种子生产总量在全省同行业中位居前五名助力中国农业腾飞

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河南小麦育种简史
更新时间:2022-10-01 06:27:37 | 来源:贝搏体育app官网下载 作者:贝搏体育app手机版

  中国最早的诗歌总集《诗经》中,麦子的身影多次出现。去年,河南夏收小麦总产达760.56亿斤,稳居全国首位;今年,河南麦收已近尾声,又是一个丰收年。

  风吹麦浪翻滚,中原遍地金黄,丰收的背后,良种是关键密码。从改革开放至今,河南小麦育种事业亦如遍地金黄的麦穗,在孕育中迭代,在迭代中收获。

  路漫漫其修远兮。在种业振兴的大背景下,在创新驱动、科教兴省、人才强省战略的引领下,河南小麦领域科技工作者正在迎接新的时代命题。连日来,记者循着麦香多方走访,了解河南小麦育种的“前世今生”。

  《我不是潘金莲》写道:李英勇一米八五,膀大腰圆,整日开个四轮拖拉机,五里八乡,收粮食卖粮食,也倒腾棉花和农药。

  《一句顶一万句》写道:老孙捅开火炉,洗洗手,做了两碗羊肉烩面。热腾腾地端上来,说:“三碗的羊肉,我给做了两碗。”杨百顺一海碗烩面吃下去,吃得满头大汗。几十年后,杨百顺还记着这碗烩面。

  《新兵连》写道:到新兵连第一顿饭,吃羊排骨。这一连兵全是从河南延津拉来的,农村人,肚里不存啥油水。十六、八岁的孩子,在家里还是睡打麦场的年龄。

  这3部小说的作者,都是茅盾文学奖获得者刘震云。1978年,刘震云考入北京大学中文系。此后,他的家乡新乡市延津县作为一个地名,屡屡出现在各种小说中。

  为何是延津?刘震云说,作品中的人物,总要生活在一个地方。如果让这人的故事,发生在延津,他熟悉的延津胡辣汤、羊汤、羊肉烩面、火烧……都能顺手拈来,不为这人吃什么发愁。

  小说中的延津,跟现实的延津,有重叠的地方,也有不一样的地方。而重叠部分的乡土人情,则沉淀着现实中的延津与小麦的别样缘分。

  在中国小麦江湖上,流传着这样一句话:“中国小麦看河南,河南小麦看新乡,新乡小麦看延津。”经历了几千年黄河农耕文明的影响,延津留下不少运粮、屯粮遗址。如今,延津小麦在小麦经济发展上创造出多项全国第一,被誉为“中国第一麦”。

  除了新乡,周口、南阳、商丘、驻马店、焦作……一处处小麦重镇,撑起了河南小麦稳产量的基本盘。兼有南北之长的气候风貌、充足的光热资源以及长江、淮河、黄河、海河四大水系,是小麦在中原大地上茁壮生长的底气和依仗。

  “以前只知道粮食重要,能让家里人、村里人、所有人都吃上白馒头、白面条,那是多幸福的事情啊。”河南科技学院小麦研究中心、河南省杂交小麦工程技术中心教授茹振钢回忆起求学初期的情形,感慨良多。考上大学后,他开始跟着老师搞小麦科研,从兴趣到责任,从此走上了小麦育种之路。

  “三十多年之前,我们要追求高产,当时主要考虑吃饭问题。”中国工程院院士、小麦国家工程实验室主任许为钢告诉记者,种子和耕地是农业生产最基本的要素,新中国成立数十年来,我国农业科学研究取得了辉煌的成就,在大宗农作物品种上,基本能够做到自给自足,小麦、水稻,100%实现自主研发。

  “早期小麦育种的条件很简陋,按我们当时的说法就是‘牙咬、眼瞪、一杆秤,外加一个放大镜’。”茹振钢笑着说,牙咬,感受小麦的质感;眼瞪,观察小麦的外观;一杆秤,明确小麦的产量。即便是靠着这样简陋的科研条件,河南小麦育种依然取得了丰硕的成果。

