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国产大豆种业之困:技术上卡脖子 投入上“掉链子”

2021年07月19日 08:41 来源:新华网
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种子是农业“芯片”。作为大豆起源国,我国保存着世界上最丰富的大豆种质资源,但大豆平均单产不到美国的60%。近年来,我国科研人员加大攻关,选育出一批大豆新品种,在产量、品质、抗性等方面都有所提升,实现了品种数量和质量的双增长。但专家表示,我国大豆种业在种质资源保护与利用、科研与市场、良种与良法这三个方面仍存在脱节。

专家建议,加强大豆种质资源的鉴定、评价与利用,加强育种技术创新与育种实践接轨,强化对大豆种植配套技术的研究,有针对性地破解脱节问题,打好大豆种业翻身仗。

审定品种数量增多大豆单产提高

大豆虽不是主粮,但对肉价和食用油价格有很大影响,直接关系人们生活质量。大豆是我国进口量最多的粮食,去年进口量突破1亿吨,自给率不足20%。

正值大豆田间管理期,大豆已封垄,长势较好,黑龙江省海伦市前进镇自新村种粮大户付正武为大豆喷施叶面肥,今年他种的大豆品种为“东生7号”。“去年种了‘东生7号’,虽然有低温、多雨、光照不足等不利条件,但平均亩产量达400斤,蛋白质含量40%,抗倒伏、抗病。”付正武说。

“东生7号”由中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员李艳华培育而成。海伦市农业农村局局长姚宏伟说,去年海伦市大豆种植面积260多万亩,包括“东生7号”在内的东生系列,成为当地主打大豆品种。

近年来,我国大豆新品种选育有了一定发展,大豆高产品种不断出现。“黑农84”由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42.58%。栾晓燕提供的黄淮海产区一些大豆品种的数据显示,有的大豆品种百亩测产平均亩产618.48斤,有的大豆品种因其蛋白质含量高,籽粒大,外观商品性好,年推广100万亩以上。

黑龙江省是我国大豆主产区,大豆面积和产量均占全国一半左右。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336.2公斤,刷新了东北地区大豆实收单产纪录。

据栾晓燕介绍,“十三五”时期我国在大豆新品种选育方面发展很快,大豆品种在产量、品质、抗性、适应性等方面都有提升,实现了品种数量和质量双增长。我国大豆平均单产从2016年的238.6斤,提高到2020年的264.8斤,单产提高约11%。

大豆育种技术也不断提高。中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员、大豆分子设计育种重点实验室主任冯献忠介绍,该重点实验室建立了大豆分子设计育种的流程化平台,实现大豆育种的全过程分子选择和工程化实施,推进了我国大豆育种技术从常规育种到定向和高效育种转变的进程,研究团队实施了“超级绿色大豆计划”,推动我国大豆单产水平提高。

冯献忠说,传统育种方式需要10年左右培育一个新品种,大豆分子设计育种作为一种先进的大豆育种方式,可以缩短一半以上的时间。近五年,大豆分子设计育种重点实验室共承担143项科研项目,获授权发明专利96项,审定大豆品种13个,优良品种推广5400万亩。

三重脱节制约大豆种业发展

虽然我国在大豆新品种选育与应用方面取得了一定进展,但与大豆主产国美国、巴西、阿根廷等国家相比还存在一定差距,大豆种业存在三个脱节问题。

一是大豆种质资源保护和利用存在脱节。种质资源鉴定后,才能知道基因的特性,提取好的基因进行育种。专家表示,作为大豆起源国,我国保存世界上最为丰富的大豆种质资源,但对资源的鉴定评价、利用严重不足,储藏的资源中通过深度鉴定评价比例较低,资源保护和利用存在脱节现象。栾晓燕说,亲本资源的有效利用是决定品种产量、品质、抗性的根本,目前我国对大豆种质资源创新、评价、利用不足,育种亲本的亲缘关系较近,遗传基础狭窄,导致品种的产量、品质的潜力提升较慢,很难选育出突破性品种。

