为农业强“芯”的“扬家将”

文摘   2024-07-31 21:00   江苏  



仓廪实,天下安。今年,我国的夏粮产量再创历史新高。作为全国十大小麦主产区之一,长江中下游麦区交出了一份抢眼的成绩单:“扬麦”系列品种新增种植面积近1500万亩,多地亩产超1300斤。数据的刷新,并非朝夕之功,这背后凝结着一代又一代育种人的接续奋斗。种子被视为农业的“芯片”,“扬麦家族”的芯片如何锻造?今天,我们就带您走近中国种业的“扬家将”,来解锁丰收的密码。



六月的苏北大地,满目金黄。在高邮三垛种粮大户陆士斌的600亩麦田里,五台收割机踏着麦浪穿梭、同时作业,一次性完成收割、脱粒等工序。这片麦田种的是农业农村部的主导品种——“扬麦25”,具有抗倒伏、熟相好等优点,测量结果显示,亩产最高达到了600公斤。



种粮大户 陆士斌:总产量在60万斤左右,如果按1块4一斤算的话,它的总价格也在85万了,种的“扬麦”系列的几乎每亩地都能增产到200斤左右。








同一天,盐城市大丰区三龙镇的种粮大户顾茂青也迎来丰收时刻。所不同的是,他承包的近2000亩标准化农田,是第一次种植——“扬麦39”。收获到底如何?对于即将到来的测产,顾茂青跃跃欲试。



种粮大户 顾茂青:今年第一次种,是帮中种(公司)繁种的,总体上这个品种的特性比较好,成穗率比较高,结实率也比较好。






新品种首次大规模种植,南京、扬州的专家特地赶来,测产结果显示:“扬麦39”的亩产达到了近700公斤!顾茂青喜上眉梢,育种专家对于推广前景更是满怀信心。



江苏里下河地区农科所小麦研究室研究员  张伯桥:预计可以在长江中下游地区能够(种植)300万亩左右吧,由于它综合抗性强、适应性好,现在种田大户,各个地方的经销商都非常积极地来推广种植这个品种。







这是我们目前一个正在参加国家生产实验的一个优质弱筋的小麦新品系。
品种的赤霉病抗性是什么级别?
赤霉病中抗。
白粉病呢?
白粉病免疫。
哦,那不容易。







丰收来之不易,每一颗饱满的麦穗都经历了成长的蜕变。追根溯源,我们来到“扬麦”的诞生地。在江苏里下河地区农科所湾头科研基地,近200亩的试验田,被分隔成一块块的“格子田”:种质资源圃、亲本圃、后代选择圃、产量鉴定圃,分别承担着育种不同环节的试验,堪称宝藏级的“田间基因库”。这里的每一粒小麦都有自身的使命,它们要接受育种团队——“扬家将”的反复严选。



江苏里下河地区农科所小麦研究室主任  高德荣:这个田里面(小麦)可能应该有上亿种类型吧,一般人看这个麦子不是一样的嘛,没什么差别,但是在我们的眼里面,每一个品种的细微的差异我们都要把它比较出来。






经过一季的守候,“格子田”的小麦成熟了,亲手培育它们的专家总动员。头戴草帽、穿梭于田垄间指挥调度的,是小麦研究室主任高德荣;驾驶收割机、娴熟操作的,则是一群年轻的博士。他们要确保颗粒归仓,因为在他们看来,每一粒种子都可能是不平凡的个体。



江苏里下河地区农科所小麦研究室助理研究员  高致富:(扬麦)从我们手里面,从低世代慢慢地长大,我们都是精心(呵护),其实比孩子还要操心,慢慢地把它给一步一步抬上来。






育种堪比“养孩子”,一粒种子成为良种前,往往需要8到10年的培育,而从培育到通过审定,再到大面积推广,还要经历漫长的等待,甚至承载育种人一生的光阴,浓缩几代人的心血和韶华。