  小小一粒种子,事关国家粮食安全,事关农民增产增收,事关百姓生活品质提升。

  上世纪70年代,小麦育种专家郑天存在周口搞起小麦育种,开启属于他的“周麦时代”。其中,综合运用多项技术,创制出性状优良的小麦新种质“周8425B”,其在矮秆大穗大粒特性,条锈病、叶锈病和白粉病抗病性等方面表现突出。从上世纪80年代开始,包括河南、安徽、江苏、上海等12个省市百余家育种单位,以“周8425B”作骨干亲本进行小麦培育工作。

  从事小麦育种工作以来,许为钢育成审定小麦品种十多个。其中,“郑麦9023”解决了优质强筋小麦品种广泛适应性问题,促进了优质强筋小麦品种的大面积生产应用,荣获了2004年国家科技进步奖一等奖;“郑麦7698”实现了优质与高产特性良好结合,带动我国优质强筋小麦品种产量水平迈上亩产700公斤的台阶, 2018年荣获了国家科技进步奖二等奖;“郑麦1860”则解决了节肥与高产、优质特性同步改良的难题,产量潜力可达亩产800公斤以上,被农业农村部评定为中国农业农村2021年十大产品。

  “在优质的前提下实现高产,在高产的基础上实现优质,这是我们团队小麦育种的目标。”河南省小麦产业技术体系首席专家、河南省农科院小麦研究所所长雷振生告诉记者,他带领的团队于1985年创建,培育出多个高产优质小麦品种,为国人饭桌提供保障。其中,“豫麦13”1995年荣获国家科技进步奖一等奖,实现了河南在科技创新领域国家大奖零的突破;“郑麦366”则是生命力超强的优质小麦品种,从2005年通过省审及国家审定算起,至今已17载,依然备受欢迎,荣获国家科技进步奖二等奖;“郑麦379”则为高产优质面包面条兼用型强筋小麦品种,年应用面积超1000万亩,已连续四年成为河南省种植第一的优质品种,也是当前黄淮南片应用面积最大的优质强筋品种。

  从上世纪80年代至今,茹振钢在小麦品种创新方面也交出了硕果满满的“成绩单”:培育并推广了“百农62”“百农64”“矮抗58”“百农4199”“百农1316”等10多个小麦新品种。其中,“矮抗58”荣获2013年度国家科技进步奖一等奖。截止到2021年,该品种累计种植面积3亿多亩,增产小麦160多亿公斤,增产效益达300多亿元,为国家粮食核心区建设作出重要贡献。

  除了“郑麦”“百农”系列,河南优质小麦品种还有周口农科院研发的“周麦”系列,新乡农科院研发的“新麦”系列,河南农业大学研发的“豫农”系列以及“洛麦”系列、“漯麦”系列、“开麦”系列等。

  此外,一批农民育种家自上世纪八九十年代起,在不同的地域各领风骚,广袤的麦田就是他们的“实验室”。

  这其中,有洛阳市偃师区徐才智,他培育出的“豫麦18”1992年获省科技成果一等奖,他本人则两次获得国家科技进步奖;焦作市温县吕平安,他研发的“温麦六号”亩产小麦629.8公斤,创当时河南小麦单产最高纪录,1998年省审为“豫麦49”;开封市兰考县沈天民,其研发的“豫麦66”成为全国第一个亩产突破700公斤的小麦品种。他本人荣获国家科技进步奖二等奖。

  “早期小麦育种主要采用传统的杂交育种,技术相对比较简单,在田间地头就可以完成,在这样的时代背景下,河南涌现出了这批农民育种家。”国家小麦工程技术研究中心执行主任、农业农村部小麦专家指导组专家王晨阳告诉记者,但即便如此,一个优良的小麦品种被选育出来,能够拥有自己的名字,并不是一件容易的事情。顺利的话,一个优良的小麦品种培育约需要10年,更多则在无数次的选择中功败垂成,继续摸索前进。

