麦新品种研发,集成创新一体化绿色高质生产技术,促进全国小麦单产和总产稳步提升。

我国小麦种业发展不会被“卡脖子”

小麦是我国四大主粮之一,我国也是世界上最大的小麦生产国和消费国,根据中国农业农村部数据显示,2020年中国小麦产量为13425万吨,同比上升0.5%;2020年中国小麦单位面积产量为5742公斤/公顷,同比上升2%。

问:我国小麦生产在国际上处于什么水平?

刘录祥:小麦主要生产国按照种植面积依次是印度、俄罗斯和中国。去年我国总产量是1.369亿吨,排名第一。

经过几代育种人的努力,我国的小麦产量已从20世纪80年代亩产350公斤提升到现在的亩产800公斤 “时可见到”。今年从各地收获情况来看,一亩地增产50~100公斤是普遍现象,河南还创造了亩产981.1公斤的丰产记录。我国小麦单产要显著高于印度、俄罗斯、美国和澳大利亚,我国小麦的品质也在追赶发达国家,强筋小麦、中筋小麦、弱筋小麦……无论是蒸馒头、包饺子,还是烤面包、做饼干,咱们老百姓有多样的选择。

问:种业是农业的“芯片”,我国小麦在种业方面发展如何会不会出现“卡脖子”的状况?

刘录祥:小麦在我国是第二大口粮作物,种植面积常年稳定在3.5亿亩,2021年亩产387公斤。我们的目标是到2030年,小麦亩产能达到430公斤,产能由现在的1.3亿吨增加到1.5亿吨。

农业现代化,种子是关键。首先要有良种,这就要求种业科技要自立自强,种源自主可控。当前我们小麦良种的贡献率在50%以上,这就意味着抓住了种子就抓住了要害,可以自豪地说,我们在小麦育种方面一直处于领先地位。总体来讲,我国在口粮方面是绝对安全的。我国的水稻、小麦品种拥有100%的自主权,在品种推广、单产提升以及总产量增加等方面都是全世界领先的。

被宇宙粒子幸运洗礼过的小麦种子

前不久,在太空出差183天的神舟十三号乘组顺利返回地球。和三位航天员一起回家的,还有12000颗种子,被网友誉为是被宇宙粒子幸运洗礼过的种子。

在中国农业科学院作物科学研究所大厅,展示着一排排装在透明罐子里的太空种子。其中“鲁原502”“航麦247”“航麦501”等系列小麦品种就曾经拿到过太空旅行的珍贵“船票”,这些都是刘录祥和其团队经过十几年辛勤培育的太空品种。

曾经去过太空旅行的小麦种子 《中国经济周刊》记者 侯隽I摄

问:当一粒种子进入浩瀚太空,会经历怎样的奇妙旅程?这些被网友们称为“天选之种”的小麦种子有什么样的选择标准呢?

刘录祥:太空育种,也称航天育种、航天诱变育种,是利用太空的特殊环境诱使植物种子发生基因变异,进而选育植物新品种、创造农业育种材料、丰富基因资源的育种高新技术。与传统育种技术相比,太空育种最大优势在于空间诱变材料的有益变异率高、育种周期短,可在相对较短时间内创制出高产、早熟、抗病等性状优良的种质资源。

简单来说,让种子先“上天”再“入地”,经过筛选、鉴定、杂交等,最终形成新种质资源和新品种的过程就是太空育种。而要培育出比较成熟的品种,至少要8~10年时间。首先,要进行4到5年的变异筛选、稳定以及比较的过程。之后,还有4~5年的规定动作,即连续2年的品种比较试验,合格再升级为2年的品种区域试验和1年的生产试验。

利用航天突变系“9940168”和“济麦19”进行常规杂交后系统选育出的高产小麦新品种“鲁原502”,年最大推广面积超过2000万亩,累计推广面积近1亿亩,2018年成为我国第二大主推小麦品种,也因此获得了2019年国家科技进步奖二等奖。

问:目前,生物育种技术在提高农作物产量上的潜力巨大,我国生物育种发展水平如何?未来该如何发展?

刘录祥:生物育种是现代种业的核心,已成为保障国家粮食安全的核心关键技术。目前,发达国家已开始迈入“生物技术+人工智能技术+大数据”深度融合的“生物育种4.0”时代。我国的作物生物技术育种发展势头强劲,目前水稻生物育种研究引领国际前沿,小麦生物育种处于并跑阶段。我国尚处于从“生物育种2.0”向“生物育种3.0”迈进的阶段。因此,加速生物育种科技创新,强优势、补短板,确保种源自主可控,对实现高水平种业科技自立自强具有重大意义。

推动生物育种技术的未来发展,要加快启动实施国家生物育种重大项目。聚焦关键性物种,加强种质资源精准鉴定,强化重要性状分子机理解析;研发源头创新的全基因组选择预测新模型等,攻克人工智能设计等前沿关键技术,构建起精准高效生物育种技术体系;培育满足农业高质量发展、市场多样化需求和国际竞争需要的突破性新品种,有序推进产业化,使我国成为生物种业科技强国,为实现乡村全面振兴和农业农村现代化提供坚实的科技支撑。

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