编者按
随着科技对农业生产的推动作用日益增强,农业的发展从未像今天这样有赖于科技的进步。当前,国家对农业科技日益重视,投入不断加大,必将大大促进农业科技发展。本刊将围绕大豆、水稻、棉花、节水农业和数字农业等5个具有代表性的领域,对我国农业科技进行深入报道。
“为什么要重视大豆研究?”著名农业科学家、大豆育种专家王连铮研究员列举了三个理由:“首先,我国是大豆的原产地;第二,我国是大豆的最大进口国;第三,大豆的需求还在增加。”正因为如此,大豆一直是我国农业科技工作的重中之重。
生活水平提高带来需求激增
作为世界上人口最多的国家,和第一大粮食消费国,饮食结构的变化必然带来大豆需求的激增。
我国是大豆的发源地,种质资源丰富,栽培制度多样,利用历史悠久。我国政府对大豆产业的发展十分重视,在上世纪50年代,我国曾经是世界上最大的大豆生产国和出口国。改革开放以后,经过农业科技工作者几十年的努力,大豆的种植面积和单产分别从原来的不到1000万吨和不到100公斤,增加到总产量1700万吨左右、单产120公斤左右,种植面积也增加到1.3亿亩到1.4亿亩之间。
但从1996年我国大量进口大豆开始,短短十几年,大豆成了我国第一大进口大宗农产品,我国也成为世界大豆第一大进口国。
对于这个问题,王连铮分析说,最主要的原因是我国大豆需求量的大幅增加。随着我国人民生活水平的提高,带动人们的膳食结构中食用油和蛋白质的比例大幅增加,作为食用油的主要原料和食物蛋白质的最主要的提供者,大豆的需求也随之增加。
大豆是生产食用油的主要原料,在我国,油用加工占到整个大豆消费量的85%,其油分占世界食用油总量的32.5%。大豆还是食物蛋白质的主要来源,除了大豆本身可以以豆制品、食用蛋白等形式直接为人们提供植物蛋白外,大豆压榨后的副产品———豆粕,作为饲料中主要的蛋白来源,还为人们间接地提供了动物蛋白来源,养殖业、畜牧业的发展也增加了大豆的需求量,据国际粮农组织统计,大豆蛋白占世界主要作物蛋白量的64%。作为世界上人口最多的国家和第一大粮食消费国,饮食结构的变化必然带来大豆需求的激增。
与此同时,生物技术的发展带来了大豆产业的“革命”,上世纪90年代开始,转基因技术在农业生产中得到应用。美国、阿根廷、巴西等在大豆种植中大面积推广转基因大豆。70%以上的转基因大豆具有的抗除草剂性状,使大豆的草间管理大大简化,节省了人力和机械操作,从而大大降低了大豆的种植成本。正是国内不断增加的消费需求,以及国外大豆明显的成本优势,使得我国大豆进口不断增加。
杂交育种技术打造中国优势
我国杂交大豆的品质————无论是含油量、蛋白含量,还是单产都丝毫不逊于国外的品种。现在是我国大豆研究发展的最好时期。
面对国内大豆需求的快速增长,我国农业科技工作者加紧了新品种的培育和推广,以提高国产大豆的品质和产量,而且取得了丰硕的成果,并且形成了自己的优势。
“我国杂交大豆的品质———无论是含油量、蛋白含量,还是单产都丝毫不逊于国外的品种。”王连铮告诉记者,“现在是我国大豆品种研究的最好时期,目前已有300多个大豆品种获得了国家的审定,其中20多个品种区域试验超过200公斤,高于国外平均170公斤的水平。我们的科研人员针对我国的气候条件,已经选育成功了适应我国各地区的高产、优质、抗病的大豆品种。”
不仅如此,国产大豆的经济效益也很有优势,亚洲最大的大豆期货交易机构———大连商品交易所大豆专家工作组的王玉飞告诉记者,国产大豆的期货交易价格与国外转基因大豆相比平均高出10%至15%,而在欧美的期货市场,国产大豆的价格比这个还高。
我国的杂交大豆研究近几年取得了一系列突破,为我国国产大豆的发展提供了宝贵的科技支撑。王连铮研究员主持育成的高产高油大豆新品种“中黄35”,含油量达到23%,2007年,“中黄35”在新疆创下亩产371.8公斤高产纪录,作为我国科技领域的重大成果,与“嫦娥一号”发射成功等共同被评为当年的中国十大科技进展,这是继1999年,“新大豆1号”在新疆创下大豆亩产最高397公斤的纪录之后又一高产纪录。另一高产优质高蛋白的大豆品种————蛋白含量达到45%的“中黄13”,小面积种植也达到平均312.4公斤的高产水平,近年在安徽推广600万亩,实现增产16%,按亩产150公斤、每公斤大豆收购价4元计算,农民每亩就可以实现增收100元。