  近日,站在荥阳市一处区域试验田内,麦浪翻滚,王晨阳向记者讲述了一个小麦品种被选育出来的全过程。

  “进入区试(注:区域试验)之前,先要经过品种比较试验,类似综艺节目中的海选,大约需要2年时间。”王晨阳介绍,“通过海选后,可进入区域试验阶段,一般经过2个试验年度;之后再经过1年的生产试验,就可以进入品种审定阶段。”对小麦不断选择的“导师团”,是河南省主要农作物品种审定委员会,能否进入下一试验阶段,有一套严格的标准,比如看产量、看抗病性、看抗倒伏能力、看品质等。完成所有试验程序,通过审查、公示、定名,一个小麦品种才算真正拥有“身份证”,可“C位出道”了。

  “我省小麦、玉米、花生育种水平均居全国领先地位,据农业农村部2020年统计,全国小麦推广面积前10位品种河南占4个。”河南农业大学农学院副院长、河南农业大学种业技术创新中心主任殷贵鸿介绍,“十三五”以来,截至去年年底,河南省审定主要农作物品种721个,其中小麦品种324个;国家审定品种中河南选育单位选育品种共580个,其中小麦品种152个。

  今年2月22日,《中央 国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》发布,这是21世纪以来第19个指导“三农”工作的中央一号文件。其中明确:“坚持中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中,饭碗主要装中国粮,确保粮食播种面积稳定、产量保持在1.3万亿斤以上”。

  去年,河南夏收小麦总产达760.56亿斤,占全国小麦总产量的28.3%,小麦播种面积、单产、总产量均稳居全国首位。

  今年,我省夏收已近尾声。在去年麦播开局困难的情况下,各地频频传来丰收的捷报——

  6月3日,在方城县赵河镇中封村百亩小麦绿色高效高产创建示范方,在相关专家的见证下,“郑麦1860”亩产856.5公斤,打破了南阳小麦单产最高纪录。

  6月6日下午,来自中国农科院等科研院所的农业专家对延津县“丰德存麦20”千亩丰产方进行现场实打验收。实收面积5.154亩,平均亩产907.12公斤,再创全国千亩方高产纪录。

  6月8日下午,在洛阳市宜阳县柳泉镇河北村的国审小麦新品种“洛旱22”千亩示范方,经验收专家组实打验收,平均亩产659.52公斤,刷新全国旱地小麦产量纪录。

  “河南小麦平均亩产由新中国成立初期的80多斤提高到现在的800多斤,2021年平均亩产量更是达到了近900斤,平均亩产提高10倍,这其中良种发挥了重要作用。”雷振生介绍,从2012年至2021年10年间,河南小麦种植面积由8203万亩增加至8536万亩,增幅为4%河南小麦总产由644亿斤增加至760.56亿斤,增幅为18%;亩产由785.8斤增加至891斤,增幅为13.4%。这些数字中,饱含着几代育种人的努力和汗水。“增产要素有生产条件改善、生产资料投入、栽培技术提高等多方面原因,但良种起到的增产作用达到45%以上。”

  记者从河南省统计局获悉数据显示,改革开放后,河南小麦产量稳定增长。其中,1978年河南小麦总产868.18万吨,1981年首次迈上一千万吨大关,为1083.5万吨;1996年首次迈上二千万吨大关,为2026.76万吨;2008年首次迈上三千万吨大关,3036.20万吨。到了2020年,河南小麦总产已达到3753.13万吨。

  “新中国成立以来,河南省小麦品种大致经历了9次更新换代,每一次的更新换代都意味着产量上了一个新台阶。目前正在进入第10次的品种更替。”王晨阳介绍,上年度我省统计,500万亩以上的品种6个,分别是“郑麦379”“百农4199”“百农207”“西农511”“新麦26”“周麦36号”。100万亩~500万亩的品种10个,包括“郑麦1860”“中麦578”“平安11号”等。“本年度会有一些变化,但总体格局不会大变。”

  作为农业农村部小麦专家指导组顾问、河南省小麦专家指导组组长,郭天财从事小麦高产栽培研究40多年,一把小铲子、一个钢卷尺,他总是随身携带;一缕白发、一点泥土,是他独特的“徽章”。

