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【深一度】杂交小麦到底是什么?

时间:2019-06-10 08:37 作者:
小麦是全世界种植最广、
适应性最强的粮食作物,
几乎所有文明都和小麦有着千丝万缕的联系。
在楼兰遗址发现的碳化麦粒,
距今已有四千年的历史。
从古至今,
小麦都是我国农业生产中最重要的组成部分。
二十世纪以来,
为了应对人口迅速增长带来的粮食需求,
各国纷纷围绕农作物杂种优势利用展开研究。
上世纪三十年代,
美国的凯发娱乐官网杂交玉米率先实现产业化;
七十年代,
我国以袁隆平为代表的一批科学家,
用了20多年的时间逐步将杂交水稻产业化;     ▲2016年8月17日,袁隆平在位于湖南长沙的实验田里观察超级杂交水稻。来源:新华社
与此同时,越来越多的农作物和蔬菜,
也通过杂种优势利用提高了产量和品质。
在国际上有关杂交小麦的第一篇研究性文章,
早在1919年就已经发表。
然而令人扼腕的是,
到目前为止,
虽然京麦9号为代表的杂交小麦,
在京津冀地区已经得到广泛关注和快速种植,
但杂交小麦在全世界小麦生产中的应用
仍几乎为空白。
因此,
杂交小麦的产业化应用是一个百年梦想。
那么问题来了,
为什么小麦的杂种优势利用之路,
走的如此漫长?
为此,农民日报、记者请教了
北京杂交小麦工程技术研究中心主任赵昌平。
赵昌平教授介绍:
在二倍体作物中,
只要两组染色体上的基因保持协同和一致,
性状改良就可以起作用。
但小麦是六倍体,
要六组染色体上的相关基因
都保持协调和一致,
难度明显加大,
性状改良的代谢网络更加复杂。
也正是因为这个原因,
对于小麦而言,
想要创造一个起作用且能稳定遗传的
雄性不育与恢复系统,
实现杂种优势利用,
难度就更大了。
6月6日,芒种时节,谓有芒之种谷可稼种矣。
此时,
天津市宝坻区骆家庄村
种植户张德的麦子已经临近成熟,
再过十来天就可以收割了。 ▲图为骆家庄村种植户张德的麦田。 这本是高考前的最后一天,
田头却如同考场一般挤满了,
来自山东、河北、天津等地的
种植大户和种子经销商。
就如同等待考生的家长一般,
他们有的在田头交流着自家麦子的长势、
探讨着今年的收成,
有的地头查看田中麦粒的饱满程度
或拔起一颗麦子查看根系。 ▲图为麦田边,种植户和种子经销商在查看京麦9号生长情况。 芒种之日,天上淅淅沥沥下起了雨,
却丝毫没有影响
第二代强优势杂交小麦产业发展高峰论坛
暨京麦9号京津冀联合示范观摩会的火热。
-适宜轻简化栽培-
盐碱地上表现更好

农作物的杂种优势利用,从杂交水稻、杂交玉米到杂交蔬菜不断发展,在上世纪,更是掀起了一轮农业产业的绿色革命。“但很遗憾,这次农作物杂种优势利用革命小麦没在其列,拖了后腿。” 北京杂交小麦工程技术研究中心主任赵昌平在观摩现场坦言,杂交玉米和杂交水稻的成功选育和产业化推广,为世界粮食产量增长做出了巨大贡献。
近一个世纪来,小麦杂种优势利用一直是一个世界性难题,各国科学家都没能取得突破性进展。直到北京杂交小麦工程技术研究中心等为代表的中国科研团队,基于小麦光温敏不育系的首次发现,和其不育机制、恢复性与强优势规律、异交生物学等科学理论的探索与揭示,攻克了育性恢复、高效制种、优势组合三大技术瓶颈,创建二系杂交小麦育种体系,这一世界性难题的解决才迎来曙光。   ▲图为赵昌平在田间查看京麦9号小麦品种长势。  
目前,杂交小麦虽然比杂交水稻和杂交玉米的产业化推广晚了很多年,但它的潜力却不容小觑。
赵昌平给农民日报、记者举了一个例子:
以2018年产量数据为例,在经受了晚播至霜降节气、冬季严寒低温至零下20℃、春季气温剧烈波动、全生育期几乎无有效降雨等各种不利条件的考验,在加上采用播种量仅为常规小麦50-70%、全生育期仅灌水1-2次的苛刻种植管 理方式,京津冀京麦9号20个示范区平均亩产仍达到550公斤以上,增产幅度达15-20%。   ▲图为京麦9号(左)与宝坻当地主推品种的示范对照。
“气候、灌溉等条件越苛刻,杂交小麦的表现就越突出,在高产田上是如此,到了盐碱地上就更加明显。”赵昌平介绍,“在一些盐碱地上,杂交小麦甚至能比对照品种增产幅度超过50%。”
据统计,京津冀环渤海区域盐碱地面积达1000余万亩之多,因此既要抗盐碱、又要节水、还要兼顾稳产高收益的小麦绿色高效种植,是该区域粮食生产突破的关键与核心。此次观摩会上所展示的京麦9号,是北京市农林科学院培育的第二代强优势杂交小麦品种,具有突出的大穗和高粒重优势,产量潜力可达每亩800公斤,尤其在盐碱、旱作等中低产区具有更加突出的稳产增产抗逆优势。
在过去的5年里,杂交小麦在津冀大地上扎根发芽,凭借突出的稳产抗逆优势为京津冀绿色高效农业发展结出了丰硕的果实。初步估算,按杂交小麦在京津冀环渤海区域盐碱地应用300万亩计算,预计每年可节约灌溉水1.5亿立方米,增产小麦约15万吨。 -强强联合优势互补-
打造京津冀科技协同新高地

