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中國(guó)工程院院士蓋鈞鎰:國(guó)產(chǎn)大豆應(yīng)向科技要產(chǎn)量

發(fā)布時(shí)間:2023-07-07 15:27:00來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)

  【院士訪談】

  ◎本報(bào)記者 金 鳳

  國(guó)產(chǎn)大豆品種有畝產(chǎn)400—450斤的潛力,但現(xiàn)在的增產(chǎn)潛力平均只實(shí)現(xiàn)了約50%。這一是因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)的大豆選育、種植技術(shù)沒(méi)得到足夠重視,農(nóng)民的種植收益不高,不愿種植大豆;二是好的土地都首選種糧食作物了,種植大豆的土壤有的肥力不夠,有的旱、澇、草、病蟲(chóng)害嚴(yán)重;三是目前的大豆種植技術(shù)推廣力度不夠。

  前不久,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在安徽省宿州市召開(kāi)了全國(guó)大豆玉米帶狀復(fù)合種植現(xiàn)場(chǎng)觀摩交流會(huì),推動(dòng)帶狀復(fù)合種植往深里走、往細(xì)里做。目的只有一個(gè)——提升大豆產(chǎn)能。

  我國(guó)馴化和種植大豆的歷史超過(guò)5000年。大豆,歷來(lái)是中國(guó)人獲取蛋白質(zhì)的重要來(lái)源。

  隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,中國(guó)大豆需求量保持持續(xù)增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)大豆產(chǎn)能已不能滿足國(guó)人需要。近3年,我國(guó)每年的大豆進(jìn)口量在1億噸左右。

  在確保糧食安全的前提下,提升大豆產(chǎn)能,提高大豆育種能力和種植技術(shù)迫在眉睫。

  “提高國(guó)產(chǎn)大豆產(chǎn)能,只有兩條路,一是依靠科技發(fā)展提高畝產(chǎn)量,二是擴(kuò)大種植面積?!苯?,中國(guó)工程院院士蓋鈞鎰在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。

  現(xiàn)有品種增產(chǎn)潛力只實(shí)現(xiàn)約50%

  記者:2022年我國(guó)的大豆產(chǎn)量達(dá)2028萬(wàn)噸,首次突破2000萬(wàn)噸。但近3年,我國(guó)每年的大豆進(jìn)口量約1億噸,大豆的供給與需求之間為何有這么大的錯(cuò)位?大豆是否還有可能大規(guī)模擴(kuò)種?

  蓋鈞鎰:改革開(kāi)放以后,人們生活水平提高,肉食進(jìn)入普通家庭的餐桌。國(guó)產(chǎn)大豆的產(chǎn)量目前僅能滿足國(guó)人的食用需求,但養(yǎng)殖業(yè)對(duì)于飼料大豆的需求量還很大。大豆雖然不是主食,但老百姓的飯碗里少不了它,也少不了肉。

  生產(chǎn)1億噸大豆,需要約6億畝耕地。現(xiàn)在的18億畝耕地紅線內(nèi),我們有約6.5億畝耕地種植玉米,水稻和小麥的種植面積約有8億畝,還有一些耕地要種植棉花、油料、糖料作物,所以在保證口糧生產(chǎn)的前提下,要大面積擴(kuò)種大豆并不容易。

  記者:如果大豆種植面積難以大面積擴(kuò)增,還有哪些方法能提高大豆產(chǎn)能?目前制約我國(guó)大豆單產(chǎn)提高的技術(shù)難題有哪些?該如何破解這些瓶頸?

  蓋鈞鎰:提高國(guó)產(chǎn)大豆產(chǎn)能,只有兩條路,一是依靠科技發(fā)展提高畝產(chǎn)量,二是擴(kuò)大種植面積。

  1952年前,我國(guó)大豆產(chǎn)量世界第一,但1952年后,美國(guó)就超過(guò)了我們。美國(guó)大豆現(xiàn)在的平均畝產(chǎn)可達(dá)400—450斤,高產(chǎn)品種畝產(chǎn)可達(dá)上千斤。而我國(guó)大豆現(xiàn)在的平均畝產(chǎn)約為270斤。

  國(guó)產(chǎn)大豆品種有畝產(chǎn)400—450斤的潛力,但現(xiàn)在的增產(chǎn)潛力平均只實(shí)現(xiàn)了約50%。這一是因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)的大豆選育、種植技術(shù)沒(méi)得到足夠重視,農(nóng)民的種植收益不高,不愿種植大豆;二是好的土地都首選種糧食作物了,種植大豆的土壤有的肥力不夠,有的旱、澇、草、病蟲(chóng)害嚴(yán)重;三是目前的大豆種植技術(shù)推廣力度不夠。