  上世纪80年代初,当我省小麦育种事业进入快速发展之际,郭天财接任河南省小麦高(产)稳(产)优(质)低(成本)研究推广协作组组长,将小麦高产作为重要研究方向,带领团队成员和青年教师常年蹲在田间地头,潜心观察高产小麦生长发育规律和产量形成特点,系统研究小麦高产栽培技术,并在全省不同生态类型麦区进行示范推广。

  随后,郭天财领导课题组连创小麦15亩连片平均亩产717.2公斤、50亩连片平均亩产735.2公斤和100亩连片平均亩产751.9公斤的最高单产纪录。近几年我省连创的亩产超850公斤和今年首创的亩产超900公斤高产典型,都采用了他研发的高产栽培技术,更离不开他的精心指导。

  “育种家是培育品种的,我们的工作就是针对众多品种,开展配套栽培技术和理论方面的研究工作。”王晨阳说,包括品种筛选鉴定、合理布局利用、良种良法配套、丰产优质高效栽培管理技术等。总之,通过科学的手段,因地制宜,趋利避害,把良种的潜在遗传优势最大限度发挥出来,讲好一段小麦与大地的故事。

  河南是小麦的制种大省。2021年,河南小麦制种面积430万亩,供种能力18亿公斤,约占全国38%,除满足本省用种外,有6亿公斤销往安徽、江苏、湖北等周边省份。

  不过,庞大的小麦制种量,并没能完全支撑起河南的种业产业。2022年Wind发布的中国种子产业上市公司区域热力图显示,山东、江苏、安徽、甘肃、湖南等省份均上榜,但河南目前还没有一家种业上市公司。

  这一定程度上与农业特别是种业公司上市较难有关。自从2011年种业企业神农科技上市以来,A股市场已经有超过10年时间没有新的种业公司上市,这期间也有垦丰种业等尝试冲击IPO,但却因为盈利能力受到质疑等原因被否。

  “杂交玉米、杂交水稻特殊的制种方式,让种业公司更容易控制种源,种子价格较高,小麦种子利润方面则要逊色很多。”河南一家拟上市种业企业负责人说,河南目前种业企业中单纯做小麦种子的相对较少,一般都会兼营玉米、花生等品种。

  企业科研投入不足,核心竞争力弱,让河南的种业企业尚没有一家进入全国农作物种业综合排名前10。

  面对农产品需求转型升级,农民对优质种子需求上升,河南小麦种业企业,也在积极培育高附加值新品种。

  其中,面对消费端对强筋小麦的需求,河南丰德康种业股份有限公司在国内著名小麦育种家郑天存带动下,选育了多个强筋、高产、多抗小麦新品种,形成了“丰德存麦”系列小麦品种。该公司总经理谷登斌表示,“丰德存麦16号”具有大穗、大颗粒、丰产、稳定性佳等特点,该品种在黄淮海平原栽种后,平均亩产已经突破500公斤,成为强筋小麦主力栽种品种之一。

  河南黄泛区地神种业有限公司则选育出酿酒专用小麦“泛麦8号”,是目前酿酒、制曲的最佳品种。其软质率在49%~51%之间,达到黄金比例,酿出的酒体晶莹纯正,产生的酒曲香味丰富。

  该公司总经理王永锋介绍,对地神种业来说,酿酒专用小麦已经不只是一个小麦品种,其通过规划绿色、有机种植基地,联合相关高校及科研院所,形成产学研合作,逐步建立了产业闭环。

  2017年,国家杂交小麦项目基地落户邓州,这是邓州市与北京市农林科学院合作,建成的全国首个国家级杂交小麦“育、繁、推”一体化示范基地,向杂交小麦研究这个世界性难题发起挑战。

  “此杂交与彼杂交,是有区别的。”迎来丰收季,国家重点研发计划杂交小麦项目首席科学家、邓州国家杂交小麦项目产业化基地负责人赵昌平最近很忙。他告诉大河报·大河财立方记者,传统的小麦育种方法,改进小麦品种、提高产量主要依靠现有推广品种之间的杂交来实现。然而,长期品种间杂交及对少数骨干亲本的大量应用,造成遗传变异范围缩小,品种抗源日趋单一。目前大面积生产的小麦,都是由传统育种方法培育的,即纯系育种,其后代性状相对稳定。