江苏里下河地区农科所,长期致力于小麦“优等生”的选育。上世纪六七十年代,“小麦育种元老”陈道元瞄准高产,主持培育“扬麦”系列新品种。八十年代,被誉为“南方麦王”的中国工程院院士程顺和一“麦”传承,成功破解了小麦早熟与高产不可兼得的世界性育种难题,两获国家科技进步一等奖。在程顺和的带领下,新一代的育种“扬家将”渐次成长,他们在田头接棒,用智慧和汗水浇灌,促成“扬麦”的不断迭代、进化。


江苏里下河地区农业科学研究所所长  李爱宏:建国以来,我们长江中下游淮南麦区历经的六轮次的主栽品种的更新换代,其中有四次是以我们所里面的“扬麦”品种为主导来完成实现的。






今年57岁的高德荣是里下河农科所小麦研究室的现任“当家人”,他出生在里下河水乡,每逢稻麦收割时节,父母的辛劳,让高德荣印象深刻,他暗自立志,要帮助和父母一样的农民过上好日子。1987年,高德荣如愿考入南京农业大学,毕业后,经学校推荐,来到江苏里下河农科所,成为程顺和院士的助手,从此跟着师父逐梦麦田。程顺和告诫高德荣,小麦育种要遵循两项宗旨,一是“耐得住寂寞”,二是“能解决问题”。所谓“耐得住寂寞”,是说育种工作没有捷径可走,要有不断试错的耐心和攻坚克难的决心。而“能解决问题”,则要求科研人员随时从生态气候变化、国家生产发展需要和人民实际需求的角度出发,为小麦育种工作不断破题。



江苏里下河地区农科所小麦研究室主任  高德荣:应用研究的话,你是面向市场的,培育出我们这个好的品种是你认为好的品种,你要生产户种,种了以后,生产上农民怎么说,种田大户怎么说,农场怎么说,他们会把你这个品种的优缺点完全告诉你。






上世纪七八十年代,国内人口不断增长、国际局势动荡,多重因素要求中国粮食生产必须提供基本保障,也倒逼当时的育种目标以高产为导向。那时,小麦育种以传统方式为主,十分注重“下田实践”的硬功夫,科研人员要和种植户一起下田,实施人工播种,时常一蹲就是好几天。



江苏里下河地区农科所小麦研究室主任  高德荣:到了夏季成熟期,程老师会带着大家下田选种,各地共有上百亩的试验田,需要连续半个多月从早到晚地站在麦田里,还要长时间凝视麦种进行观察对比。






程顺和带领团队先后育成了“扬麦5号”、“扬麦158”等品种,在丰产的同时,兼顾抗病、抗逆等综合性状。里下河地区的小麦亩产,轻轻松松越过千斤大关,而在此之前,只能达到五六百斤。



本世纪初,江苏地区的水稻成熟期和收割时间出现延迟,受此影响,小麦播期不得不推迟,这一变化直接影响小麦的生长。如何破解难题?问题摆在了已经独当一面的高德荣面前,他带领团队着手小麦“耐迟播”的研究,提出“冬前快速生长,后期快速灌浆”的策略。


高德荣:就是说生育期缩短了以后,通过前期快速生长,后期快速灌浆,那么能够弥补生育期缩短的不利效应,实现高产。







经过十多年的探索,2016年,高德荣主持培育的耐迟播、抗倒伏的“扬麦25”出炉,在业界引发广泛关注。

麦种的能级不断增强,但自然界的风险也在加码。2021年,小麦赤霉病席卷苏皖鲁豫等地,重病的田块甚至颗粒无收。


事实上,2000年以来,小麦赤霉病已成为世界性病害,被称为小麦“癌症”,长江中下游和黄淮小麦产区的年发病面积超过1亿亩,占到全国小麦种植面积的四分之一,赤霉病给我国的粮食安全构成威胁。如何战胜这种高等的真菌性病害?里下河农科所的专项攻坚悄然展开。高德荣敏锐地发现,在小麦的基因组中,抗病性和丰产性通常难以兼得。
江苏里下河地区农科所小麦研究室主任  高德荣:每年我们高代几百份材料里面总能冒出一两份赤霉病抗性达到高抗的,但是农业性状总是不好,要么株高高了,要么每穗的结实粒数少了,要么产量低了。







