梦想花开|在希望的田野上——驻马店市农科院科技赋能小麦产业高水平质量的发展纪实

发布时间:2023-12-31 作者: 产品中心

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  这包括小麦量—质协调提升高效绿色栽培调控技术、小麦土传病害YB系列微生物制剂防治技术、小麦智慧生产农情信息快速监测技术等3项关键技术,确保小麦实现高产稳产、绿色高效,实现优质品种—优质栽培—优质加工全产业链提质增效。

  驻马店网讯(记者 许 伟 房满地)金秋到,麦种俏。处暑节气刚过,中原大地又开始了新一轮的小麦秋播备种。连日来,驻马店市农科院富强路一带的农资超市热闹非凡,各县区的农民驾驶着轻型卡车、三轮车从四面八方赶来,争相选购优质高产小麦种子。

  一粒良种,千粒好粮。作为国家粮食生产核心区重要组成部分,驻马店常年粮食播种面积1900万亩,连续多年产量160亿斤以上,素有“中原粮仓”之称。其中,小麦产量占全省1/7、全国1/27,每年外调原粮及制成品80亿斤,为保障国家粮食安全贡献了驻马店力量。小麦良种的培育与推广在其中发挥了关键作用。

  种好一半苗,苗好一半收。种子被誉为农业的“芯片”,近年来,驻马店市农科院注重在“一粒种子”上做文章,在中国工程院院士、植物病理学专家陈剑平和中国工程院院士、小麦育种专家许为钢的指导下,深入开展种源和病害“卡脖子”技术攻关,在小麦良种培育推广方面,取得了一系列抢眼表现,不同用途的小麦新品种迭代升级,全市小麦良种覆盖率达到100%,为全省乃至全国小麦的稳产增收发挥了重要作用。

  驻马店是河南省小麦主产区之一,也是小麦品种利用大区。多年来,我市小麦品种利用多样化,主导品种明确,品种搭配合理,常年种植面积在10000亩以上的小麦品种有50来个。60年来,为实现高产绿色高效的小麦种植梦想,驻马店市农科院小麦课题科研团队立足驻马店区域环境气候真实的情况,选育出的小麦新品种“驻麦4号”“驻麦6号”“平安7号”“驻麦305”“驻麦328”“驻麦762”“驻麦256”“驻麦586”等8个小麦新品种,除驻麦4号之外,其余7个品种均获得国家植物新品种权。目前,驻马店市农业科学院小麦科研团队共有7人,其中研究员1人、副研究员2人,中级职称4人,先后发表科技论文65篇。课题组依托国家小麦产业技术体系驻马店综合试验站,带动5个示范县从事与小麦有关的科学技术人员35人以上,纳入小麦产业技术体系的技术骨干15人(2人为推广研究员、13人为高级农艺师)。在团队建设过程中还吸收了从事土壤肥料、病虫害防治、农业技术推广等方面的县区技术人员参与进来,在小麦生产的所有的环节和小麦产业的不相同的领域充分的发挥了非消极作用,促进了驻马店市小麦生产的稳步发展。

  “种业是农业的芯片,种质资源就是种业的芯片,引进和创制新种质是突破品种选育卡脖子的关键之一。”驻马店市农科院院长马红珍表示,“下一步我们还需要紧跟生产需求,优中选优,将更多高产、广适、多抗等优异性状于一身的好品种选育出来,让小麦新品种产生更大社会效益。”

  农业科技赋能,良种良法配套,在一代代驻马店农科人的接力奋斗下,全市上下牢记习“中国人的饭碗任何一个时间里都要牢牢端在自己手上”,把“牢牢把住粮食安全主动权”的谆谆叮嘱,化成“粮食生产年年要抓紧”的实际行动。

  “手中有粮、天宽地广。”河南小麦产量占全国的四分之一,但长期以来,在河南小麦生产榜单上,驻马店是个不声不响的“中等生”。20世纪60年代,驻马店小麦平均亩产不到100公斤,年产量40万吨左右;2000年新世纪开启时,驻马店小麦亩产约260公斤,年产量只有230多万吨。此后,驻马店夯实粮食基础,强化科学技术推广,开启了“十八连丰”的新征程,到2021年,小麦产量跃升至510多万吨,位居全省第二,成为河南小麦版图中最大的变量。

