5月28日,洛阳市伊滨区龙门实验室农业智慧化生产示范基地,无人驾驶收割机在田里进行麦收作业。倪睿 摄
□本报记者 刘一洁
粮安天下,种为粮先。
从解决“吃得饱”到保障“吃得好”,从应对“靠天收”到实现“科技赢”,河南种业发展因需而动、向新而行,致力于让每一粒种子都成为丰收的希望,让中原粮仓的根基更深更实。
因需而动,锚定育种方向
种业兴,农业兴。种子是农业的芯片,更是筑牢中原粮仓的核心密码。产量攀升、绿色优质,河南品种选育始终与需求同频共振,新品种选育水平全国领先。
应对环境限制——
“虽然今年天气比较干旱,但‘洛旱’小麦的长势很不错!”5月27日,伊川县吕店镇吕店村的一片麦田里,种粮大户任赠徽蹲下身,随手折下一穗麦穗,搓开“麦皮儿”,望着手心里饱满的麦粒一脸欣慰。
这是由洛阳市农林科学院小麦专家团队选育的“洛旱”系列小麦品种,任赠徽说:“我们这里是典型的丘陵地区,耐旱品种的种植优势非常明显,去年我种的‘洛旱’小麦平均亩产达500多公斤。”
科学布局、合理选用品种是实现小麦高产优质高效的基础,也是高质量种足种好小麦、促进小麦大面积单产提升的重要保障。我省每年小麦种植面积8500多万亩,其中一部分是灌溉条件较差的丘陵、岗坡等中低产地块,提高中低产田的小麦产量,对全省小麦总产量提升意义重大。
豫西旱作区“十年九旱”。早在20世纪70年代,洛阳市农林科学院就开始为旱区选育适合的小麦品种,从最初的“洛旱1”到如今的主推品种“洛旱22”“洛旱28”,抗旱品种已经过4次迭代。
从1代品种到4代品种,“洛旱”系列品种的抗旱特性被保留了下来,同时高产、抗逆性也得到了有效提高,近两年主推的“洛旱22”“洛旱28”都创造了亩产650公斤以上的高产纪录。
“我们选育抗旱品种的目标,是干旱之年少减产、平顺之年能增产、丰水之年创高产。”洛阳市农林科学院小麦研究所副所长吴少辉表示,将继续挖掘旱地小麦品种的高产稳产潜力。
满足优质期待——
一粒良种,千粒好粮。5月22日,滑县白道口镇张林庄村2万多亩“郑麦1860”种粮一体化示范基地里,植株挺拔。
“郑麦1860”连续3年被农业农村部列为国家主导品种,具有高产稳产的特性,而且在减少肥料使用20%的条件下依然能够保持稳产。示范基地负责人徐朝生对此深有体会,他种植“郑麦1860”已有6年,“今年即便在天气比较干旱的情况下,小麦的亩穗数、穗粒数依然比较理想”。
农业绿色发展是加快经济社会发展全面绿色转型的关键一环。“郑麦1860”节本不减产的特点,不仅契合绿色农业的发展需求,而且为种植户带来了收益的增长点,实现了农业生态效益、经济效益和社会效益的统一,为小麦产业的绿色发展提供了品种支撑。
如果说绿色是“郑麦1860”的“生态底色”,那么优质属性则是其闯荡市场的“金名片”。该品种达到了优质中强筋标准要求,商品性好、出粉率高,非常适合订单生产。山东鲁花面粉食品(延津)有限公司负责人王晓建表示,今年公司将以总容量20万吨的仓库收购“郑麦1860”原粮。
2021年以来,我省通过国审小麦新品种162个,占国审数量527个的30.7%、居全国第一。“新麦58”和“郑麦918”分别以1618万元和1918万元相继刷新我国小麦单品种生产经营权转让纪录;“新麦58”荣获2023年农业农村部全国优质小麦产业发展大会优质强筋小麦金奖。
既保持高产、稳产、抗逆等特性,又满足绿色优质的市场需求,“质”“量”并重正是我省种业发展的追求。
