【紀(jì)事】金色麥田里的“小麥人”——記甘肅省農(nóng)科院清水試驗(yàn)站甘谷試驗(yàn)站科研團(tuán)隊(duì)
  • 時(shí)間:2022-06-24
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  • 來源:新甘肅

清水縣永清鎮(zhèn)溫溝村小麥漸黃。

  6月中旬,甘肅隴東南地區(qū)的冬小麥,已由翠綠漸次變得青黃,風(fēng)吹麥浪起,撲面穗生香。農(nóng)機(jī)手馳騁麥田,自南向北陸續(xù)開鐮收割。

  今年的冬小麥長(zhǎng)勢(shì)如何?抗病情況如何?記者走進(jìn)省農(nóng)科院小麥研究所清水試驗(yàn)站和植物保護(hù)研究所甘谷試驗(yàn)站一探究竟。

  這是我省冬小麥育種、麥類作物種質(zhì)資源研究和小麥條銹病等病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警及防控技術(shù)研究的科研基地。試驗(yàn)站的科研團(tuán)隊(duì),在種業(yè)“芯片”研發(fā)上下功夫,在新品種選育上做文章,在條銹病綠色防控上出實(shí)招,支撐起口糧安全的保護(hù)網(wǎng)。

  培育“蘭天”小麥新品種

  仲夏時(shí)節(jié)的清水縣,四野清新,清涼宜人。

  清水古稱上邽,以“清泉四注”而得縣名。在這個(gè)農(nóng)耕文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)之地,小麥、玉米、馬鈴薯等農(nóng)作物遍布田間,核桃、蘋果、半夏、沙棘等林果藥材綠滿山川。

清水試驗(yàn)站的小麥。

  永清鎮(zhèn)在縣城東南5公里,省農(nóng)科院小麥研究所清水試驗(yàn)站坐落于此。試驗(yàn)站馬溝村泰山廟塬基地的100畝麥田,綠中透黃。微風(fēng)吹過,飽滿的麥穗在風(fēng)中搖曳。

  清水試驗(yàn)站始建于1969年,由我國(guó)著名小麥育種家周祥椿教授創(chuàng)立,已有50余年歷史,先后育成“衛(wèi)東”“清農(nóng)”“隴原”“蘭天”等系列小麥品種100余個(gè)。

  科研團(tuán)隊(duì)先后引進(jìn)大量國(guó)內(nèi)外抗條銹病種質(zhì)資源,建成了國(guó)內(nèi)最大的抗條銹病基因庫(kù),育成了一批攜帶不同抗銹基因、分屬不同抗銹類型的抗條銹病品種,提高了隴東南抗條銹病基因的豐富度,減輕了小麥條銹病對(duì)我國(guó)東部麥區(qū)的危害,為我國(guó)糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)。

  記者在試驗(yàn)田看到,這里有來自全國(guó)的各種小麥育種材料,對(duì)比試驗(yàn)鮮明:蘭天系列小麥品種青枝綠葉、顆粒飽滿,其他品種因感染條銹病而葉片發(fā)黃、麥粒干癟,對(duì)比出蘭天系列品種的良好抗條銹性。

感染條銹病的小麥。

  “我們要秉承周祥椿教授等老一輩科學(xué)家精神,持續(xù)做好小麥種質(zhì)資源的創(chuàng)新和新品種的選育。”清水試驗(yàn)站站長(zhǎng)、省政府參事魯清林研究員對(duì)記者說,目前科研團(tuán)隊(duì)在原有抗銹豐產(chǎn)的基礎(chǔ)上,提出“降低株高和改造株型、進(jìn)一步提高增產(chǎn)潛力”的育種思路,實(shí)現(xiàn)了抗條銹性強(qiáng)、旱地畝產(chǎn)超過600公斤的突破性進(jìn)展。

  一方試驗(yàn)田里,一株株無(wú)芒小麥長(zhǎng)勢(shì)整齊,雖然“個(gè)頭”低矮,約70公分高,剛沒過人膝,但穗粒較長(zhǎng),約8.5公分。省農(nóng)科院小麥所副所長(zhǎng)曹世勤研究員摘下一個(gè)穗頭,揉碎麥皮,露出一顆顆圓潤(rùn)飽滿的白色籽粒,“這就是蘭天36號(hào)小麥,2020年在徽縣創(chuàng)造了620.88公斤的高產(chǎn)記錄!”

