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从“海水稻”到“佳米驴” 中国种业翻身仗新路探寻

作者:王建 刘彤 马佳尧 傅勇 姜刚 吴慧珺   文章来源: 经济参考报   发布日期: 2021-04-14 16:03:55   浏览次数:0

 

  编者按

  从“海水稻”到“佳米驴”,从大豆到小麦……中国已经在主粮作物和地方优势特色种质资源保护上取得了长足进步,且在杂交水稻育种上处于全球领先地位,然而生物技术研究起步较晚也是不争的事实。要打好种业翻身仗就必须打赢生物技术的翻身仗,实现资源要素的自由流通,在基础研究和应用研究之间探索一条“合作转化”路径,积蓄参与全球市场竞争的能力。

  (图为河北唐山沿海水稻种植区春耕开犁时,一架植保无人机在田间作业。记者 杨世尧 摄)

  海水稻用好种子“挖潜”盐碱地

  作为一种特殊商品,种子正深刻影响着农业生产和粮食安全,被称为现代农业的“芯片”和“粮食安全的命脉”。因此,在粮食安全形势愈发严峻的当下,海水稻的产业化推广和商业化运营便有了不同寻常的世界意义。

  我国海水稻培育获得突破

  在青岛海水稻研究发展中心的种质资源室里,堆满了各种装满稻种的袋子,科研人员正在对这些稻种进行基本测试,评定基础指标,并把这些指标信息记录在案,作为种子的档案信息。

  据青岛海水稻研发中心育种项目经理于萌介绍,这些海水稻种子中既有青岛海水稻研发中心自己研发的品种,也有他们同各大高校合作开发的品种。接下来,科研人员将把这些稻种分发到全国各个试验基地,为区域性规模种植做准备。

  “不要小看这个种质资源室, 目前我们已经收集到近2000份水稻种质资源,用于海水稻的选育和配组;而全国各大试验点的所有实验种子,基本上都是从这个小小种质资源室出去的。”于萌拿起身边一包装满种子的袋子说:“这一小包种子就是从海南南繁实验基地运回来的。为了筛选出优良的海水稻种子,我们会对收回来的种子进行去杂工作,去掉瘪粒和稻壳、土块等杂质。另外,我们也会对这些种子进行一些基本测试,并把这些种子放到试验田里试种一遍,对相关信息进行记录和整理,以便形成自己的种质资源库。”

  海水稻是耐盐碱水稻的俗称,主要生长在沿海滩涂和盐碱地里,比其他普通水稻具有更强的耐盐碱能力,因此被业界广泛关注。

  青岛海水稻研发中心副主任李继明博士表示,经过科研人员的努力,我国在耐盐碱水稻品种选育到区试审定方面取得了新突破,首批四个耐盐碱水稻品种已于2020年通过国家耐盐碱区域试验审定。今年,青岛海水稻研发中心又向国家相关部门提交了十多个新品种,有望获得审定。

  据了解,自2017年开始,青岛海水稻研发中心便牵头组建了国内唯一一个国家耐盐(碱)水稻区试协作组,并通过建立水稻耐盐碱评价标准以及育种材料筛选程序,针对品种的适应性、丰产性、抗逆性等特征,设置了北方沿海中早粳晚熟组、沿黄粳稻组、华东沿海籼稻组、华南沿海籼稻组4个组别,在广东、浙江、海南、江苏、辽宁等34个区域试验基地进行了品种区域试验,在西北、东北等18个试验基地进行了品种测试试验。

  力争今年推广示范100万亩

  有了好种子,如何推广种植就成为海水稻能否产业化的关键。

  为此,作为全国海水稻产业推广中心,位于山东青岛城阳区的海水稻上马基地率先开展了智慧农业及万亩盐碱地耕地占补平衡项目,构建起“土地改良+智慧农业+乡村振兴”的区域发展新模式。

  随后,在山东潍坊寒亭区,青岛海水稻研发中心成功打造了海水稻特色产业园区,建设了海水稻加工中心、展示中心、控制中心、大数据中心、中央厨房、稻米品质与深加工研究院等项目,有效推动了当地一、二、三产业的深度融合。