“河南种”不仅是我省粮食丰收的基础,更成为衔接生产端与消费端、串联技术创新与市场需求的纽带。
向新而行,提升育种现代化水平
在位于新乡市平原示范区的国家生物育种产业创新中心,正发生着育种技术的一场变革,现代农业“芯片”不断升级。
搭建现代育种“加速器”——
五月,麦香盈满中原大地,田野上勾勒出一幅幅收获的生动图景。国家生物育种产业创新中心的实验室内,却有着不同的景象。
表型鉴定与加速育种智能温室内,刚萌发的麦苗嫩绿,正拔节的小麦挺拔,成熟的麦穗金黄……在这个2000多平方米的空间内,小麦住上了“集体宿舍”,不同隔间内,长势不一。“智能温室就像大型的育种加速器。”省农科院作物分子育种研究院副院长、研究员郑峥介绍。
大田育种需要遵循冬小麦“秋种夏收”的自然节律,200多天才能完成一个生长周期,一年只能种一季。而在智能温室里,冬小麦的生长周期被重新定义。
通过智能控温调湿系统,模拟冬小麦不同的生长环境,即使是炎炎夏日,实验室也可以通过智能调节,模拟冬天小麦的生长环境,缩短冬小麦的春化过程,从而加快育种进程。
传统方式选育一个品种往往需要10年左右的时间,如今,智能温室、实验室的人工气候室和海南加代繁育,为育种按下了“加速键”。
人工智能驱动育种技术革命——
实验室内,表型与信息化平台负责人张梦正全神贯注操作着一台仪器给种子“拍CT”。
“这是在对花生果进行数据采集,数据会实时传递回后台进行分析。”张梦介绍,这台智能设备是植物CT扫描仪,能够多角度精准捕捉育种材料的大小、结构等关键表型特征。
长期以来,观察、记录种子的性状主要依赖人工,效率低下且准确性不高。花生果壳厚度、网纹深度、空腔体积以及小麦腹沟深度、种胚形态这些性状直接影响种子机械化收获和加工。“花生网纹和小麦腹沟,它们的深度越深,就越容易藏灰尘,增加加工时清洗的成本。”张梦表示。
此前,这些关键性状仅依靠人工定性判断,缺乏定量化的数据支撑,给定向选育和品种改良带来了一定的困难。
为了解决育种中存在的“测不准、算不赢、决策难、无法重复”的问题,国家生物育种产业创新中心联合人工智能算法工程师,正在利用AI技术赋能表型采集和育种决策,推动从“经验驱动”向“数智驱动”的育种技术革命,进一步释放生物育种综合效能。
“如今,只需把材料放进仪器里,无论是小麦腹沟深浅、种胚形态,还是花生果壳厚度、花生果网纹深度,都能被更快、更准确地采集。”张梦说,收集的表型信息越全面可靠,就越能有效地筛选出符合需求的育种材料。
植物CT扫描仪为育种材料绘制出立体的“数字画像”,给品种选育提供精准数据支撑。
不仅技术向新,我省良种攻关的模式也在向新发展。为了深入推进种业振兴行动,我省在全国率先实施以28家企业为主体、81个育种创新团队参与的省级农业良种联合攻关,构建“1个企业+1位首席科学家+N个科研单位和企业”的联合攻关模式,加快科技成果转化和产业化应用。
在河南,现代育种新图景正在展开。
“把种业振兴行动切实抓出成效,把当家品种牢牢攥在自己手里。”“靠中国种子来保障中国粮食安全。”推进种业振兴对于扛牢粮食安全责任、加快建设农业强省的意义不言自明。
当前,河南省农作物良种覆盖率超过97%,良种对粮食增产贡献率超45%。从抗旱耐瘠的“洛旱”系列到绿色优质的“郑麦”家族,从智能温室的育种加速到植物CT的微观解码,河南种业做强“农业芯”,扛牢粮食安全责任,书写河南种业振兴行动的新篇章。