  最大变量背后,是一代代驻马店市农业科研人员励精图治,潜心钻研小麦育种的情怀与担当。回顾历史,驻马店市农科院第一代小麦育种专家、今年已84岁的翟德昌老人深有感触:“一手小牌打成好牌,重点是攥住了小麦育种这张王牌。”

  据翟德昌介绍,在1963年驻马店市农科院成立之初,我市就开始了小麦品种的选育工作,周玉钊、韩清林等老一代农科人是驻马店市农科院最早从事小麦课题研究的专业人员。

  “当时小麦单产极低,除去交公粮的部分家家户户基本上没有余粮。”翟德昌说,让农民填饱肚子是他选育小麦品种的初衷。20世纪60年代末,上蔡县洙湖人民公社模仿延安抗大的办学模式,依托各类专家资源,成立了边生产边办学的大学,人们亲切地称其为“农大”。翟德昌跟着“农大”的老师们如饥似渴地学习农业基础知识,很快就掌握了测产测报、病虫害防治等实用技术,为今后的小麦育种打下了知识基础。他通过你自己学到的知识和掌握的小麦种质资源,选育出了当时比较高产的小麦品种。

  作为农民技术员,因为工作业绩突出,翟德昌在1973年被组织推荐保送到河南农业大学学习遗传育种知识。他带着自己掌握的小麦种质资源来到河南农大,4年的大学生涯,在教授的精心培育下,他学有所成,成为小麦育种领域的行家里手。

  1977年,翟德昌从河南农业大学顺利毕业,被分配到驻马店市农科院,他带着大学期间精心选育出的小麦杂交组合后代,开启了粮食作物的育种科研历程。

  “当时我们参加了河南省小麦高、稳、优、低研究推广协作组,周玉钊负责驻马店小麦课题的组织和协作。”翟德昌说,“河南省小麦高、稳、优、低研究推广协作组在全省范围内组织多学科、多部门、多层次的科技力量,本着把科研成果尽快变成生产力的精神,经过三年的协作攻关,周玉钊、韩清林参加并完成了《小麦不同生产类型区的划分及其生产作业规程研究》。”该项研究根据河南的天气特征情况,土壤类型、地形、地貌、生产水平以及其它影响小麦生长发育的生态因素,将河南小麦划分为十个类型区(驻马店地区属于豫中南、西南砂姜黑土生态类型麦区),并制订了一套相应的小麦生产作业规程。通过三年大面积的试验、示范和推广应用,使全省11个重点县和上百个大面积示范区的小麦产量有了重大突破,增加了这些地区的经济效益,大大促进了全省小麦连年大幅度增产,其技术水平居国内领先水平。1983年,该项成果荣获省科技成果奖特等奖。

  1991年,驻马店市农科院成立粮食作物研究中心大小麦研究室,开展小麦育种研究工作。“驻马店小麦育种最初是和大麦育种在一起进行的,都在一个课题组,人员也没严密的分工。”翟德昌介绍,1985年,驻“豫大麦1号”培育成功;1994年,豫大麦2号培育成功。这两个大麦新品种的培育成功,凭借着丰产优质,耐湿、耐寒性好,抗病性较强,适应性广等特点,迅速吸引了全省乃至全国的目光。已成为河南、安徽、山西、湖南、湖北等省重点推广的啤酒大麦品种。

  1992年,驻马店市农科院开始机构改革,大麦和小麦课题分组进行。翟德昌接棒和良,成为市农科院小麦课题负责人。蔡春荣、王守宇、张少泽、朱统泉、贺建峰、赵立尚、李栋业等年轻一代的农林专业的学生毕业后加入到小麦科研团队,他们从零起步,开启了小麦育种的艰辛历程。

  在此期间,科研人员广泛征集种质资源,以有性杂交常规育种为主,与系统选育,辐射育种相结合,引育并重从事小麦育种,每年做杂交组合150~200余份,种植优异资源约500~1500份,优良后代2000~4000份。通过引种试验示范,先后大面积推广应用“开79”(豫麦70)、“驻引麦1号”(淮阴9628),“驻引麦2号”(陕优253)等一批高产优质小麦新品种,取得显著的经济效益与社会效益。同时,选育出驻94-21、驻94-26、驻93864、2356-23等一批抗逆性强、抗病性好小麦新品系,先后参加河南省预试、区试。随着育种科研条件的改善,驻麦4号在内的一批优良品系参加河南省预备试验和区域试验。