  而在内蒙古杭锦旗,围绕40万亩盐碱地的提质增效和现有80万亩向日葵种植产业结构升级需要,依托青岛海水稻研发中心河套分中心,该旗也在大力建设百万亩盐碱地稻葵生态产业园,并推出了“海水稻+N盐碱地作物轮作”的产业融合发展新模式。

  事实上,从2020年开始,中国工程院院士、青岛海水稻研发中心主任袁隆平就牵头启动了海水稻“十百千工程”,已经在2020年全国推广海水稻10万亩、计划2021年在国内开展盐碱地改造100万亩、力争在全国布局1000万亩盐碱地改造项目,用8年到10年的时间,实现1亿亩盐碱地改造整治目标。

  据统计,我国有约15亿亩荒芜的盐碱地,其中约1亿到2亿亩可进行稻作改良,是重要的后备耕地资源。袁隆平海水稻团队从2012年开始研究海水稻,历经多年的配组和选育,最终成功精选出一批优良耐盐碱水稻品种用于大田种植。此后,袁隆平海水稻团队在新疆喀什、陕西延安、黑龙江大庆、浙江温州和山东东营五大主要类型盐碱地上进行试种。2019年,全国海水稻试验基地达到9个,覆盖新疆、黑龙江、浙江、山东、陕西、河南等省区,示范种植面积近2万亩。

  在今年年初举行的第五届国际海水稻论坛上,袁隆平海水稻团队宣布,已在全国签约600万亩盐碱地改造项目,2021年计划示范种植100万亩,正式启动海水稻的产业化推广和商业化运营。

  值得关注的是,海水稻的推广不仅在国内紧锣密鼓地进行着,还走出了国门。

  2018年在阿联酋首都迪拜郊外的广袤沙漠中,青岛海水稻研究团队凭借成熟技术理论和丰富经验,不仅选育出了与当地自然条件相适应、亩产超500公斤的水稻品种,还独创了沙漠盐碱地改良技术。

  目前,青岛海水稻研究团队已与沙特、卡塔尔、巴基斯坦、印尼、埃及等国家开展合作,推广耐盐碱水稻技术。

  海水稻推广具有世界意义

  对我国来说,推广海水稻、挖掘盐碱地的潜能可谓意义重大。

  数据显示,我国虽然耕地面积总数较大,但人均占有耕地的面积相对较小,只有世界人均耕地面积的1/4,甚至有不少地区的人均耕地面积低于联合国粮农组织提出的人均0.05公顷的最低界限。

  因此,袁隆平院士希望利用盐碱地发展海水稻来提高粮食生产能力,将那些之前看起来“用处不大”的盐碱地改造为“良田”。他认为,我国有15亿亩荒芜的盐碱地,其中2亿亩具备种植水稻潜力,试种、推广成功后,按照每亩产值200至300公斤计算,可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。

  而从国际层面来看,全球粮食安全赤字有增无减。新冠肺炎疫情的全球蔓延,导致国际粮食市场出现较大波动,加之蝗虫灾害、极端天气等因素影响,全球粮食安全形势愈发严峻。

  联合国发布的2020《世界粮食安全和营养状况》报告提出,2019年,全球近6.9亿人处于饥饿状态,与2018年相比增加了1000万人,与5年前相比增加近6000万人。2020年,全球预计将新增约8300万饥饿人口,甚至可能新增超过1.3亿。而联合国世界粮食计划署与粮农组织发布的《严重粮食不安全热点地区早期预警分析》也显示,至少25个国家或将面临饥荒风险。

  与此同时,全球拥有143亿亩盐碱地,如果这些荒地都种上海水稻,其世界意义不言而喻。

  随着工业化、城市化的发展,农业的资源形势日趋紧迫。在此情形下,农业技术进步和创新就成了引领农业发展、保障粮食安全的必备条件。俗话说“施肥不如勤换种”,作为一种特殊商品,种子通过粮食生产的效益放大作用,正深刻影响着农业生产和粮食安全。基于此,种子也被业界称为现代农业的“芯片”,是“粮食安全的命脉”。