  “如果想要把最优的性状集合于一株小麦,父本与母本杂交产生的第一代种子(杂交种),性状最突出,也就是杂种优势。杂交种生产称为制种;目前大面积生产所用小麦种子的生产,称为繁种。”赵昌平说,大量的研究表明,小麦杂交育种比纯系育种可增产30%左右,但小麦杂交育种实现量产依然处于初级阶段,当前,小麦是全球唯一没有成功实现杂交优势大面积利用的主要粮食作物。

  在距离邓州400多公里的新乡,一路向北,气候、地貌对于小麦生长的影响有着相应变化,茹振钢团队同样在啃杂交小麦这块“硬骨头”。

  “袁隆平院士攻克了杂交水稻的难关,我们能不能在杂交小麦的研究上下下功夫?”早在上世纪90年代,茹振钢就动起研究杂交小麦这个念头,当时,他已经通过传统育种技术育出了“百农62”“百农64”等知名品种。

  机会总是留给有准备的人。1998年小麦扬花的季节,在太行山下辉县的试验田里,茹振钢偶然发现五六株小麦明显异常。所有的小麦在自花授粉后颖壳都自动闭合、结籽了,而这几株小麦的颖壳却因为自花不育而一直张开着。这让茹振钢感到格外兴奋!这也许就是他做梦都想找到的杂交小麦不育系。那一年,他从这几株异常的小麦植株上,收获了5粒种子。靠着这屈指可数的5粒种子,拉开了持续至今关于杂交小麦的研究。

  “头几年很多人劝我,这个难题全世界都无法攻克,你别浪费时间了。我白天晚上看着这些种子,无数次想把它扔掉!”茹振钢笑着说,但是,种子标本可以扔掉,这个难题能扔掉吗?最终,他还是坚持了下来,至今已硕果累累。

  “传统的小麦育种就像从汽车到高铁,速度不断提升,但依然是地上跑的,杂交小麦育种如果成功了,就能变成‘飞行器’。”茹振钢这样打比方。目前,他带领研究团队已经在杂交小麦领域取得了不少突破性进展。“如何让杂交制种产量更高、成本更低,我们已经看到了研究胜利的曙光。”

  近年来,在团队的不断努力下,邓州国家杂交小麦项目产业化基地选育成功增产10%以上的杂交小麦新组合32份,其中16份组合参加国家和省市级区域试验,2022年“京麦188”“京麦12”等耐盐碱小麦品种,首次通过国家审定,其制种产量达350公斤/亩,在北部冬麦区亩产已突破700公斤。

  “我们将坚决扛稳扛牢粮食安全责任,进一步巩固全国产粮大县地位。”邓州市农业技术推广中心主任冀洪策表示,邓州市的杂交小麦种子主要销往京、津、冀等适宜麦区。

  种业是农业的“芯片”,是国家战略性、基础性核心产业。2021年5月13日,习在河南南阳考察时指出,保证粮食安全必须把种子牢牢攥在自己手中。2021年7月9日,中央全面深化改革委员会第二十次会议审议通过了《种业振兴行动方案》。

  2021年9月23日,河南省委书记楼阳生为神农种业实验室揭牌,省长王凯向中国工程院院士张新友颁发神农种业实验室主任聘书。整合全省种业科技资源和力量,成立神农种业实验室,标志着我省在打造国家创新高地、搭建一流创新平台上迈出重要一步。

  今年4月份,总规划面积为1476平方千米的“中原农谷”的建设方案正式印发。方案明确,到2025年,建成国内一流的种业创新平台,国家生物育种产业创新中心科技创新能力国内领先、国际知名,神农种业实验室成为国家实验室或成为国家实验室的重要组成部分,种业产业化实力迈入全国第一方阵;到2035年,我省全球十强种业企业实现零突破,农业领域高新技术企业达到30家以上,打造千亿级种业和粮食产业集群。