作物遗传育种专家、中国工程院盖钧益院士介绍,我国拥有世界上最丰富的大豆基因资源,目前已收集了3万多份栽培大豆和7000多份野生大豆种质资源,这是我国培育大豆新品种,实现高产突破的宝贵财富。
另外,悠久的大豆栽培历史,使我国积累了丰富的大豆栽培经验。美国大豆协会的国际项目副代表张小平告诉记者,美国对中国农民在防治大豆病虫害方面的经验很感兴趣,每年都会组团来中国学习,与喷洒杀虫剂相比,中国有许多更环保、更有效的方法。这些都是我国发展大豆产业的有利因素,是我们形成自己优势的基础。
“最重要的是,国家对农业科技日益重视,对科研投入不断加大,使科研人员的研究条件大大改善,这是我们在大豆研究上不断取得进展的保障,也是大豆研究发展的机遇。”王连铮说。
面向国家需求加紧科研攻关
面对农民增收、企业增效、国家增利的需要,农业科研人员紧紧抓住生产中突出的提高品质的迫切需要,开始组织攻关。
对于大豆研究来说,高产育种是永恒的课题,但是在高产的基础上,还要不断提高品质。由于受生物合成所需能量的限制,大豆的产量和含油量、蛋白质含量具有的一定矛盾性,这就对大豆科研提出了更高的要求,要求科研人员在高产的前提下,不断培育出优质的高油、高蛋白的新品种。
东北是高油大豆优势分布区,黑龙江是我国高油大豆的最大产区,2008年大豆种植面积达到近6000万亩,占全国种植面积的40%左右。国家将东北大豆生产的重点放在了高产高油品种的选育、推广上,为此国家出台了一系列的政策。
2002年,国家实施了以农业成果转化为目标的“跨越计划”,以期全面提高我国农作物的品质。“高油高蛋白大豆技术体系的示范”项目在第一年就获得支持,对推广优良大豆品种起到了非常重要的作用。
据黑龙江省农业科学院总农艺师刘忠堂介绍,上世纪60年代前,为了缓解粮食短缺的矛盾,大豆研究推广的重点放在了提高产量上,忽略了品质育种的研究,这样大豆含油量一直在20%左右。进入90年代,温饱已不是问题,食用油的需求激增,生产加工企业为了保证效益,普遍选用国外高油大豆,即含油量在21%以上的品种。大豆油份含量每增加一个百分点,就会为加工企业带来每吨40元至60元的经济效益。为了鼓励高油品种的推广,国对油分含量提出硬性要求,如果含油量达不到21%的标准,品种将不能获得推广。
面对农民增收、企业增效、国家增利的需要,农业科研人员紧紧抓住生产中的突出问题,开始组织攻关,培育高油高产的大豆品种。经过十几年的努力,黑龙江省的大豆良种覆盖率由上世纪90年代初的70%提高到96%,优质品种覆盖率从20%提高到75%,全省大豆平均含油量提高一个百分点,达到21%,一些地方甚至更高,为了这难得的一个百分点,科研人员付出了艰辛的努力。
科研人员在鉴定、筛选国产高油亲本的同时,又从国外引进了高油亲本,根据它们的油分遗传特点,进行配制杂交组合,采用油分质量性状最易获得的辐射育种方法,进而跟踪世代品质分析,培育出一个又一个优质高效的新品种。面对国家的紧迫需求,科研人员采用了创新的育种方法。
一个大豆品种从杂交组合配制,到跟踪品质分析,再到推广,整个周期需要13年,这是由生物特性决定的。为了更快地繁育出新品种,缩短其繁育周期,科研人员采用了“南繁北育”的育种方法,夏天在北方种植栽培100多天,冬天在气候温暖的海南岛再种一到两次,这样做的目的就是为了加代———一年相当于两到三年,可以大大加快育种的进程,使育种周期缩短了2年至3年,实际育种周期达到了8年至10年。
经过科研人员不懈的努力,2002年开始,“合丰45”、“合丰55”、“绥农28”等一批优质春大豆品种选育成功,并在东北广袤的大地上获得推广。对于大豆产量的提高,仅有优质的品种是不够的,还需要用现代化装备和先进技术武装起来,品种的增产作用才能充分发挥出来。
“随着国家对农业的投入不断加大,农业生产条件不断改善,我国的大豆生产水平会得到进一步提高,我们的研究成果的作用也会进一步显现。”刘忠堂充满信心地表示。