3月5日,2021年全国两会首场“部长通道”上农业农村部部长唐仁健表示:力求十年左右种业翻身仗实现重大突破。年初发布的2021年中央一号文件正式提出要“打好种业翻身仗”。2020年12月举行的“2020中央经济工作会议”和中央农村工作会议也强调了种子是农业的“芯片”,要打好种业翻身仗,开展种源“卡脖子”技术攻关。“翻身仗、卡脖子”等犀利词语的应用,可见种业发展问题突出、亟待攻克。
近期,农业农村部公布的一组数据引起了我们的关注,数据显示:2020年,中国大豆进口量突破1亿吨,创历史新高。这组数据背后透露出我国大豆种业的短板,目前我国大豆的单产水平还不够高,还不到美国的60%,这也使得我国对大豆的进口需求较高。
未来中国大豆种业如何打好翻身仗?有哪些技术难关需要攻克?近期目标和长期目标是什么?人民三农有请到了东北农业大学农学院院长、大豆遗传育种专家陈庆山教授为我们解析。
疫情影响下中国经济快速复苏养殖业空前繁荣中国大豆进口量破1.03亿吨达历史极值
2020年,中国养殖业空前繁荣,加剧饲料需求量上升态势,豆粕作为饲料蛋白主要来源消费量激增,从而导致即使国内大豆产量有所增加的前提下,仍然需要大量进口大豆。
国内大豆生产和国际大豆进口同时处于高位。我国耕地面积有限,在确保口粮安全,“中国饭碗主要装中国粮食”的大前提下,大豆种植面积增加空间极其有限。2020年中国大豆种植面积1.5亿亩左右(历史高位),总产量1960万吨,较上一年增长8.3%,平均单产135公斤/亩,较上一年增加6.3%。在国家政策向好和市场价格居高不下的双重因素刺激下大豆生产面积实现了恢复性增长,国产大豆在满足国内豆制品加工和食用油加工后,能够提供给饲料用的副产品(豆粕)不足800万吨,大豆需求量存在巨大缺口。
畜牧业迅猛发展导致豆粕需求量激增。2020年我国禽肉产量2361万吨,增长5.5%;禽蛋产量3468万吨,增长4.8%;牛奶产量3440万吨,增长7.5%;我国猪肉产量4113万吨,下降3.3%;2020年末,生猪存栏、能繁殖母猪存栏比上年末分别增长31.0%、35.1%;畜牧业空前繁荣导致饲料需求量大增,豆粕是畜禽养殖业饲料中蛋白的主要来源,2020年畜禽养殖业豆粕总消费量为7683万吨,其中89.6%为进口豆粕。
大豆已经成为我国畜牧业发展过程中重要制约因素。我国大豆巨大缺口,不是简单的增加单产和种植面积就能解决的问题,且在未来很长一段时间内无法自给自足,必须依靠国际贸易和大豆原料粮大宗采购战略进行弥补,日益增长的大豆需求和国际大豆原粮价格、供应链垄断之间的矛盾凸显,使我国位于供应链末端,失去自主权。确保大豆原料粮安全供给已成为我国目前农业领域面临的巨大挑战之一。
“十三五”期间我国共审定大豆新品种1030个新品种选育、杂交育种卓有成效
近年来,我国在新品种选育、杂交育种所取得的成就显著。以东北农业大学培育的东农豆252和东农豆253为例,这是陈庆山教授带领东北农业大学大豆遗传改良团队在东农42基础上选育的优质品种。东农豆252和东农豆253实现了蛋白质高、油分含量大、大粒、主要营养元素均衡等优势。陈庆山教授介绍说:东农豆252和东农豆253两个品种在大面积种植的情况下蛋白质含量达到43%左右,油分含量达到20%左右;大豆产量达到500斤/亩;其中东农豆252百粒重达到25g-28g,东农豆253百粒重达到25g,外观品质和商品品质优良;蛋白质,油分和糖等主要营养元素含量丰富且均衡,打出豆浆色泽奶黄,味道甜香,口感极佳,深受消费者的喜爱。