能否优化基因,让小麦实现对赤霉病的免疫?这需要在种子的“芯片”里植入“抗病程序”。当时,分子标记辅助选择育种的技术已在业界崭露头角。与传统的育种模式相比,分子育种的指向性更强,能极大地缩短漫长的等待周期,但是,对科研技术提出了苛刻的要求。


江苏里下河地区农科所小麦研究室助理研究员  万文涛:比如这个材料它高产它不抗病,这个材料它抗病,但是它产量不行,我们想要把它抗病(基因)打到这个高产不抗病的材料里面,大大缩短它的生育期。






年轻的科研人员主动请缨,很快掌握了分子育种技术。随后,团队尝试品种间的杂交,把高抗病性基因导入“扬麦”的遗传背景,再激发原有麦种材料的丰产特性。历经千万次的实验,终于培育出我国首个抗赤霉病、抗白粉病的“双抗”高产新品种——扬麦33。2022年,“扬麦33”被评定为“中国农业农村重大新产品”,这也是当年唯一入选的小麦新品。


中国农业科学院作物科学研究所党委书记  刘录祥:“扬麦33”已经累计推广了200多万亩,应该说它未来推广的前景是非常好的,会在我们大面积单产提升发挥非常重要的作用。






截至目前,里下河农科所小麦研究室共育成“扬麦”系列品种45个,这其中,既有抗病专家“扬麦33”,也有高产能手“扬麦23”,还有抗倒“矮脚虎”——“扬麦34”,集抗病、高产、优质于一身的“全能选手”——“扬麦39”。如今,“扬麦”系列品种已经覆盖全国各地,成为保障国家粮食和种业安全不可或缺的力量。今年,“扬麦家族”增产丰收的捷报频传。


据统计,2012年以来,“扬麦系列”品种已推广1.2亿亩,增产的粮食总计超过30亿公斤,这个体量足够我国一个大中型县级市常住人口吃上一年。

当“扬麦”登上中国人的餐桌,它高品质主粮的特性得以进一步展现。在偌大的小麦研究室里,潜藏着一个让人眼花缭乱的“面包房”,打开冰柜,饼干、馒头、蛋糕……麦粉制作的各种食品映入眼帘。这个“面包房”其实是实验室,科研人员定期对各种小麦面粉的特点和性能进行测试,以便找到它们在日常生产生活中的“最佳位置”。


高德荣:弱筋小麦是做饼干糕点的,河南南部那边是给茅台、五粮液做酿酒的原料的,我们普通的消费用的多的是中筋小麦,就适合做面条馒头,另外我们又培育了中强筋的品种,它们的品种就更适合做方便面、饺子粉,或者说做面包,对小麦品种要求比较多元化。






党的二十大报告提出要“深入实施种业振兴行动,强化农业科技和装备支撑”。2021年,中央深改委会议审议通过《种业振兴行动方案》,2024年是该方案由“三年打基础”向“五年见成效”的关键一年。种子是农业的“芯片”,无论是保障国家粮食安全,还是促进农业科技创新,都必须要打造好农业“芯片”。


粮食安全乃“国之大者”。习近平总书记多次强调,中国人的饭碗要牢牢端在自己手中,就必须把种子牢牢攥在自己手里。身处育种前沿,这支科研团队深知肩负责任的重大,只有实现种业科技的自立自强、种源的自主可控,才能保障中国粮食的安全。
江苏里下河地区农科所小麦研究室主任  高德荣:因为我们这一带是我们国家唯一的弱筋小麦优势产业带,从国家层面上讲,它更希望我们培育出品质更加优良的弱筋小麦,能够取代美国美红软的或者澳大利亚的软小麦,能生产优质的饼干和糕点,实现进口替代。







江苏里下河地区农业科学研究所所长  李爱宏:面向未来,我们的种子要充分发挥科技创新或者新质生产力的这种主导性的作用,能够为保障我们国家的粮食安全,保障我们普通老百姓吃的好,吃的营养,吃的健康,提供更加核心的竞争力。






深耕农业“芯片”,守望金色麦田。在过去数十载的岁月里,中国种业“扬家将”们青蓝相继,跑赢了一场又一场的科研接力。未来,他们还将持续不断地激活农业“芯”动力,让更多的好种子破土而出,在广袤大地孕育新的希望......

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