  2000年,翟德昌到了退休年龄,可他依然坚守在小麦育种第一线年,小麦课题负责人的接力棒传到了朱统泉手中,他成为驻马店市农科院小麦研究所的第一任所长。十年磨一剑,经历十多年风霜雨雪的磨砺,梦想的种子已经悄然发芽。在一茬茬农科人的努力下,我市小麦新品种培育终获成功。2004年,驻马店第一个小麦新品种“驻麦4号”通过河南省农作物审定委员会审定,填补了我市小麦育种的空白。2006年,“驻麦6号”通过河南省农作物审定委员会审定;2008年,“平安7号”通过河南省农作物审定委员会审定。2008年,国家小麦产业技术体系驻马店市综合试验站建立,朱统泉任站长。自此,我市小麦育种科研进入快车道。“驻麦305”“驻麦328”“驻麦762”“驻麦256”“驻麦586”等多个小麦新品种接连培育成功。小麦品种的选育与推广过程分别整理成《高产多抗小麦新品种驻麦4号选育与示范推广》《高产稳产抗逆性强驻麦6号新品种选育与示范推广》《高产稳产广适小麦新品种平安7号选育与推广应用》3个科研项目,先后在2008年、2012年、2019年荣获河南省科学技术进步三等奖。

  为缩短育种年限,2010年起,驻马店小麦科研人员先后在云南省的寻甸和河南省的栾川县进行了夏繁加代种植。“试验材料在6月间进行室内种植和春化处理,7月中下旬移栽入栾川县示范基地。”朱统泉介绍,试验材料来之不易,试验田有必要进行遮阴降温处理,材料在11月收获。受试验条件和天气情况的影响,每年加代繁育材料400到600份,为小麦育种进程的加速做出了积极的探索。

  种业是科学技术创新能力的重要体现。驻马店市农科院依托国家小麦产业技术体系驻马店市综合试验站,在奋力种子科研攻关的同时,大力推广国内优质小麦新品种和高效绿色种植技术。

  2013年,为引进中国工程院院士、植物病理学专家陈剑平,驻马店市农科院在市委、市政府的正确领导下,专班服务,在种粮大县遂平县建立小麦土传黄花叶病抗性鉴定基地,向西平、上蔡等县示范推广,为院士科研成果落地转化提供全流程服务保障,用真心恒心促成省小麦抗性遗传育种院士工作站落户当地。

  工作站成立后,陈剑平院士团队承担国家现代农业产业技术体系土传病毒病害防控、国家小麦产业技术体系综合试验站等5个项目,使全市小麦因病虫害造成的产量损失持续降低,有力推动了我市小麦专业化、标准化生产技术升级迭代。

  院士赋能,产业升级。在陈剑平、许为钢等院士团队领衔带动下,驻马店市农科院小麦研究所积极承担“院市共建”合作项目,在汝南、西平、遂平、上蔡和平舆5个小麦示范县,扎实推进河南省“四优四化”优质专用小麦新品种与绿色增效生产技术示范与推广等重点项目,助力我市优质小麦养殖面积连年攀升,已实现多轮次小麦品种选育推广的迭代升级。在市农科院的示范推广下,“郑麦9023”“驻麦305”“驻麦762”“驻麦586”等适宜本土气候土壤环境的小麦优良品种种植培养面积不断增加,亩均最高单产突破650公斤,为“中原粮仓”仓廪充实打牢坚实底座。在农业科技的持续发力下,驻马店农产品加工业产值突破2000亿元,成为全市第一大支柱产业,并催生出全国首个国际农产品加工产业园。驻马店正在实现由“中原粮仓”向“国际农都”跨越转变。

  “近年来,在国家三农政策的指引下,驻马店综合试验站牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,瞄准优质专用小麦发展方向,在稳定小麦种植培养面积的基础上,坚持市场导向、适应性种植、比较优势的原则和布局区域化、经营规模化、生产标准化、发展产业化的基本思路,积极推进小麦品质结构调整,重点发展优质强筋和优质弱筋小麦。”朱统泉说,“目前已与小麦加工上市企业克明面业签订订单合作,形成专种、专收、专储、专用和经营规模化、产销加一体化的产业格局,进一步提高了驻马店小麦供给质量和供给效率。”