同时,在栽培模式上,对品种进行高产栽培技术配套,建立了稀植的大豆大面积生产栽培模式。从传统的密植群体效应高产调整为适度稀植的个体效应高产,这样就在产量提升的基础上,保证了高品质。该品种在黑龙江省2017年推广面积达14万亩,全部订单回收;2018年推广面积在60万亩左右,订单回收在30万亩以上。现在每年推广面积在200万亩左右。
放眼全国,十三五期间我国大豆种业取得一定成果,具体表现在以下几个方面:
大面积推广大豆品种选育加快,实现数量和质量双增长。“十三五”期间我国在大豆新品种选育方面有了长足发展,各省市自治区(包括国审)共审定大豆新品种1030个。2019年我国北方春大豆区域推广面积50万亩以上的大豆品种36个,推广面积5017万亩,占该区域推广面积的65.8%。这些大面积推广品种具有丰产、稳产、抗病性强、抗逆性好和商品性高等特点。
高品质特用、专用型大豆新品种选育卓有成效。随着人们生活质量的提高,我国对大豆的需求也越来越大,大豆新品种选育目标从原来的高产、稳产转向高品质、高营养和多元化。大豆品质改良进程发展迅速,高蛋白和高油等传统品质提升较快,审定和推广了一大批优质品种。其中,大面积推广的高蛋白大豆品种16个,高油大豆品种13个,特用型品种9个。其中,特用专用品种审定数量不断攀升,多种不同类型特用专用品种被培育出来,并进入试验程序,最后通过审定,投入到实际生产和使用过程,给大豆精深加工企业带来了专用型原料,提高加工效率,降低成本,增加效益。
杂交大豆育种初具规模,即将大面积推广。我国在杂交大豆规模化制种关键技术的研究比较深入,创制优良亲本32份,育成新不育系6份,恢复系8份,选育出优质、抗逆、高产的强优势杂交种。审定大豆杂交种3个,有5个杂交种完成生产试验待审,已经初具规模,可以在合适的机遇期进行大面积试验示范,推广应用。
大豆重要性状分子机制研究方面取得积极进展。对大豆光周期、百粒重、大豆叶柄夹角、油脂含量等大豆重要性状位点的研究尤为深入,并应用于大豆分子标记辅助选择或分子设计育种过程,获得新品种或新品系均表现出产量或品质优势。大豆长童期J基因的克隆和调控网络解析为大豆扩大种植区域扫平道路,为大豆在低纬度地区的大面积生产奠定理论和技术基础;大豆百粒重基因挖掘对我国大豆产量整体提升意义重大;大豆叶柄夹角基因解析为理想株型的创制提供了实践基础,通过该基因功能的进一步解析,有望解开大豆理想株型的神秘面纱,对突破性大豆品种选育具有重大现实意义;大豆油分含量基因和其他重要性状关键基因的研究,为大豆遗传网络调控研究奠定了基础。
在大豆分子设计育种方面进行初步探索,并逐步构建大豆精准分子设计育种体系。基于大豆重要性状基因调控网络模块构建,加快分子设计育种创新体系建设。利用分子生物学、基因组学、系统生物学、合成生物学等多学科联动,构建分子设计育种技术平台,提升我国突破性品种选育能力。四粒荚分子模块分子设计育种初试,改良品种产量增加显著;提早成熟期分子模块分子设计育种初试,改良品种成熟期显著变短。
产量增加难以突破瓶颈、品质和产量、抗逆性矛盾很难解决是大豆种业卡脖子的关键
针对大豆技术卡脖子的关键点陈庆山教授介绍到:
第一方面,我国大豆产量增加难以突破瓶颈。由于大豆品种的改良,主要在当地适应品种或品系间杂交,造成了大豆品种遗传基础的狭窄性,从而限制了大豆产量的进一步提高。品种遗传基础狭窄、品种产量潜力低、品质育种不能满足市场需求等是我国大豆品种改良中存在的主要问题。
第二方面,大豆品质和产量、抗逆性矛盾很难解决。大豆品种主要性状间存在一定的矛盾关系,高产品种往往难以实现优质,优质品种往往难创高产;高产品种蛋白质和脂肪含量一般较低,优质品种抗倒差、抗病虫性差、产量低。这些问题成为大豆育种中一直难以解决的技术瓶颈,制约高产、优质、抗逆大豆品种的选育。
第三方面,我国大豆种业目前面临的“卡脖子”窘境,更多的来自于种质资源利用和创新不足,已成为近年来大豆育种难以取得突破的“瓶颈”,因此,改良与创造新种质,拓宽大豆育种的遗传基础已成为我国大豆育种的一项迫切任务。
第四方面,种源的质量和数量直接影响我国大豆安全生产。大豆良种繁育标准化基地建设直接关系到我国大豆良种的质量升级和绝对数量保障,在各大豆主产区建立辐射周边地区的大豆良种繁育基地,财政和政策支持种业公司积极推进稳定的良种繁育基地高标准农田建设,打造旱涝保收、植保措施严格到位的良种繁育体系,提高自然灾害和病虫草害的能力,为种植业者提供质量优良、供给稳定的大豆良种。
总之,大豆卡脖子关键在于品种,品种的突破性进展有赖于种质资源的突破性利用和创新,新种质的创制必须依靠核心技术的提升和智慧育种体系的建立。
打好大豆种业翻身仗需基础建设、种质库建设、人才体系建设、科研与企业共同发力
“打好大豆种业翻身仗”陈庆山教授提出了自己的建议:建议加大实施大豆基础研究和重点研发项目,解决大豆的遗传基础,重要农艺性状调控机制等关键理论和技术;建议实施建设多种类型的种质资源库,重点关注与育种密切相关的创新资源和基因库,建设适应我国实际情况的大豆种质资源收集、保护、鉴定和利用体系,依托农科院系统建立作物种质资源总库,依托高校创建立针对种质资源、突变体、遗传群体和功能基因的创新资源和基因库,依托种业企业建设作物优异品系和品种资源库,培养和锻炼一批具有远见的种质资源收集、利用和创新人才,发展和制定种质资源中长期安全保存的种质库管理标准和技术规范;建议实施农业人才培养工程和生物育种人才培育工程,当前国内农业人才不多,应该逐步减免学费,生物育种人才稀缺,高校是生物育种人才培养的基地,需要国家和省市多个层面加大人才引进和培养力度,一定要引培并举,重在本土化、区域化发展;建议实施种业和农业高校科研创新与人才培养的双轨生物育种平台建设,目前种业的创新成果和亟需人才都主要依赖于高校和科研院所,通过农业高校的平台实现种业人才培养和创新成果培育,并通过种业的生物育种平台和推广体系完成衔接,实现产业化。
品种的突破、大豆产量达到亩产400-450斤是打好大豆种业翻身仗的标准
打好种业翻身仗最重要的是品种的突破,我们积极进行的资源的整理、平台的构建、人才的培养和分配、现代育种体系构建等都是为这一终极目标服务的,只有品种的突破,才会带动整个产业的转型升级和快速发展,其中包括超高产、高品质和高抗性品种、特用专用型品种、宜加工食用型品种等不同应用方向的突破性大豆品种的选育。
在大面积生产上,目前我国大豆平均水平在260斤/亩左右,目标是实现东北北部能够稳定在400斤/亩,南部地区能够稳定在450斤/亩。至此,我们可以低调地说,我们打赢了这场种业翻身仗。
(新闻来源:人民日报社
人民三农网
2020
年
3
月
10
日)