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“黃淮第一麥”是如何煉成的?
來源: 編輯:梅州現代農業網 時間:2012-6-15 字體:[大 中 小]

——解讀“百農矮抗58”小麥育種技術

  
地下3.5米深處的小麥根系走廊

  人工氣候室內部

  智能溫室內部

  6月初,河南長垣常村鎮,數萬畝金燦燦的麥穗等待著最后檢閱。一臺隆隆作響的收割機旁,時東強正幫著哥哥收麥子。收完過磅,畝產684.55公斤。

  幫他算出這一數字的,是國家糧食豐產科技工程總體專家組成員李春喜教授等一行專家。這里是由新鄉市農業局組織的“百農矮抗58”小麥品種萬畝示范方實打驗收。

  李春喜表示,今年該省遭遇多重自然災害,矮抗58畝產達到這個水平非常了不起。要知道,在引進“百農矮抗58”之前,時東強和哥哥家的平均畝產只有400多公斤。

  粒粒種子,經過農民辛勤勞作,成長為沉甸甸的麥穗;可你是否想過,這個高產的品種,又是何來歷?

  追溯“百農矮抗58”的前世今生,還得找河南省小麥抗病蟲育種首席專家、河南科技學院小麥中心主任、“矮抗58”育種人茹振鋼教授。

  “在同類品種中表現最為出色”

  高產、穩產、抗倒伏、抗凍、耐旱、抗病,能結合這么多優良性狀的小麥品種不多

  “百農矮抗58”自2005年推廣以來種植面積屢創新高,累計種植面積已1.4億多畝,增產小麥100多億公斤。被人們譽為“黃淮第一麥”。

  糧食產量在去年創造了全國8連增、河南省9連增的奇跡。然而,這一次老天似乎要考驗一下大家。河南去年麥播前多雨,播種期較常年晚,冬季干旱、無有效降雨,春季低溫時間長、有效積溫少,病蟲害多發,灌漿后期又連續降雨,也就是說,“百農矮抗58”從去年以來經歷了低溫、干旱、病蟲害多發等考驗。

  “這樣的情況下,矮抗58仍有這么好的產量,充分展現了高產穩產的大品種風范。”李春喜說。在場的專家都對又一個連增充滿信心。

  盡管每畝收成相比去年少了幾十公斤,但時家兄弟對這一結果還是非常滿意。哥哥時瑞強表示,“矮抗58很皮實”,產量高且穩定,“不用咋管理,種得省勁兒”,還不耽誤外出打工,很受當地老百姓的歡迎。

  茹振鋼介紹說,“百農矮抗58”的五大優勢保證其成為明星品種:首先是高產穩產,一般畝產550—600公斤,高產示范田可超700公斤;第二是抗凍耐旱,苗期能耐零下16℃低溫,根系發達,苗期根深較一般品種增加20—30厘米,耐旱能力強;三是矮稈抗倒,株高70厘米左右,莖稈堅實重心低,抗倒能力強;四是抗病廣適,高抗條銹病和稈銹病,中抗紋枯病和白粉??;五是品質優良,籽粒容重819克/升,硬度指數65,面團穩定時間6.3分鐘,在農業部優質面條小麥品種評比中連續兩年名列第一,屬優質中筋品種。

  中國工程院院士、著名小麥專家程順和曾贊:“高產、穩產、抗倒伏、抗旱、抗凍、抗病,能結合這么多優良性狀的小麥良種不多,‘百農矮抗58’在同類品種中表現最為出色。”

  全國唯一的小麥根系走廊

  小麥根系走廊可有效用于系統研究小麥不同生育階段、不同環境條件下,不同品種根數量、根長、根毛長度以及根系發育的時空動態和適應性反應等

  在新鄉縣朗公廟鄉毛莊村,一個不起眼的院落就是河南科技學院的科研基地?;匾揮韁腫乓恍∑÷?,一道水泥帶將小麥整齊隔開左右。這個獨特的布局下面另有乾坤,茹振鋼帶記者從一旁的樓梯走入地下。

  大約在3.5米深處,視野頓時開朗,記者進入一條長約50米寬約3米的走廊。走廊兩側全是巨型透明玻璃,像極了水族館。只是玻璃后面非海底珍奇,而是實實在在的黃土,順著茹振鋼的手指看去,一簇簇發達的小麥根系像一雙雙大手牢牢抓住土壤。