  田成方、路成行、渠成网,每年的春夏之交,布谷声声中,天中大地杂交优质小麦在清风习习中荡起层层麦浪。在西平县二郎镇张尧村高标准农田里,有一块麦田被称作“小麦擂台”,来自全国的60多个品种的小麦在这里做对比试验,最后选出适宜的当家品种。朱统泉介绍,西平原本不是小麦高产区,也不是强筋小麦的最佳适生地,但20多年来,靠对比试验和技术改良,先后更新了五代当家品种,实现小麦单产、品质、效益同步提升。2018年,西平小麦拿下了“国家地理标志产品”这块金牌。目前,西平40万吨强筋小麦,70%达到二级以上标准,成为方便面企业和特种面粉生产企业的“抢手货”。

  良种还得良法配。不仅多产粮,还要产好粮,这是小麦育种科研人员的不懈追求。近年来,驻马店市农科院在各县区举行院县共建“现代农业科学技术示范工程”优质小麦新品种和高效绿色技术观摩会,依托国家产业技术体系平台,通过栽培、植保、农业信息等多学科的专家大协作,分别在遂平、汝南、西平、驿城区、确山、正阳等县区乡镇,每年示范种植小麦新品种2万余亩,推广适宜当地土壤气候特点的小麦绿色高效智慧化标准生产技术体系。这包括小麦量质协调提升高效绿色栽培调控技术、小麦土传病害YB系列微生物制剂防治技术、小麦智慧生产农情信息快速监测技术等3项关键技术,确保小麦实现高产稳产、绿色高效,实现优质品种优质栽培优质加工全产业链提质增效。

  今年,在汝南县三桥乡,300亩新国审品种驻麦586示范种植点长势喜人。经过收获前测产,平均亩成穗44.9万株,穗粒数37.6粒,千粒重47.5克,测产平均亩产为681.6公斤,同比周围不同品种、不同地块的麦田亩增产50至60公斤。

  近年来,驻马店市农科院结合实际建立了“科研单位+种子企业+农业新型经营主体+粮食收储加工企业”多主体合作的一体化推广模式,拉动了优质小麦的产业化发展,为保障国家粮食安全提供了重要的科技支撑。

  “粮食稳产增产,关键在科技。”驻马店市农科院院长马红珍说,“建设农业强省,必须加强科技支撑,为农业现代化插上科技翅膀。要紧紧围绕国家重大发展战略和驻马店农业农村高质量发展科技需求,将科技创新和科技服务放在核心地位常抓不懈,加大小麦新品种选育和示范推广,既造福农民,也确保国家粮食安全。”

  育种是一项需要沉得住气、耐得住寂寞的工作。一粒种子长成需要一季,培育一个良种则需要10多年,甚至一生。

  “农业科技的进步不仅需要科研人员的投入与奉献,更离不开农民的支持,优秀的科研成果最终要体现在农民的账本上。”作为实践中成长起来的小麦育种专家,从迈入驻马店市农科院大门的那一刻,朱统泉就暗下决心一定要培育出自有品牌的小麦种子。

  小麦育种长期以来有个“魔咒”,即优质不高产,高产不优质,似乎鱼和熊掌不可兼得。就在他接棒小麦课题负责人的18年来,他锚定优质高产育种方向,奋力打破小麦育种的“魔咒”。

  “优质强筋和优质弱筋小麦品种的选育是我们团队的努力方向。”朱统泉介绍,“说起来也许你不会相信,作为当今全球小麦产量和消费量最大的国家,直到上个世纪90年代我们自己的麦子还做不出面包。”朱统泉意识到小麦光有产量没有品质是不行的。为此,他和科研伙伴调整育种方向,大胆尝试引进其他小麦品种。

  “个人小有成就是好事,科研工作后继有人是大事。”近年来,金艳、陈杰、宋佳静、白冬、宋全昊等一批农林院校毕业生加入了小麦科研团队,成为小麦育种队伍中的年轻骨干。他们紧跟国家战略,瞄准优质高产这一小麦育种科研目标,将青春与梦想植根希望的田野,成为新时代“麦田里的守望者”。