魯清林介紹蘭天36號(hào)小麥。

  “通常能抗條銹病的小麥,產(chǎn)量相對(duì)較低,這是一對(duì)矛盾。培育既抗病又豐產(chǎn)還要抗寒抗旱強(qiáng)的品種難度比較大,而我們很好地做到了這一點(diǎn)。目前我們選育的適合于隴東南山塬旱地的抗病小麥新品種,畝產(chǎn)普遍能達(dá)到400公斤以上?!倍啪迷芯繂T介紹。

  省農(nóng)科院小麥所冬小麥科研團(tuán)隊(duì)開展的“多抗高產(chǎn)廣適蘭天系列冬小麥新品種選育及應(yīng)用”研究,經(jīng)過20多年的選育,育成的蘭天30號(hào)、蘭天33號(hào)、蘭天34號(hào)、蘭天35號(hào)、蘭天36號(hào)等5個(gè)冬小麥新品種,株型緊湊、矮稈、豐產(chǎn)、抗銹性顯著提高。2013年以來,5個(gè)冬小麥新品種在我國(guó)條銹病核心疫源區(qū)累計(jì)推廣570多萬(wàn)畝,新增糧食2.69億公斤,新增利潤(rùn)7.25億元。其中2018至2020年累計(jì)推廣365萬(wàn)畝,新增糧食1.72億公斤,節(jié)省農(nóng)藥及防治成本5478萬(wàn)元。在糧食增產(chǎn)、減藥增效、農(nóng)民增收等方面意義重大,這項(xiàng)科研成果獲得2021年度甘肅省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

  打造口糧生產(chǎn)的“芯片”

  糧食安全,國(guó)之大者。小麥?zhǔn)俏覈?guó)北方的主要糧食作物,更是甘肅省最主要的口糧。

  種子是糧食生產(chǎn)的“芯片”。培育和種植抗條銹病品種,實(shí)現(xiàn)小麥綠色、安全、高質(zhì)量生產(chǎn),是保障糧食安全最主要且經(jīng)濟(jì)有效的措施。為此,省農(nóng)科院小麥研究所科研團(tuán)隊(duì)持續(xù)在基因資源挖掘、育種新技術(shù)研究與育種應(yīng)用等方面不懈努力,創(chuàng)新探索。

  科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金支持下,開展小麥品種抗條銹基因的精細(xì)定位與抗病基因聚合育種,如小麥品種“蘭引1號(hào)”持久抗條銹性基因解析、小麥品種蘭航選122成株抗條銹病QTL定位等研究。同時(shí)在甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、省農(nóng)科院生物育種等項(xiàng)目支持下開展隴南持久抗條銹冬小麥分子育種、小麥分子育種平臺(tái)創(chuàng)建與品種選育、航天誘變育種等研究。

白斌(左二)介紹小麥育種情況。

  “我們采取國(guó)際先進(jìn)的小麥分子育種和快速育種技術(shù),加代繁育,一年可培育3至4代,實(shí)現(xiàn)了甘肅小麥快速育種?!笔∞r(nóng)科院小麥研究所白斌博士說。

  這位從新加坡國(guó)立大學(xué)留學(xué)歸來的博士后,在驕陽(yáng)炙烤下,皮膚曬得黝黑?!扒?,白博士曬成了‘黑’博士!”同行開玩笑說。

  白斌指著地里的小麥介紹說,“蘭天196,是利用分子育種結(jié)合常規(guī)育種技術(shù)培育的抗病豐產(chǎn)新品系,聚合了持久抗病基因,田間表現(xiàn)優(yōu)異;蘭航選151,對(duì)條銹病免疫,蛋白質(zhì)、濕面筋含量高、延展性好,可做掛面專用品種?!?/p>