  袁隆平院士说,“优良品种+优质种子”是确保农业增产增效的前提。目前,全球范围内正致力于解决饥饿问题,确保粮食安全是世界各国国计民生的头等大事。因此,种子安全就是粮食安全,种子科学与技术在保障世界粮食安全和促进可持续发展中所起的作用也越来越重要。(记者 傅勇 北京报道)

  畜禽种业短板亟待快速补上

  作为科教大省特别是农业科技强省,陕西畜禽业的资源优势比较明显。记者从地处陕西北部的佳县刘国具镇王元村的高盛养殖专业合作社了解到,有着数千年养殖历史的“佳米驴”,作为优良驴种被引种到全国20多个省区市。目前陕西省拥有各类畜禽品种品系80多种,其中,列入国家级畜禽品种志的有14种,列入省级畜禽品种志的有25种,畜禽种质资源保护场30余个,全省备案登记各类种畜禽场347个。秦川牛、关中奶山羊、陕北白绒山羊等地方优势特色畜禽品种,在全国占有独特而重要的地位。

  虽然在种质资源上占有一定优势,但畜禽业的短板也切实存在。

  “与发达国家相比,我们还处于追赶阶段。目前,我们还没有扭转对国外种源的依赖,基本上走的还是引种、退化,再引种再退化的老路。”西北农林科技大学动物科技学院教授、博士生导师杨公社说,“比如,我国目前采用的白羽鸡等畜禽品种都是国外几代后的品种,和其他国家的差距比较大。”

  究其原因,杨公社认为,我国工业化时间较晚,规模化、集约化的育种企业较少,传统的小农经济占大多数,“而育种要求相当的体量与规模,并在适格群体中选择,所以这是一个客观原因。”

  据了解,虽然陕西地方畜禽品种及其产品的商业价值和经济价值被看好,但一些品种至今还没有找到很好的开发途径,仅在为保种而保种,种群规模扩张乏力,一些原产地由于未实施产业开发,饲养规模也明显下降。比如宁强矮马由1981年的3301匹减少到2019年的120匹;同羊由1981年的3.6万只减少到2019年的400只,地方品种资源总体呈下滑趋势,长此以往,个别品种将面临灭绝危险。

  接受记者采访的专业人士表示,种质资源保护利用不够,从事育种的科研人员相对较少,也是种业发展的一大瓶颈。据了解,2018年以来,陕西省农业农村厅在全省开展了种质资源普查,共收集资源4320份,但由于缺少保护库(场、圃),送入国家库保护,致使省内在资源利用方面渠道不畅、使用不便,影响到了育种创新。

  相关人士认为,畜禽种业不仅是一个基础问题、关键问题,更是一个战略性问题,卡脖子的问题。“其实我们国家在十几年前就已经开始着手解决这个问题。农业部早在2008年就启动了畜禽遗传改良计划,开始是奶牛和生猪,这两年陆续在蛋鸡、肉鸭上开始实施。国家层面的重视一直都在坚持,但种业发展不是一朝一夕的事情,为了效果持续,我们除了坚持,别无选择。”杨公社说。

  陕西省农业农村厅副厅长宁殿林说,通过政府部门引导和扶持,科研院所的大力支持,保种企业的主动参与,上下联动、通力合作的畜禽遗传资源保护利用政策支持体系目前在陕西基本形成。“目前,陕西畜禽保种场基础设施条件得到明显改善,宁强矮马保种场、西乡西镇牛保种场等一些现代化程度较高的新型保种场相继建成,标准化饲养圈舍、防疫设施、饲草储备设施等配套设施进一步完善,促进了保种场从传统养殖方式向标准化生产的转变,陕西优质良种保护的能力和手段进一步加强,各畜种的种群规模保持稳定,一批优良地方品种得到了有效保护。”