  由于育種周期長(zhǎng),一般要10年左右,當(dāng)務(wù)之急是改進(jìn)現(xiàn)有高產(chǎn)大豆品種的種植技術(shù),需要提高在施肥、排水、灌溉、除草、病蟲(chóng)害控制等領(lǐng)域的技術(shù)水平。如果能有好的種植技術(shù),現(xiàn)有高產(chǎn)品種至少可以提高到3000萬(wàn)噸產(chǎn)量。

  有了好技術(shù),還得有專業(yè)的農(nóng)技推廣團(tuán)隊(duì)。建議明確農(nóng)技推廣人員的責(zé)任,特別是要鼓勵(lì)學(xué)農(nóng)的學(xué)生學(xué)以致用。

  只有技術(shù)沒(méi)有地是巧婦難為無(wú)米之炊。目前,我國(guó)也在推進(jìn)大豆玉米帶狀復(fù)合種植,支持東北、黃淮海地區(qū)開(kāi)展糧豆輪作,穩(wěn)步開(kāi)發(fā)利用鹽堿地種植大豆。

  破解產(chǎn)能之困要加快探索生物育種

  記者:您幾十年來(lái)在作物遺傳育種學(xué)領(lǐng)域耕耘,近年來(lái)您和您的團(tuán)隊(duì)在大豆育種領(lǐng)域開(kāi)展了哪些探索?

  蓋鈞鎰:最近我們?cè)谀暇┖腿齺嗊M(jìn)行野生大豆片段代換系百粒重基因精細(xì)定位和功能驗(yàn)證。百粒重是大豆產(chǎn)量的重要構(gòu)成因子,是大豆育種的重要目標(biāo)性狀。

  我們研究發(fā)現(xiàn),野生大豆100粒只有2克重,但人工栽培大豆100粒重達(dá)20克。后者90%以上的基因是野生基因。為何與野生大豆不到10%的基因差異,百粒重卻提高到10倍?我們正在研究這些基因之間存在哪些特殊關(guān)系、背后的機(jī)制是什么,這不到10%的基因究竟對(duì)大豆產(chǎn)量的提高起了什么作用。

  此外,目前大豆產(chǎn)量最大的國(guó)家依次是巴西、美國(guó)、阿根廷。不難發(fā)現(xiàn),大豆開(kāi)始向熱帶、亞熱帶地區(qū)發(fā)展。但我國(guó)的大豆主產(chǎn)區(qū)在東北,所以我們希望能加快探索,選育一些熱帶品種。南農(nóng)三亞研究院成立后,我們篩選了1034份南方大豆種質(zhì)資源在那里進(jìn)行熱帶環(huán)境適應(yīng)性鑒定。三亞氣溫高,大豆在三亞的生育期短,這便于我們做加代試驗(yàn),縮短育種周期。熱帶地區(qū)的病蟲(chóng)害也多,我們也要看不同品種的抗病潛力如何。

  記者:種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。2021年,我國(guó)通過(guò)《種業(yè)振興行動(dòng)方案》,強(qiáng)調(diào)要實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)、種源自主可控。您曾經(jīng)提及,我國(guó)在大豆技術(shù)研究、生物育種研究方面做了大量工作,但距離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還差“一公里”。請(qǐng)問(wèn)制約打通“最后一公里”的因素是什么?我們又該從哪些方面提高大豆育種能力?

  蓋鈞鎰:大豆在過(guò)去幾千年的種植史里,已經(jīng)進(jìn)化出不少優(yōu)良性狀,但優(yōu)良的基因分散在不同的種質(zhì)資源中。育種工作者要先找到這些優(yōu)良性狀的基因,再聚合這些優(yōu)良基因。

  育種目前面臨的主要問(wèn)題是現(xiàn)有品種產(chǎn)量比美洲低。最近幾年生物育種技術(shù)很流行,這種技術(shù)理論上有可取之處,但能不能提高育種效率還有待時(shí)間和實(shí)踐的驗(yàn)證。

  現(xiàn)在的生物育種技術(shù)著眼于提取個(gè)別優(yōu)良的基因,但如果育種和生物技術(shù)銜接不起來(lái),很難真正育成一個(gè)品種。例如選育出一個(gè)抗除莠劑的基因,雖然解決了給大豆除草的問(wèn)題,但本身沒(méi)有直接提高大豆產(chǎn)量。如果想提高產(chǎn)量,還需要各種性狀優(yōu)良基因的配合。