  針對(duì)小麥重要農(nóng)藝性狀遺傳基礎(chǔ)不明晰、專用性品種缺乏、條銹病和白粉病抗性易喪失等問題,依托西部之光、國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省科技支撐等項(xiàng)目資助,科研團(tuán)隊(duì)與中國(guó)農(nóng)科院及華中農(nóng)大合作,楊芳萍研究員與白斌、劉金棟等專家開展小麥重要性狀遺傳解析及基因聚合方法研究。

  這項(xiàng)研究成果顯著:率先解析了春化、光周期、矮稈及抗病性等重要農(nóng)藝性狀基因在世界主要國(guó)家品種的分布頻率及在我國(guó)不同麥區(qū)的遺傳效應(yīng),明確了我國(guó)及甘肅省小麥品種面筋強(qiáng)度及色素基因的分布頻率;立足隴南麥區(qū)應(yīng)用長(zhǎng)達(dá)50多年的4個(gè)持久抗性親本,發(fā)掘26個(gè)新的抗病性狀基因座,開發(fā)與其緊密連鎖的分子標(biāo)記,揭示其持久抗病性的遺傳機(jī)理;申請(qǐng)抗條銹輔助選擇國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)(其中1項(xiàng)已授權(quán)),培育兼抗型小麥新品系23個(gè)。

  這項(xiàng)研究在國(guó)內(nèi)外小麥重要農(nóng)藝性狀和抗病性遺傳解析及分子標(biāo)記輔助選擇育種中起到了一定的引領(lǐng)作用,獲得2021年度甘肅省自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

清水試驗(yàn)站專家在田間觀測(cè)。

  團(tuán)隊(duì)經(jīng)過科研攻堅(jiān),育種取得豐碩成果。隴原235在省隴東片區(qū)域試驗(yàn)中,抗逆性和豐產(chǎn)等表現(xiàn)突出,始終排在參試品種第一位;蘭天58號(hào),由于植株高,平均94公分,抗旱、抗寒性好,尤其對(duì)倒春寒具有較強(qiáng)抵御能力;蘭航選L622,是經(jīng)航天誘變培育而成的優(yōu)質(zhì)春小麥新品種,高抗條銹,中抗白粉病和葉銹病,節(jié)水抗旱耐瘠性強(qiáng),是適合制作拉面的中強(qiáng)筋品種。

  除了抗銹、抗旱、抗寒,科研團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出許多功能性小麥新品種。記者在試驗(yàn)田看到,麥穗呈紫紅色的紫麥,籽粒也呈紫色,富含花青素、硒元素等,去年小區(qū)試驗(yàn)中畝產(chǎn)達(dá)600多公斤,市場(chǎng)前景十分廣闊。

紫麥品種。

  防銹除銹的“銹病醫(yī)生”

  條銹病被稱為小麥的“癌癥”。它對(duì)小麥生長(zhǎng)危害究竟是怎樣的呢?

  記者來到甘谷縣新興鎮(zhèn)五甲村,在省農(nóng)科院植保所甘谷試驗(yàn)站的小麥試驗(yàn)田里看到,遭受條銹病侵蝕的小麥,麥穗還是綠色,但株稈、葉子已枯黃,仔細(xì)發(fā)現(xiàn),小麥葉片上是一條條黃褐色的“銹斑”。剝開麥穗皮屑,麥粒是空癟的。

  “小麥沒有來得及灌漿、成熟,甚至有時(shí)候還沒有抽穗,就遭受條銹病的滅頂之災(zāi),像這種情況,感染銹病的小麥基本絕收了!”省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳總農(nóng)藝師李福介紹,小麥條銹病嚴(yán)重時(shí),走在麥田里,褲腿全被染黃了。

  條銹病是我省小麥生產(chǎn)上的最主要病害。省植保植檢站逐年統(tǒng)計(jì)顯示,條銹菌常發(fā)易變區(qū)的隴南越夏區(qū),大多數(shù)年份均達(dá)到中度到中度偏重發(fā)生、局部大發(fā)生。小麥條銹菌生理小種變異監(jiān)測(cè)表明,80%以上的條銹菌主要流行小種首先在隴南越夏區(qū)被發(fā)現(xiàn),而后逐步累積并傳播到全國(guó)其他麥區(qū)。該區(qū)域是我國(guó)小麥條銹病發(fā)生流行最重要的越夏區(qū)和病菌新毒小種的“策源地”。