  這里就是全國唯一的小麥根系走廊。

  “根本根本,以根為本。”茹振鋼說,根系性狀質量的優劣直接關系到地上部性狀的發育,并最終影響作物個體的抗逆性和產量,培育健壯、生理活性高的根系是培育良種,提高小麥產量的關鍵。

  然而,由于根系生長環境的特殊性,研究手段和方法滯后,再加上研究難度高、工作量大、效率低等多方面的限制,人們在育種過程中并沒有系統地將根系作為選擇目標,其根系往往是隨著對地上部分主要性狀的選擇而被動選擇的,“根系研究一直是小麥育種、栽培研究的薄弱領域。”

 

  既然根埋在地下,那么就到地下去看。為了深入研究根系形態、生長發育規律,生理特性及功能,生態因子及農藝措施對根系的影響及調控等方面,茹振鋼教授科研團隊就創建了這套小麥根系育種研究的設施。

  小麥根系走廊可有效用于系統研究小麥不同生育階段、不同環境條件(特別是水分、肥力等條件)下,不同品種根數量、根長、根毛長度以及根系發育的時空動態和適應性反應等。

  除了其珍貴的科研價值,這里又何嘗不是一座活生生的小麥根系博物館?

  完美是組裝出來的

  人工氣候室,可人為模擬自然界的氣象條件而不受地理、季節等自然條件的限制

  在河南科技學院的校園內,從分析實驗室,到人工氣候室,轉入智能溫室,再到室外實驗田,一圈走下來記者用了幾分鐘。僅需兩年,一個小麥好品種就誕生于此;而如果在田間,那至少要八年。

  記者看到,120平方米人工氣候室分為四間,兩間正在育苗,風道呼呼地提供著CO2,鈉燈則在模擬著陽光。“簡單說,捕捉CO2越強,就有多高的產量。這個過程中,我們要找出來跟捕捉CO2結合能力最強的芽苗。”

  這個價值兩百多萬元的人工氣候室,可人為模擬自然界的氣象條件而不受地理、季節等自然條件的限制。根據需要,可任意設置和精確控制室內的溫度、濕度、光照及CO2等指標,根據需要預先設置隨時間的變化曲線,自動實現四季或晝夜變化,很容易地模擬出需要的環境。

  茹教授說,人工氣候室本質上是一個裝配篩選基地,品質分析、核型分析、細胞遺傳學分析等實驗室的研究成果,在這里匯總裝配,經過氣候模擬最終人工選擇成形。這就好比,有的人說雙眼皮好看,有的人說一米八帥氣,有的人認為高鼻梁英朗……所以我們根據結論,在所有的人中找出那個符合所有這些特質的人,這個人很可能就是個美男——最新一代的“百農矮抗58”就是這個美男。

  育種技術可以“扭曲時空”

  對于育種行業,如果在田間,二十年已經換了兩大代,而在這里五年就能實現

  在人工氣候室,小麥實現了“一年四熟”,意味著“一年干四年的活”。“這是一個加速器。”這句話茹振鋼反復提及。

  “育種太艱難了。”在田間工作了一輩子的茹振鋼并不是抱怨工作環境,而是心疼時間,“漫長的時間一直是束縛品種培育速度的瓶頸。”一年四熟,兩年可以出一個好品種,特殊的類型,一年就可以出來。對于育種行業,如果在田間,二十年已經換了兩大代,而在這里五年就能實現。

  在另兩間人工氣候室內,單株小麥都已經成熟,很快就可以轉戰智能溫室了。

  智能溫室緊鄰人工氣候室,占地4500平方米。這里冬季有暖氣加熱,夏季有遮陽簾、水簾降溫,鼓風機保證換空氣流通。

  如果說人工氣候室是個實驗室,那么智能溫室就是個中試車間了。人工氣候室培育的麥株成本高,數量少,一次最多為2000株;而在智能溫室,這個屋子三大間最起碼可以培育12萬株。

  這里的溫控環境同樣會給小麥生長提供速度,茹振鋼指著一片小麥說,三月份才種進去的,現在六月份已經熟了。使用人工氣候室和智能溫室配合使用,一年一粒種子可繁育出30斤。

  走出智能溫室,校園內是一小片實驗田,三五大學生坐在一旁溫習功課。如教授小聲地告訴記者,從溫室內得到的種子在這里充分得到驗證后,然后就可以走向市場,從而實現優良品系的快速擴繁。

  扭曲時空在物理學家那里,只是停留在理論階段;而育種專家,卻用溫度控制和生物育種技術,演繹了一場場不折不扣的“穿越大戲”。

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