近年来,中国种子集团有限公司与北京市农林科学院拉开了国内杂交小麦科企合作的序幕,在为国内杂交小麦产业化搭建推广示范平台的同时,也在不断创新和完善了新品种测试体系和高效制种技术规程。
时至今日,以京麦9号、京麦21、京麦179为代表的第二代杂交小麦已经开始产业化推广。京麦9号因其稳产、抗逆、耐盐碱等突出特性,在京津冀地区广受好评。
“杂交小麦一步步走来,经历了很多艰辛和付出,解决了很多难题,最终才走向生产应用。”赵昌平坦言,“随着科研投入不断加大和创新力度不断加强,杂交小麦已经迎来了第二代品种的应用,与第一代相比,总体上穗子更大、千粒重更高、产量潜力也更大。相信,将来第三代杂交小麦也会顺利通过国家审定,走进广袤田野,走上百姓餐桌。”
杂交小麦的长足发展离不开科研人员辛勤付出,更离不开科研单位、企业和高校的协同联合。 
2016年以来,北京市农林科学院充分发挥科技创新的引领优势,积极推进京津冀农业科技协同创新,推进三地企业、高校和科研院所跨区域联合,组建了关联紧密、资源共享、通力合作、利益一体的京津冀杂交小麦联合测试网络,每年固定建立测试网点20个,累计测试杂交小麦组合超过100份;基于测试网络建设,筛选的节水型杂交小麦新品种连续列入京津冀小麦品种联合展示示范计划,并参加了京津冀小麦联合区域试验;依托测试网络筛选的京麦179通过了国家北部冬麦区小麦品种审定,京麦9号通过北京审定和天津、河北相似生态区引种。
为了加速杂交小麦科技成果造福京津冀百姓,在推进三地科技协同创新的同时,北京市农林科学院联合中种杂交小麦种业(北京)有限公司等京津冀种业企业在京津冀区域布置杂交小麦示范网点超过200个,覆盖麦区面积超过600万亩,在天津河北等地创造出了高水肥地块亩产700公斤和盐碱地块亩产600公斤等一系列高产记录。
-打通产业链-
开创中国特色杂交小麦产业化之路
“现在,杂交小麦正处于产业化发展的初期,我相信在不久的将来,随着产业化的不断推进,杂交小麦必将为国家粮食安全和农民增收致富做出更大的贡献。”中种杂交小麦种业(北京)有限公司总经理陈兆波告诉记者,“好品种是产业化的基础,种业是产业链的起点。有了好种子不仅要有好收成,更要有好收益。这就需要打通全产业链,走出一条具有民族特色的产业化之路。”
在杂交小麦产业化发展过程中,北京市农林科学院和中种杂交小麦种业(北京)有限公司协同合作,注重技术创新与产业发展模式创新的有机结合,积极开展杂交小麦中下游产业化关键技术研发,先后开发了杂交小麦混播制种、全程机械化制种、化控高效制种、节水抗旱配套栽培、种子活力提升等产业化关键技术;结合种肥配套、土地流转、粮食收储等,大力开展杂交小麦产业发展模式的创新,通过科技创新和模式创新实现了杂交小麦全产业链的初步贯通。
2019年春季少雨,地处山东省滨州市沾化区冯家庄镇的小麦经受了土地盐碱、干旱无雨、无水可灌的三重严峻考验。但就是在这样恶劣的“生存条件”下,采取“种肥配套+粮食收储”模式推广种植的京麦9号,经过当地技术人员测产,2500亩杂交小麦在全生育期较常规小麦少灌水1次的情况下,亩产仍能达到1100斤以上。   ▲图为雨中的京麦9号。
京麦9号作为世界领先的杂交小麦品种,不仅具有突出的抗逆、稳产、丰产优势,其高容重、高出粉率、籽粒商品性好等特性更是得到了粮食收储企业的青睐。
不仅如此,独具中国特色的杂交小麦品种也已走出国门,在巴基斯坦和乌兹别克斯坦推广种植多年,并深受当地农民和政府好评。
2018年,河北廊坊、沧州、秦皇岛,天津蓟县、武清,山东滨州等地京麦9号示范田,因粮食商品性突出,廊坊实收入库商品粮每公斤加价0.1元,山东滨州小麦收储价格更是较常规小麦每公斤加价0.04元直接入库,杂交小麦种子和粮食都出现了供不应求的局面。
从产业链上游培育的“好种子”、
在产业链中游开发的“好技术”、
再到产业链下游实现“好收益”,
伴随人类千万年的小麦,
从此踏上杂交小麦产业化之路。

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