甘谷試驗(yàn)站的小麥抗病性鑒定苗圃。

  為了防治小麥條銹病、白粉病、赤霉病等重大病蟲害,甘谷試驗(yàn)站始建于1963年。2009年中國(guó)農(nóng)科院植保所、甘肅省農(nóng)科院植保所、天水市農(nóng)科所合作共建中國(guó)農(nóng)科院天水有害生物防治野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站。2018年成為首批36個(gè)國(guó)家級(jí)野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站,被命名為國(guó)家植物保護(hù)甘谷試驗(yàn)站。

  甘谷試驗(yàn)站在王吉慶、金社林等老一輩科研專家傳承下,賈秋珍、曹世勤、張勃、孫振宇等團(tuán)隊(duì)成員,近十年來進(jìn)行小麥條銹菌條中34號(hào)監(jiān)測(cè)及防控技術(shù)研究與示范,獲得2021年度甘肅省科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

  該成果證實(shí)條中34號(hào)為歷史毒性最強(qiáng)小種,是導(dǎo)致甘肅及全國(guó)小麥品種大面積喪失抗銹性的主要原因,科學(xué)指導(dǎo)了抗病育種和品種合理布局,向甘肅、河南、四川、江蘇、陜西、北京、河北、山東、安徽等國(guó)內(nèi)育種單位提供200余份抗病性優(yōu)異資源材料及300余克條銹菌菌種,為國(guó)內(nèi)抗銹品種的選育提供了技術(shù)支撐,有效控制了條銹病流行,2018年至2020年累計(jì)示范推廣1962萬(wàn)畝,增收節(jié)支3.35億元。

  “我們主要做小麥條銹病災(zāi)變機(jī)制與可持續(xù)防控技術(shù)研究。根據(jù)目前研究現(xiàn)狀,控制條銹病有兩把‘鑰匙’:一是病菌的研究,明確病菌變異方向、流行趨勢(shì)及指導(dǎo)抗病育種;二是品種的研究,重點(diǎn)做好抗條銹品種的篩選,提出抗病品種布局意見。”賈秋珍研究員介紹。

賈秋珍(右二)介紹抗銹研究。

  曹世勤研究員認(rèn)為,條銹病的病原菌不斷升級(jí)換代,我們需要不斷培育新的抗銹品種,“是在和病原菌變異進(jìn)行時(shí)間賽跑!”

  條銹病會(huì)導(dǎo)致小麥減產(chǎn)或絕收,而赤霉病則引起麥粒變質(zhì)發(fā)霉,人畜食用后則后中毒。對(duì)此,科研人員開展了隴南徽成盆地小麥赤霉病監(jiān)測(cè)與防控研究。

  值得注意的是,目前世界上抗赤霉病的基因較少,在甘肅更是少之又少,而魯清林等科研團(tuán)隊(duì)培育的蘭天45號(hào)、蘭天48號(hào)兩個(gè)新品種,抗條銹病并兼抗白粉病、赤霉??;蘭天48號(hào)畝成穗數(shù)超過40多萬(wàn),穗粒超過40粒,預(yù)計(jì)今年在西和縣產(chǎn)量可超過500公斤。

  山旱地有了“頂呱呱”好種子

  盛夏的隴東南,小麥一片金黃,逐漸成熟。一株株挺拔的麥稈上,一根根麥穗穗長(zhǎng)粒飽。走過麥田,長(zhǎng)長(zhǎng)的麥芒輕輕劃過胳膊,“唰唰”地發(fā)出富有節(jié)奏感的韻律。

  “省農(nóng)科院的專家們頭發(fā)熬白了、臉曬黑了、心操碎了,但培育出的小麥品種,病不死、旱不死、凍不死。特別是抗條銹病新品種,把條銹這個(gè)小麥‘胎兒’時(shí)期的病治了,避免了小麥長(zhǎng)大后再打藥。我們合作社非常歡迎。去年種了500畝蘭天小麥,長(zhǎng)得像拼盤一樣整齊。”隴南民樂種業(yè)專業(yè)合作社負(fù)責(zé)人郭大全介紹。據(jù)悉,西和縣種植小麥23萬(wàn)畝,其中蘭天系列品種小麥種植達(dá)17萬(wàn)多畝。