  “从成千份材料里寻找品质好、产量好的材料用做父本和母本进行杂交,然后从成千上万个后代里选择。”朱统泉介绍,十多年来,他和团队成员不断地做杂交、不断地选择,想要选取理想的后代资源,何其艰难。

  “小麦是自花授粉作物,大自然中异花杂交成功率很低。直到现在,人工有性杂交,仍然是最常用的小麦育种方法。”朱统泉介绍,人工授粉其实是个复杂的过程。

  科研人员在清晨和傍晚,将母本去雄。先在母本群体内选择花药呈绿色,花药与子房都还没有完全成熟、植株健壮的主茎穗,去掉基部和顶部发育较晚的小穗,留下八到十个小穗。自下而上逐一剪去小花上部三分之一的颖壳和麦芒。去雄后的母本,一般在第二天上午就可进行授粉。

  在开花最盛的时段,在父本群体内选取麦穗的中上部已经有一到两朵小花散粉并且健壮的父本穗,自下而上逐一将颖壳的顶端连同麦芒一起剪去,把它剪短插在土中,等待散粉。用不了二、三分钟,科研人员用肉眼就可以看见,插在土中的父本穗上有很多花药正在钻出颖壳,准备散粉了。剪去套在去雄母本穗上纸袋的上端,轻轻地将插在土中的父本穗拔出来,一手撑开纸袋口,一手小心地将父本穗剪口朝下,放入纸袋中,旋转、抖动几次,花粉就会洒落到雌蕊的柱头上,这就是在给雌蕊人工授粉了。

  授粉结束,并不意味着这些辛苦繁育出来的后代就一定“能争气”。朱统泉介绍,通过人工授粉杂交得到的小麦籽粒就是杂种种子,这些种子在田间种植后,收获F1代种子,再经过一代种植,称为F2代植株,这一代植株表现大幅度分离,科研人员要针对植株性状和穗部性状表现、抗病性、抗逆性等进行系统评价,挑选符合育种目标要求的后代,到F5代以后,各项性状大体稳定了,方可出圃。然后还要经过产量比较、区域试验等层层的考验,最后通过审定,才能交给农民大面积种植。

  “在小麦育种家的世界里,品质与产量是一把双刃剑,二者协同提高是个世界性难题。”朱统泉说,“小麦从开始杂交到一个高产优质新品种的诞生,能去肩负保障国家粮食安全的重任,整个过程常常需要漫长的十年,这里面还会有运气和机遇的垂青。大部分育种人员辛苦一辈子也未必能选育出理想的种子。”

  阳光炽热,热风缠身,躬耕麦田,杂交授粉,麦芒刺身防不胜防,夏天的室外劳作,的确不是个“好活儿”,有很多人想象不到的辛苦。

  “育种虽然很辛苦,但收获更多的是快乐。”朱统泉说,“麦品如人品。如果你怕热,你育出来的麦子就不耐热;如果你怕冷,你育出来的麦子就不抗寒。”搞育种就要跟麦子一起经历酷暑严寒的考验,稳住心神,塌下身子,才能培育出高产优质广适的好品种。

  至目前,驻马店市农科院已成功培育出“驻麦305”“驻麦328”“驻麦762”等8个小麦新品种,而经过科研人员精心选育出的驻麦726、驻麦588、驻麦548、驻麦596、驻麦687等20多组优异种质资源已经顺利进入国家及河南省各项试验。“这批种质资源当中说不定就能选出国字号优质小麦品种。”交谈中,朱统泉笑着说,“乾坤未定,它们皆是黑马!”

  “中国饭碗要装中国粮,这就要求种源自主可控。”“小麦育种要在高产优质的基础上,把节水、抗病虫害等绿色因素结合进去,牢牢把握新育种技术。”采访中,驻马店市农科院院长马红珍说,“我们将充分发挥自身优势,依靠农业科技的引领支撑,扛稳粮食安全重任,聚焦品种培育、要素保障、资源保护,持续推进小麦新品种新技术的应用示范,为加快农业现代化作出积极贡献。”

  粮安天下,“种”筑基石。一月月,一年年,一代代驻马店农科人守护着希望的田野,接续书写“中原粮仓”梦想花开的新故事。新时代,小麦育种家的梦想还在延续

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