  积极推进畜禽种质资源保护和开发利用是解决当下畜禽短板问题的有力举措。“陕西将认真实施国家畜禽种质资源保护项目,对已经濒危的汉江黑猪、关中马、宁强马等地方畜禽品种进行有效保护。同时,积极挖掘利用地方畜禽品种生产性状优势,开展杂交改良推广,如陕西秦宝牧业利用秦川牛做母本,安格斯牛做父本,开展杂交改良,产肉性能明显提高。”陕西省农业农村厅厅长孙矿玲说。(记者 刘彤 实习记者 马佳尧 西安报道)

  大豆粳稻纷纷装上“中国芯”

  眼下,黑土地上春耕备耕忙。作为我国粮食安全的“压舱石”,粮食总产连续十年全国第一的黑龙江近年来不断加强种业创新,让中国饭碗装上了更多中国粮。

  “黑农84”是黑龙江省农科院大豆研究所选育而成,据该研究所研究员栾晓燕介绍,该品种从2017年至2020年连续四年大面积生产示范平均亩产超过500斤,平均蛋白质含量达42.58%,近三年推广面积超过500万亩。

  去年秋收之际,在黑龙江省和平牧场科技示范园区,由黑龙江省农科院佳木斯分院选育而成的大豆新品种“合农71”进行田间实收测产,实收面积5.2亩,平均亩产量达336.2公斤,刷新了东北地区大豆实收单产纪录。黑龙江省种业技术服务中心研究员黄春峰说,这次测产打破了东北地区大豆单产纪录,说明东北大豆产量还有提升空间,应加快优势品种转化,充分发挥优良品种引领作用。

  近年来,黑龙江粳稻面积达近6000万亩,是我国粳稻第一大省。黑龙江省绥化市北林区秦家镇秦家村农民崔明种了30多年地,2020年他种了100多亩水稻,品种是“绥粳18”,每亩产量达到1200斤。而在10多年前,他所在地区缺少水稻主栽品种,仅有的一些水稻品种品质优,但易倒伏,产量低。

  为了解决这一难题,黑龙江省农科院水稻品质育种研究所所长聂守军带领团队在黑土地上攻坚,播种、管理、观察、记录、选择、收割,再对收获的水稻进行对比试验,筛选出理想的品种材料……经过多年努力,聂守军带领团队选育出了一系列优质、多抗、香型水稻新品种。其中“绥粳18”成了黑龙江第二、三积温带主栽品种。近年来,该品种在黑龙江年推广面积达1000万亩以上。

  把饭碗端在自己手里,种子是关键。从加大种子研发力度,到应用先进育种技术,经过持续不断技术攻关,黑龙江在“十三五”期间成功培育突破性水稻品种303个。

  黑龙江还积极培育龙头企业,建设种质资源库,推动产学研、育繁推一体化高质量发展。在粮食主产区佳木斯,水稻原种供应量占到全省的60%以上。现在,当地正依托科研院所和高新技术企业集聚优势,全力打造农作物原(良)种示范带。

  记者从黑龙江省农业农村厅了解到,黑龙江南繁工作取得长足发展,近五年,黑龙江省种子企业累计在海南扩繁各作物“新、优、特”品种6000亩,生产种子达95万公斤。

  黑龙江也是我国玉米种植面积第一大省,但与大豆、水稻不同,部分玉米品种要靠“洋种子”。据了解,我国玉米种植历史相对较短,单产也低于发达国家,玉米种质资源方面存在先天不足。专家表示,分子育种技术可以对控制玉米性状的基因进行鉴定选择、编辑改良,要想打好玉米种业翻身仗,就得在分子育种技术上取得突破,将先进的分子育种技术与常规育种技术紧密结合。(记者 王建 哈尔滨报道)

  种业创新还需跨过几道坎

  “看到今年的中央一号文件提出要打好种业翻身仗,我感到很兴奋,种业的春天必将到来。”从事水稻遗传育种38年的上海市农业生物基因中心研究员余新桥说,这段时间,他既要在上海开展节水抗旱稻遗传机理研究工作,也要到安徽查看示范种植基地的建设事宜。