徽縣農(nóng)技推廣中心人員在田間工作。新甘肅·甘肅日?qǐng)?bào)通訊員 楊曉輝 攝

  徽縣農(nóng)技推廣中心楊曉輝研究員說:“蘭天小麥讓徽縣農(nóng)民極大受益,我們是蘭天小麥品種的忠實(shí)推廣者。去年秋天陰雨天氣導(dǎo)致播種較晚,有些地塊立冬后才播種,今年3月份去看麥田,看不到希望。但4月上旬以來,由于政府‘一噴三防’、高效高產(chǎn)、綠色生產(chǎn)等資金和政策扶持力度大,田間管理措施到位,苗情升級(jí)轉(zhuǎn)化快,蘭天小麥品種發(fā)揮出獨(dú)特的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì),今年小麥豐收在望?!?/p>

  清水縣今年種植小麥約25萬(wàn)畝,其中蘭天品種小麥超過60%。去年,蘭天36號(hào)在王河鎮(zhèn)李溝村、蘭天42號(hào)在金集鎮(zhèn)水清村畝產(chǎn)分別達(dá)584.5公斤和597.5公斤,均創(chuàng)造了當(dāng)?shù)厣胶档匦←湼弋a(chǎn)記錄?!斑@是山旱地‘頂呱呱’的好種子,我縣率先建立小麥良繁基地,將大力推廣應(yīng)用,造福廣大農(nóng)民群眾,同時(shí)讓種業(yè)企業(yè)受益?!鼻逅h縣長(zhǎng)李菊霞表示。

  陜西隆豐種業(yè)有限公司董事長(zhǎng)秦小龍與省農(nóng)科院小麥所簽訂隴原235品種權(quán)轉(zhuǎn)讓合同。他說:“我從事小麥育種30多年,通常旱地小麥畝株穗35萬(wàn)穗,但蘭天36號(hào)和蘭天43號(hào)畝成穗數(shù)達(dá)到60多萬(wàn)穗、畝產(chǎn)超過600多公斤,這與水澆地小麥產(chǎn)量接近,令人震撼!”

甘谷縣小麥成熟。

  省農(nóng)科院小麥研究所冬小麥育種團(tuán)隊(duì),先后育成了蘭天36號(hào)、蘭天45號(hào)、蘭航選121、蘭航選151、蘭天196、蘭天538等多個(gè)適合我省不同生態(tài)區(qū)域(山、川、塬)種植的小麥品種,抗逆性較好,豐產(chǎn)性突出,深受廣大農(nóng)民喜愛。目前蘭天系列小麥品種在甘肅、寧夏、陜西、青海等四省區(qū)每年推廣面積保持在300多萬(wàn)畝,占甘肅冬小麥總播種面積的38%。

  隴東南地區(qū),大片麥田,豐收在望。而甘谷試驗(yàn)站的麥田里,專家們正在對(duì)抗條銹病較好的隴鑒9825小麥品種“評(píng)頭論足”:“這小麥長(zhǎng)勢(shì)整齊,落黃較好?!潼S’就是成熟時(shí)金黃一片,熟相好,不是那種灰乎乎的顏色。瞧這小麥穗粒多、增產(chǎn)沒問題!”小麥育種專家王世紅邊走邊介紹,還邊走邊用胳膊撫壓麥稈,隨著“唰唰”的聲音,壓彎的麥稈重新“噌噌”地挺立起來,“這小麥抗倒伏性較好!”他解釋說。

  王世紅介紹隴鑒9825小麥新品種。圖片除署名外均由新甘肅·甘肅日?qǐng)?bào)記者王朝霞攝

  省農(nóng)科院清水試驗(yàn)站、甘谷試驗(yàn)站的“小麥人”,從50余年厚重的歷史積淀中探索新的突破,傳承弘揚(yáng)科學(xué)家精神,扎根鄉(xiāng)野,潛心研究,砥礪奮進(jìn),辛勤耕耘,為實(shí)現(xiàn)藏糧于技和保障口糧安全繼續(xù)勇毅前行。(新甘肅·甘肅日?qǐng)?bào)記者 王朝霞