種業事關大國農業基本盤,5位院士這樣說
21世紀以來第20個指導“三農”工作的中央一號文件近日發布。這份文件題為《中共中央 國務院關于做好2023年全面推進鄉村振興重點工作的意見》。
文件提到,世界百年未有之大變局加速演進,我國發展進入戰略機遇和風險挑戰并存、不確定難預料因素增多的時期,守好“三農”基本盤至關重要、不容有失。
過去一年來,《財經國家周刊》對話多位農業領域的院士,他們以科技為“利器”,在中國這樣一個人口大國和農業大國躬身實踐。從他們所從事的工作,我們可以看到守好“三農”基本盤的信心所在。

許為鋼院士:
中國小麥還要滿足中國人的胃
從事了幾十年的小麥育種工作,中國工程院院士、小麥育種專家許為鋼深知種子對農業生產的重要性——種子是農業的“芯片”,為把中國人的飯碗端在自己手里,必須做到種業自主。
近幾年來,種業“卡脖子”問題不斷被提及。在這樣的背景下,小麥“爭氣”出線:我國的小麥品種不僅做到了完全獨立自主,而且在產量、優質程度上足以比肩世界先進水平。一系列優質、高產、兼抗多抗、抗旱節水的小麥新品種也被育成并推廣,為保障我國糧食安全作出了突出貢獻。
農業農村部印發的《“十四五”全國種植業發展規劃》給小麥的增產定下了“硬指標”:到2025年,播種面積保持在3.5億畝以上,產量2800億斤以上。
許為鋼對此信心滿滿。他表示,小麥的增產還有很大潛力。根據他的研究,近二十年間,通過遺傳改良技術和農業管理水平的不斷提高,平均每年的小麥產量都有1.5%左右的提升。另一方面,隨著高標準農田建設和秸稈還田等一系列措施的有序推進,黃淮海小麥主產區的土壤有機質含量增加,農田質量不斷提升。
“10年前700公斤畝產就算是最高的,現在800公斤也大量涌現。”許為鋼表示,從單位面積看,現在小麥的高產幾率越來越高,從而對小麥豐產有很大的信心。
許為鋼告訴《財經國家周刊》,小麥種業“不失守”的原因有兩個:一方面是國家對于糧食作物科技創新工作的重視與支持,所以即便我國小麥育種起步較晚,但目前我國小麥育種技術水平已經做到與世界同期發展;另一方面要歸功于我國龐大的科研隊伍和系統性的科研結構,在這一方面,科研院所、高等院校發揮了重大作用,科研隊伍在人力資源和梯隊建設上有足夠的保障。
許為鋼表示,最近幾年,社會資源高效利用和綠色環保訴求對育種提出了更高的要求,小麥育種不僅要解決高產、優質,還要兼顧資源高效利用和綠色環保效益,這也是國內小麥育種發展的未來趨勢。
“中國優質小麥育種的第一個階段性目標已經基本完成,接下來應該邁入第二階段。”許為鋼提出,中國的優質小麥不應該僅僅局限于強筋、弱筋“兩頭強”的發展模式,而是應該向中國大眾面制品質量優化方向發展。
“中國的小麥要滿足中國人的胃。”許為鋼表示,中國的面粉消耗中,饅頭占據35%,面條占據30%,水餃和烙餅各占10%,而這一部分中國大眾面制品需求也需要專門的小麥品種來滿足。
許為鋼呼吁,優質小麥不僅僅只是強筋、弱筋,還需要根據中國大眾面制品消費進行細分化,培育更多的適合中國大眾面制品的專用小麥品種,甚至針對特定人群需要的特種品種,如符合糖尿病患者食用需求的抗性淀粉高含量小麥品種。
許為鋼認為,為了實現優質小麥育種的階段性新目標,品種的育種技術要創新,評價體系和評價指標需要調整。“我們不僅能吃飽,吃到好吃的面包,還要吃到更好吃的饅頭、面條。”