二是大豆产业化程度低,科研与市场存在脱节。冯献忠说,我国大豆育种产业链存在上下游脱节情况。培育一个品种,传统办法可能要10年时间,很多企业不愿投入这么大的精力去等待一个结果。专家表示,我国大豆育种研发,多是有项目才去研究,研究之后未必能推广,而一些大豆主产国是企业投资,以市场化为目标。

三是大豆良种与良法存在脱节。我国已有一些高蛋白优质品种,也不乏一些高产新品种,但《经济参考报》记者发现,一方面新品种不断推出,另一方面我国大豆平均单产依然很低,不到美国的60%。专家表示,这主要是因为品种研发与配套技术脱节,没有大范围实现良种良法配套,没有实现标准化、规模化种植。也就是说,高产优质品种选育出来后,相应的栽培技术没有跟上。

育种技术落后、投入不足是症结

栾晓燕表示,我国的大豆育种技术相对落后,目前还处在杂交育种和与分子技术辅助选育相结合为主的育种时代,而一些发达国家已进入“生物技术+大数据信息技术”的育种时代。技术上存在“卡脖子”导致我国在大豆育种效率上和具体性状的精确改良上与国外有很大差距。

冯献忠说,种质资源的建设和管理更多是公益性的,难出论文等成果,这在一定程度上导致大豆种质资源保护和利用水平相对较低。专家表示,我国进一步提高大豆单产,使得大豆进口量稳定不增,或者有所降低,需要利用好既有的大豆种质资源,培育自主大豆品种。

一些专家介绍,国内大豆育种研究主体多是各地农科院、所,发达国家多是大型企业,从经费保障上来看,是万元级与亿元级的对抗。冯献忠举例,基因型鉴定是大豆分子设计育种的核心技术之一,过去成本较高,需做约10万个基因型鉴定,才可能培育出好的品种,成本约1000万元,目前通过优化,成本可降低至200万元左右,但这对于普通企业来说,成本仍然较高。

栾晓燕说,随着分子生物学、基因组学的发展,大豆重要性状的分子标记、基因定位、基因编辑、分子设计育种等理论研究突飞猛进,但这些育种技术创新与应用结合脱节。目前,最直接面对生产的省级或省级以下育种单位仍以杂交选育为主要的育种方法,育种周期长,育种效率低,难以满足产业发展需求。

此外,我国传统一家一户的大豆生产属于粗放式经营与管理,重茬种植,病虫害增加,难以达到整地、播种、管理、收获等过程标准化,这跟国外一些大豆主产国的生产条件相比存在一定差距,也是大豆产量和品质难以大幅提升的重要原因。

2019年黑龙江省农科院佳木斯分院研究员郭泰及团队选育的大豆品种“合农71”,在新疆的试验田亩产447.47公斤,打破国产大豆品种单产纪录。郭泰说,大豆是一种光温敏感作物,高产品种适宜种植区较为单一,难以跨区域推广。如果其与耕作制度不配套,更难以实现持续高产稳产。

推动育种产学研衔接和配套技术研发

大豆育种专家建议,多措并举打好大豆育种与产业发展的翻身仗。

首先,加强大豆种质资源的鉴定、评价与利用。栾晓燕建议,依托国家和地方的种质资源库完善大豆种质资源的收集、保护、鉴定、评价体系,通过高通量、规模化表型及基因型鉴定,关注与发掘携带优异基因资源种质材料;建立高通量基因型-表型数据库,创建种质资源管理与共享平台,为育种提供更多基因源。

其次,加强育种技术创新与育种实践接轨,推动大豆新品种产业化应用。栾晓燕、李艳华等建议,加快组建更多现代育种团队,形成“科研院校+企业”模式,上下游联动、优势互补、协作攻关。在杂交育种基础上,逐步创新并集成分子标记等技术,直接应用于育种实践,推进“育繁推”一体化进程,推动科技成果尽早转化为生产力。

再次,加大对大豆种植配套技术的研究。专家建议,有关部门应加大支持,以科技立项的形式,加大对大豆种植配套技术的研究,在生产方面实现良田、良种、良法有机结合,向标准化、规模化方向发展。在育种方面,继续加强科技创新,利用现代育种技术实现品种多性状基因聚合,提高大豆产量、品质、抗性。(记者李凤双管建涛王建杨喆)

(责任编辑:CF001)

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