中国的小麦,正走向世界。

促成这个改变的,是北京自主育成的杂交小麦。2022年,巴基斯坦遭遇罕见高温,来自中国的杂交小麦亩产仍近400公斤。更早的2019年,“JM-6”在乌兹别克斯坦通过审定,成为中国在海外审定的第一个杂交小麦品种。在伊朗、哈萨克斯坦等“一带一路”沿线国家,杂交小麦也开始生根发芽。

外界对此欢欣鼓舞——这是中国种业又一个证明自己的机会。杂交小麦被认为是小麦育种的最后一个科学前沿,西方种业发达国家为此研究了近一百年。在北京,自2005年第一个杂交小麦品种“京麦6号”通过审定,目前杂交小麦的增产幅度已提升至15%~20%。

科学难点和技术瓶颈陆续被攻克,杂交小麦产业化,也迎来了冲破产业格局的机会。

除了高产,杂交小麦还具有更强的抗逆性,有助于提高我国中低产区的小麦生产水平。图为北京农林科学院自主培育的耐盐碱型杂交小麦。

01
抢夺“皇冠”

杂种优势广泛存在农作物中。利用杂种优势,玉米、水稻的增产幅度可达20%~30%甚至更高,同时具备更强的抗逆性,生长也更旺盛。

培育杂交小麦同样被认为是大幅提升小麦产量的重要途径,利用杂种优势,小麦的增产潜力可达20%~30%。

但在几大主要农作物中,杂交小麦的培育难度最大。

小麦育种专家、北京市农林科学院杂交小麦研究所研究员赵昌平指出,培育杂交小麦是一个复杂的系统性工程,难点有两方面,一是科学难点,二是技术瓶颈。

农财君了解到,培育杂交小麦需解决小麦的雄性不育系体系问题,包含不育系繁殖、恢复、异交生物学三大科学难点。通俗来讲,就是利用雄性不育克服自花授粉限制,进而实现规模化小麦杂交种生产。

为此,全世界的小麦育种家们前赴后继,研究了上百年。学术界普遍认为,杂交小麦是小麦育种的最后一个科学前沿
难度最大,意义也最大。小麦是世界性口粮,是全球范围内商品化程度最高的主粮作物。袁隆平院士曾说:“发展杂交小麦,造福世界人民。”

袁隆平院士为杂交小麦题字。

中国的杂交小麦研究始于十九世纪六十年代。早在1992年,北京市农林科学院等在全球范围内首次发现小麦光温敏不育种质,让解决这一世界难题迎来曙光。
北京市农林科学院杂交小麦研究所是我国唯一的杂交小麦专业研究机构,科研团队历时20余年,在国际上率先创立“中国二系杂交小麦技术体系”,攻克了国际杂交小麦不育系难以繁殖、育性恢复不彻底、制种稳定性差、种子成本高、环境污染重等难题,创制出一批在高产、节水、耐盐碱等方面优势明显的杂交小麦新品种。

“在杂交小麦领域,从长期跟跑一跃成为领跑,并领先国际十年以上。”赵昌平说。

“十五”以来,我国杂交小麦审定品种有22个,北京自主育成9个,占比近一半↓↓

02
中低产区的希望

在北京,自2005年起,以第一个杂交小麦品种“京麦6号”为代表的“第一代杂交小麦” 陆续通过审定,增产幅度在5%~10%。随着新一批育种材料和种质资源创新成果涌现,此后的“第二代杂交小麦”,增产幅度提升至15%~20%。
谈及下一步,北京市农林科学院杂交小麦研究所所长张胜全希望能让杂交小麦的增产幅度稳定在20%以上。杂交小麦目前的制种亩产约350公斤,他希望能达到400~500公斤,以持续降低制种成本。

目前,北京的杂交小麦已全面进入产业化应用阶段,“十三五”期间在全国累计推广面积约100万亩。

在环渤海滨海盐碱地上,杂交小麦展现出较强的杂种优势。

山东省德州市宁津县面临农业用水问题。自 2019年起,当地与中国农业大学合作,开展小麦“贮墒旱作”的栽培示范。以前浇水浇三次,新模式只浇一次底墒水,小麦从“三分种七分管”,变成“九分种一分管”。2021年,当地的示范田里种上了杂交小麦品种“京麦21”,经实打验收,亩产达490.2公斤。

山东滨州地处环渤海区域,是典型的盐渍化土壤产区,土壤含盐量高,小麦种植季节降水少,可灌溉淡水资源有限。该区域要求小麦品种具备优秀的耐盐碱和节水抗旱特性。2020年,在山东滨州盐碱、旱作双重逆境胁迫下,“京麦21”实收亩产达371公斤(5568kg/hm2),较常规小麦增产47.1%。

据统计,环渤海小麦产区面积超1000万亩,自2014年,赵昌平团队在这里建立育种基地和联合测试示范,选育出一批优势杂交小麦组合。

张胜全希望杂交小麦能为中低产区的小麦产能提升做贡献。

“杂交小麦现在处于快速发展初期,‘十四五’期间将在大面积应用上取得跨越式发展,同时在国际竞争中占领高地。” 赵昌平说。

03
全球布局

北京的杂交小麦如何走向世界?