  多年来,余新桥团队致力于节水抗旱稻的研发工作。节水抗旱稻是一种既具有水稻高产优质特性,又具有旱稻节水抗旱特性的新品种,在一些过去无法种植水稻的区域也可以推广种植。“我们依托上海市农业生物基因中心种质资源库,对种源材料进行鉴定评价,将常规育种技术与全基因组技术结合,培育出具有自主知识产权的节水抗旱稻。”截至目前,团队已培育20多个节水抗旱稻品种,在安徽等地年推广种植面积超200万亩。

  种质资源是育种的基本材料,是育种的基础。在安徽荃银高科种业股份有限公司,种质资源库里已经有数千份农作物的种质资源,也正是这些种质资源为该公司的育种科研攻关提供了重要资源支撑。

  “早在2017年,荃银高科就和6家国内生物育种科学家团队组建了国家水稻商业化分子育种技术创新联盟,抢占水稻科技育种制高点。”安徽荃银高科种业股份有限公司董事长张琴说,去年上半年,荃银高科牵头开发适用于中国市场的全新非转基因水稻系统。该公司目前已选育并通过审定的各类农作物新品种有300多个,90%以上经营品种为自主选育品种。

  在安徽合肥丰乐种业股份有限公司的实验室内,一排排水稻种子琳琅满目。该公司总经理戴登安向记者介绍:“我们与中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所、中国农业大学等开展技术合作的同时,紧盯市场需求,确立了优质、高抗、绿色、轻简化栽培等品种选育方向。”下一步,公司将加大科技创新投入力度,力争在生物育种新技术研发应用等方面取得新进展。

  受访业内专家认为,目前我国小麦、水稻等主粮作物已基本实现自给自足,且在杂交水稻育种上处于全球领先地位。但玉米、大豆等品种单产水平与国外差距较大,生猪、奶牛等种源一定程度依赖国外,一些设施蔬菜品种也来自进口。虽然主粮基本实现自给自足,但在生物技术研究上起步较晚,有一些前沿核心技术还掌握在跨国公司手中。

  以生猪为例,我国90%的商品猪引种来自国外,一些本土种猪品种已灭绝或濒临灭绝。据安徽省农科院畜牧兽医研究所副研究员李庆岗介绍,我国生猪行业高性能品种仍靠进口,存在重引进轻选育问题,愿意下力气做选育的企业少。本土种猪品种的保护与开发利用存在保种经费少、专业知识缺乏等难题。一些企业为了套取补贴设立保种场,场内是不是本土种猪有待核实。长此以往,本土猪品种有濒临灭绝危险。

  戴登安表示,企业和科研院所之间还存在壁垒打不通现象。科研院所有将育种新技术和发论文画等号的误区,纸上的种子无法真正在田间地头生根发芽。企业则主要以市场为导向,能种出来且被农民认可的就是好品种。

  多位专家和种业企业负责人认为,打赢种业翻身仗,首先要立志打赢生物技术的翻身仗,形成资源集聚效应,原始创新能力的短板亟待补齐。戴登安建议,利用现有种质资源,加强良种联合攻关,保护原始创新,尤其要加大知识产权保护力度,积蓄参与全球市场竞争的能力。

  其次要探索科研产业“一张皮”,逐渐形成以企业为主导的创新机制。多位专家建议,打破科研院所与企业之间的壁垒,实现资源要素的自由流通,科研院所和企业之间应积极合作,明确分工,在基础研究和应用研究之间找到一条“合作转化”路径。

  开展本土畜禽种质资源的创新创制也势在必行。李庆岗建议,要鼓励企业和科研院所沉下心,完善本土畜禽种质资源的技术储备,加大基础研究,支持基于遗传资源的种质创新创制,在严格保护地方品种的基础上培育适应市场需求、饲养效率高的新品种和配套系,建立有中国特色的畜禽种质资源。(记者 姜刚 吴慧珺 合肥报道)

 

  来源:经济参考报

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