  《河南省“十四五”乡村振兴和农业农村现代化规划》则明确,到2025年,河南粮食产量稳定在1300亿斤以上,优质专用小麦面积达到2000万亩,“豫麦”品牌叫响全国。

  河南省农科院副院长卫文星告诉大河报·大河财立方记者,国家生物育种产业创新中心位于新乡市平原城乡一体化示范区,是全国唯一一家种业领域的产业创新中心,由国家发改委批复,河南省农科院牵头,联合科研院机构、相关金融资本共同组建,旨在培育和打造未来引领我国种子产业发展的战略科技力量。中心2019年4月正式启动建设后,一直高强度推进各项建设工作,目前,4150亩田间试验区已投入使用,350亩科研设施区今年竣工并投入使用,海南三亚795亩南繁基地已投入使用并于年底前完成设施修建工程。

  下一步,河南省农科院将巩固发挥河南省在小麦、玉米、花生、芝麻等领域优势,整合集聚国家生物育种产业创新中心、神农种业实验室等科技资源,优化力量布局,深化科企合作,打造具备国际一流水平的种业创新平台。

  近年来,河南也积极围绕种业企业“强优势、补短板、破难题”。为提升河南种业企业规模优势,河南拟推动优势企业成立省种业集团。据相关企业负责人透露,今年2月份起,相关调研工作已积极开展。同时,河南也在积极推进种业企业上市,借力资本市场为种业企业寻求发展机遇。目前已经有两家种业企业在进行上市辅导,目标主要放在了北交所。

  河南省从事小麦科研的专家们,很多都走过了30年、40年甚至更长的时光。从青葱少年到满头白发,科研对于他们来说,不是一串枯燥的数字,而是一种责任,一种情怀,一种夙愿。麦田两头,一头关系着确保国家粮食安全、巩固河南粮食大省的重担,一头关系着普通百姓餐桌的一粥一饭。

  “河南是全国小麦第一生产大省,中国人平均每吃四个馒头就有一个是河南生产的。”如今,郭天财的“白面馍”梦想早已实现,如何让老百姓在吃饱的基础上,吃得更优质、更营养、更绿色、更健康成为这位年近七旬老人的心头大事。

  “河南是农业大省、粮食生产大省,也是育种大省、繁种大省、用种大省和重要的种子外调大省,但还不是种业强省。”郭天财表示,国以农为本,农以种为先。种业是基础性、战略性核心产业,是有生命的、不可替代的重要农业资料,是实现农业高产优质高效的内因和各项技术措施的核心载体,是端牢“中国饭碗”的根源和基石。下一步,要充分发挥我省农业和种业创新优势,聚集优质创新人才和资源,建立更高层次、更高质量、更有效率、更可持续的粮食安全保障体系,在更高水平上筑牢国家粮食安全根基。“我坚信,中国人一定能端牢‘中国饭碗’,中国人饭碗里一定会更多装中国粮,中国粮一定会更多用中国种,中国种业一定会用上更多更好的‘中国芯’‘河南芯’。”

  许为钢表示,进入新发展阶段后,河南种业要在基础前沿研究方面“发力”,要在理论创新、技术创新和产品创新上全面发展,这也是河南打造神农种业实验室的要义。“通过建设一流创新平台,吸引集聚全国乃至世界的一流人才,做到优势力量叠加放大。”

  “河南要加强小麦优异新种质的创制,掌握更多有自主知识产权的种质资源。”殷贵鸿说,河南农业大学牵头申报的河南省小麦技术创新中心已获批建设,是以国家小麦工程技术研究中心为基础,与省内外14家小麦产业优势单位联合打造,将为“中原种谷”建设提供有力的技术和平台支撑。

  “一粒种子可以改变一个世界,中国人必须牢牢掌握住小麦的话语权。”茹振钢介绍,科学研究就是要推广一批、储备一批、研发一批、设想一批。根据目前研究,小麦产量的“天花板”是2800斤/亩,根据河南黄淮平原的土壤、气候条件,近期1800斤/亩的目标基本实现;中期2000斤/亩的目标正在努力。“到小麦亩产过吨的那一天,一定要到地头和农民痛痛快快地喝一场庆功酒!”