2023-07-11 09:12:57
國產(chǎn)大豆品種有畝產(chǎn)400—450斤的潛力,但現(xiàn)在的增產(chǎn)潛力平均只實現(xiàn)了約50%。這一是因為長期以來我國的大豆選育、種植技術(shù)沒得到足夠重視,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了全國大豆玉米帶狀復(fù)合種植現(xiàn)場觀摩交流會,推動帶狀復(fù)合種植往深里走、往細(xì)里做。目的只有一個——提升大豆產(chǎn)能。
我國馴化和種植大豆的歷史超過5000年。大豆,歷來是中國人獲取蛋白質(zhì)的重要來源。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,中國大豆需求量保持持續(xù)增長,國產(chǎn)大豆產(chǎn)能已不能滿足國人需要。近3年,我國每年的大豆進口量在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,二是擴大種植面積?!苯?,中國工程院院士蓋鈞鎰在接受記者采訪時說。
現(xiàn)有品種增產(chǎn)潛力只實現(xiàn)約50%
記者:2022年我國的大豆產(chǎn)量達2028萬噸,首次突破2000萬噸。但近3年,我國每年的大豆進口量約1億噸,大豆的供給與需求之間為何有這么大的錯位?大豆是否還有可能大規(guī)模擴種?
蓋鈞鎰:改革開放以后,人們生活水平提高,肉食進入普通家庭的餐桌。國產(chǎn)大豆的產(chǎn)量目前僅能滿足國人的食用需求,但養(yǎng)殖業(yè)對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?,F(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,要大面積擴種大豆并不容易。
記者:如果大豆種植面積難以大面積擴增,還有哪些方法能提高大豆產(chǎn)能?目前制約我國大豆單產(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,二是擴大種植面積。
1952年前,我國大豆產(chǎn)量世界第一,但1952年后,美國就超過了我們。美國大豆現(xiàn)在的平均畝產(chǎn)可達400—450斤,高產(chǎn)品種畝產(chǎn)可達上千斤。而我國大豆現(xiàn)在的平均畝產(chǎn)約為270斤。
國產(chǎn)大豆品種有畝產(chǎn)400—450斤的潛力,但現(xiàn)在的增產(chǎn)潛力平均只實現(xiàn)了約50%。這一是因為長期以來我國的大豆選育、種植技術(shù)沒得到足夠重視,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,一般要10年左右,當(dāng)務(wù)之急是改進現(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3000萬噸產(chǎn)量。
有了好技術(shù),還得有專業(yè)的農(nóng)技推廣團隊。建議明確農(nóng)技推廣人員的責(zé)任,特別是要鼓勵學(xué)農(nóng)的學(xué)生學(xué)以致用。
只有技術(shù)沒有地是巧婦難為無米之炊。目前,我國也在推進大豆玉米帶狀復(fù)合種植,支持東北、黃淮海地區(qū)開展糧豆輪作,穩(wěn)步開發(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:您幾十年來在作物遺傳育種學(xué)領(lǐng)域耕耘,近年來您和您的團隊在大豆育種領(lǐng)域開展了哪些探索?
蓋鈞鎰:最近我們在南京和三亞進行野生大豆片段代換系百粒重基因精細(xì)定位和功能驗證。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、背后的機制是什么,這不到10%的基因究竟對大豆產(chǎn)量的提高起了什么作用。
此外,目前大豆產(chǎn)量最大的國家依次是巴西、美國、阿根廷。不難發(fā)現(xiàn),大豆開始向熱帶、亞熱帶地區(qū)發(fā)展。但我國的大豆主產(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,縮短育種周期。熱帶地區(qū)的病蟲害也多,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,我國通過《種業(yè)振興行動方案》,強調(diào)要實現(xiàn)種業(yè)科技自立自強、種源自主可控。您曾經(jīng)提及,我國在大豆技術(shù)研究、生物育種研究方面做了大量工作,但距離實際生產(chǎn)應(yīng)用還差“一公里”。請問制約打通“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:大豆在過去幾千年的種植史里,已經(jīng)進化出不少優(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間和實踐的驗證。
現(xiàn)在的生物育種技術(shù)著眼于提取個別優(yōu)良的基因,但如果育種和生物技術(shù)銜接不起來,很難真正育成一個品種。例如選育出一個抗除莠劑的基因,雖然解決了給大豆除草的問題,但本身沒有直接提高大豆產(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。
我國要建設(shè)種業(yè)強國,關(guān)鍵要有一支創(chuàng)新人才隊伍。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,只待在實驗室不行。高校在考核中也可以對育種有更多的傾斜,提升育種工作在職位晉升和評職稱時的受重視程度,進一步激發(fā)育種工作者的積極性。
帶狀復(fù)合種植技術(shù)還需要進一步完善
記者:如果短時間內(nèi)無法大面積擴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)一個團隊做了試驗,將玉米跟大豆同時種在一塊地里套種,也就是進行帶狀復(fù)合種植。結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米地并沒有因為種植大豆而產(chǎn)量下降,還可以增加一季豆。這項技術(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,確保總株數(shù)不少。
我國現(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6500萬噸大豆,土地利用效率會大大提高。
2022年,國家已經(jīng)在西北、黃淮海、西南和長江流域等適宜地區(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)還需要進一步完善。眼下的重點是選育出適于復(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,相互適配程度有待改進。此外,套種大豆后,玉米間的間距要達到多少最適合?什么樣的除草劑和殺蟲劑,能同時對大豆和玉米有效?套種適合在什么樣的土壤和溫濕度環(huán)境下進行?怎樣的農(nóng)業(yè)機械能同時完成玉米和大豆的田間作業(yè)?這都需要國家設(shè)立專門的課題,在全國范圍內(nèi)重點研究。
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)機械化、信息化問題。請問目前我國的農(nóng)業(yè)機械化、信息化存在什么問題,您認(rèn)為該如何用智能化的農(nóng)業(yè)機械賦能大豆育種和生產(chǎn)?
蓋鈞鎰:國家提倡“藏糧于地、藏糧于技”,要點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,我國農(nóng)業(yè)機械基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化,但由于在低價競爭條件下技術(shù)和材料不達標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)過低,與發(fā)達國家有差距。我國不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)機械化程度也有差異。東北地區(qū)的大型農(nóng)業(yè)機械化程度較高,但黃淮海地區(qū)的農(nóng)機化普及率就要低得多。到了南方丘陵山區(qū),幾乎沒有適合丘陵地的、從播種到收獲全過程的小型農(nóng)業(yè)機械,基本靠人工作業(yè)。而如今在一些發(fā)達國家,農(nóng)業(yè)機械智慧化程度提高,農(nóng)民在家里就能遠程監(jiān)控大豆田間自動化作業(yè)情況。提高農(nóng)業(yè)機械的智慧化水平,需要我們在農(nóng)機材料、傳感設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、科技政策等領(lǐng)域加快探索。