  我國(guó)要建設(shè)種業(yè)強(qiáng)國(guó),關(guān)鍵要有一支創(chuàng)新人才隊(duì)伍。在育種和產(chǎn)業(yè)技術(shù)之間,還需要“人”作技術(shù)銜接,育種家要向田里走,只待在實(shí)驗(yàn)室不行。高校在考核中也可以對(duì)育種有更多的傾斜,提升育種工作在職位晉升和評(píng)職稱時(shí)的受重視程度,進(jìn)一步激發(fā)育種工作者的積極性。

  帶狀復(fù)合種植技術(shù)還需要進(jìn)一步完善

  記者:如果短時(shí)間內(nèi)無(wú)法大面積擴(kuò)展大豆種植面積和提高單產(chǎn)產(chǎn)量,是否有新的方法可以提高種植效率?

  蓋鈞鎰:多年前,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)一個(gè)團(tuán)隊(duì)做了試驗(yàn),將玉米跟大豆同時(shí)種在一塊地里套種,也就是進(jìn)行帶狀復(fù)合種植。結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米地并沒(méi)有因?yàn)榉N植大豆而產(chǎn)量下降,還可以增加一季豆。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是把玉米的行距放寬,再在玉米行間種植大豆,玉米行內(nèi)株數(shù)增加,確??傊陻?shù)不少。

  我國(guó)現(xiàn)有約6.5億畝土地種植玉米,如果在保證玉米產(chǎn)量的基礎(chǔ)上又能畝產(chǎn)100公斤大豆,就能增產(chǎn)約6500萬(wàn)噸大豆,土地利用效率會(huì)大大提高。

  2022年,國(guó)家已經(jīng)在西北、黃淮海、西南和長(zhǎng)江流域等適宜地區(qū)推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植。但需要注意的是,帶狀復(fù)合種植技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。眼下的重點(diǎn)是選育出適于復(fù)合種植的專用配套品種。套種的玉米和大豆品種要能相互適配,例如套種的大豆要能耐得住玉米的遮陰,玉米要降低遮陰程度。而目前使用的大豆、玉米品種均從純作品種轉(zhuǎn)來(lái),相互適配程度有待改進(jìn)。此外,套種大豆后,玉米間的間距要達(dá)到多少最適合?什么樣的除草劑和殺蟲(chóng)劑,能同時(shí)對(duì)大豆和玉米有效?套種適合在什么樣的土壤和溫濕度環(huán)境下進(jìn)行?怎樣的農(nóng)業(yè)機(jī)械能同時(shí)完成玉米和大豆的田間作業(yè)?這都需要國(guó)家設(shè)立專門(mén)的課題,在全國(guó)范圍內(nèi)重點(diǎn)研究。

  記者:您曾經(jīng)提及,在突破性大豆品種出現(xiàn)之前,挖掘發(fā)揮現(xiàn)有品種的增產(chǎn)潛力,培肥地力是關(guān)鍵,尤其必須解決農(nóng)業(yè)機(jī)械化、信息化問(wèn)題。請(qǐng)問(wèn)目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化、信息化存在什么問(wèn)題,您認(rèn)為該如何用智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械賦能大豆育種和生產(chǎn)?

  蓋鈞鎰:國(guó)家提倡“藏糧于地、藏糧于技”,要點(diǎn)是提高土壤水肥供給和協(xié)調(diào)能力,提供必需的裝備和技術(shù)。以往大豆用地均是糧食作物選剩的二、三等地,這類藏“豆”的土地必須加緊改造。

  此外,這幾年,我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,但由于在低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)條件下技術(shù)和材料不達(dá)標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低,與發(fā)達(dá)國(guó)家有差距。我國(guó)不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度也有差異。東北地區(qū)的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度較高,但黃淮海地區(qū)的農(nóng)機(jī)化普及率就要低得多。到了南方丘陵山區(qū),幾乎沒(méi)有適合丘陵地的、從播種到收獲全過(guò)程的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械,基本靠人工作業(yè)。而如今在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,農(nóng)業(yè)機(jī)械智慧化程度提高,農(nóng)民在家里就能遠(yuǎn)程監(jiān)控大豆田間自動(dòng)化作業(yè)情況。提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的智慧化水平,需要我們?cè)谵r(nóng)機(jī)材料、傳感設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、科技政策等領(lǐng)域加快探索。(科技日?qǐng)?bào))

(責(zé)編:陳濛濛)

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