据介绍,有关杂交小麦的国际合作始于2009年。当年,张胜全入职工作的第二个月,就与赵昌平前往巴基斯坦。

巴基斯坦的小麦种植面积约1.4亿亩,几乎等于山东与河南种植面积的总和,但受限于当地落后的生产条件和品种,小麦单产始终低于世界平均水平。

杂交小麦的到来,使巴基斯坦看到了希望。

自“十三五”以来,赵昌平团队在巴累计测试组合超1000份,平均增产幅度超过20%。

赵昌平在田间。

巴基斯坦之后,北京市农林科学院杂交小麦研究所又陆续与多个“一带一路”沿线国家开展合作,如孟加拉国、伊朗、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等。

2019年,通用十年“攻关”,“JM-6”在乌兹别克斯坦通过审定,成为中国在海外审定的第一个杂交小麦品种。“乌兹别克降雨较少,对小麦品种的抗逆要求更高,这个品种在当地具备突出的增产潜力和抗逆性,实验增产幅度在20%~30%,最高超过40%,得到当地种子企业的欢迎。”张胜全说。

“一带一路”沿线国家的小麦种植面积占全世界70%以上,如何挖掘这个广阔市场,让中国杂交小麦造福世界人民? 这是北京小麦育种家持续奋斗的课题。

北京的自主知识产权品种——“京麦”系列杂交小麦,在巴基斯坦、乌兹别克斯坦等国受到欢迎,被当地人民制成馕、饼等面食。图为“京麦”系列杂交小麦品种的主要培育人,小麦育种专家、北京农林科学院杂交小麦研究所研究员赵昌平。

04
北京小麦育种的优势

不只杂交小麦,北京的小麦育种整体处于全国领先水平。

北京的小麦种植面积占全国不及0.05%,但由北京育成的小麦品种,在北部冬麦区的种植面积占比超40%。

“资源、技术和品种是北京小麦育种的三个突出优势。”赵昌平指出,北京小麦育种在全国处于领先地位,部分领域居国际先进水平。

中国农科院保存种质资源超40万份,其中小麦种质资源超5万份,是全球最大的农作物种质资源库之一。北京市农林科学院建有北京麦类种质资源库,还建成了我国库容量最大的小麦种质资源DNA数据库。

在小麦种质资源创新,尤其是基因的挖掘利用上,在前端技术核心技术的研发和使用上,北京也走在国际前列。

除了北京市农林科学院,北京还集聚了中国农科院、中国农业大学等顶级涉农科研院所,利用“小麦花药培养育种技术”“矮败小麦创制技术”,创制出一批在生产大面积推广应用的主推主栽品种。如建国以来北部冬麦区最大的品种京冬8号,就是北京市农科院和中国农科院联合创制的。

据不完全统计,由北京市农科学院培育的“京冬”“京麦”“京花”系列,由中国农科院培育“轮选”“中麦”系列,由中国农大培育的“农大”系列品种,是我国北部冬麦区的主导品种。

数据显示,我国北部冬麦区40%以上的主栽品种出自北京,年推广种植面积在650万亩以上,覆盖北京、河北、天津、山西等地,带动小麦籽种生产面积为2.75万公顷,小麦籽种年销售量2.5亿斤以上,带动孵化形成小麦育繁推一体化企业3家,各级小麦籽种经营企业14家。北京成为北部冬麦区名副其实的小麦“种业之都”

05
重塑中的产业格局

事实上,北京小麦的市场化,也做得极好。

以往的北京小麦育种侧重于北部冬麦区,有较强区域性。转变发生在“十三五”期间,北京小麦如今正向黄淮冬麦区挺进。中国农科院、中国农大、北京市农林科学院、中国科学院都在当地建立了研发基地。

北京农科院种业科技有限公司杂交小麦研发中心成立于2002年,聚焦杂交小麦产业化,该中心始终围绕杂交小麦的育种体系建设、产业运转、人员配置等进行全产业链布局

中农发种业集团股份有限公司入选“国家种业阵型企业”的小麦强优势阵型。该公司的小麦种业市占率全国第一。

近三年,该公司在黄淮海和长江流域审定了30多个小麦新品种,瞄准两大小麦产区打造并推广了一批品种,2021年在河南、江苏、山东、安徽、湖北省等地销售15万吨以上,面积1000多万亩,市场占有率达4.3%。

“下一步,我们将聚焦国家粮食安全,以高产优质、绿色节水等为主攻方向,同时兼顾加工市场需求,深度挖掘酿酒小麦潜能,培育针对性更强、高产稳产新品种,确保在小麦领域保持领先并再上一层楼。”公司有关负责人表示。

位于河南邓州的国家杂交小麦产业化基地。

目前,北京正大力开展农业节水行动。近几年北京审定的节水小麦品种占审定总数的60%以上,审定品种的节水指数均达1.0以上,节水性等级均为“强”。小麦生产基本实现节水栽培全覆盖。

自2020年以来,北京市农业农村局还组织开展了全市小麦良种更新工作,通过良种补贴、技术指导等一系列措施,激发农民种植小麦的积极性,同时促进新品种的推广,使小麦生产面积大幅增加,对北京粮食的保产稳供发挥了积极作用。

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记者|张植宏
编辑丨农财君
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