胡培松院士:
讓中國人吃上好大米
水稻在中國人飲食中有著舉足輕重的地位,是我國第一大口糧作物,水稻良種攻關事關國家糧食安全。經過幾代人努力,我國高產水稻育種成績斐然,我國的水稻品種不僅做到種源基本自給自足,良種覆蓋率超過96%,在育種科研水平和單產方面也具有顯著優勢。
從事了幾十年水稻育種工作的中國工程院院士、中國水稻研究所所長胡培松說:“我國水稻的良種攻關,充分發揮了社會主義制度優越性,沒有全國人民的支持,我們干不好這件事。”他告訴《財經國家周刊》,雖然取得一定成績,我國水稻育種并非可以高枕無憂,在優質稻和先進育種技術應用等方面,仍與世界先進水平存在差距。
水稻育種工作的憂患意識不僅要體現在產量上,還表現在質量上。
“過去我們專注于解決溫飽問題,一定程度上對品質重視不夠。隨著我國糧食安全保障逐漸穩固,下一步我們要更多地關注優質稻的育種,讓中國人吃上好大米。”胡培松說。
談及好大米,胡培松提到了日本大米、泰國大米。據統計,日本商品化的稻米品種有250多個,排名前五位的水稻貢獻了60%以上的產量。這其中,號稱“世界米王”的越光大米自上世紀50年代育成后,至今仍是日本第一大水稻品種,覆蓋日本35%的水稻種植面積。
我國并非沒有類似的優質稻米品種。從研究結果來看,最著名的稻花香2號,學名五優稻4號,就是在我國東北黑土地上培育出來的優質稻米,這一品種在口感、直鏈淀粉含量、晶瑩度等方面,均不輸于日本越光大米。
“但與越光大米相比,我國五優稻4號的產量不高,易倒伏,出米率也偏低,且可種植范圍僅在黑龍江、吉林兩省。”胡培松認為,優質稻的評判標準復雜,僅靠口感、直鏈淀粉含量、蛋白質、性狀等幾項指標,不能完全評判稻米的品種優劣,需要在理化指標和品種穩定度、產量方面,體現更高的要求。
好消息是,“我們現在逐漸搞清楚了差距究竟在哪里,也就能夠確定努力的方向。”胡培松告訴《財經國家周刊》,目前我國幾個南方秈米品種已經可以比肩泰國香米,育種科研界目前定下的目標是,在三年內爭取育成粳稻能夠比肩日本越光、秈稻能夠比肩泰國香米KDML105的品種。
如何實現優質稻育種的新突破?胡培松給出的一大關鍵詞,是技術創新。
“我們的種質資源利用還有較大的提升空間。”在胡培松看來,我國已收集保存大量稻種資源,在中國水稻研究所水稻國家中期庫保存8.6萬份資源,在水稻起源與演化、功能基因組等方面居國際領先。如何加強對現有資源開展系統、規模化的表型和基因型精準鑒定,發掘出具有育種重大應用價值基因,助力育種水平提升,是目前和下一步工作重點。
2021年,胡培松所在的中國水稻研究所開始了對于現有水稻種質資源表型、基因型等的規模化精準鑒定,以此來提高未來科研育種的效率,通過梳理現有資源,助推水稻育種跨越式發展。
除此之外,胡培松還特別提到了新興生物和信息化、智能化技術在水稻育種方面的應用,在他看來,生物育種技術與信息化、智能化技術的學科交叉,將加快推進新品種的育成。
胡培松認為,目前國內的育種技術,學科交叉不夠,“十四五”期間,國內將啟動“生物育種專項”,這是農業領域唯一的重大專項,希望將學科交叉的新育種體系搭建納入其中。胡培松告訴《財經國家周刊》,國際領先的育種技術將基因技術、人工智能、大數據算法等引入到傳統生物育種中,傳統育種、大數據、人工智能結合,達到了很好的效果。
“矮稈育種和雜交水稻技術屬于傳統育種技術,現在國際上一些跨國公司已經進入到了利用新技術參與生物育種的4.0時代。這提醒我們,需要盡快走過2.0到3.0的爬坡階段。”胡培松說。

錢前院士:
水稻育種將進入“科技無人區”
水稻是我國第一大口糧作物,當前我國水稻年種植面積穩定在3000萬公頃左右,2021年平均畝產474公斤,處于全球單產水平第一梯隊。
我國水稻產業取得的一系列豐碩成果,與我國水稻育種的先進性密切相關。從事水稻育種工作幾十年的中國科學院院士、中國農科院作物科學研究所所長錢前認為,我國水稻育種方面的科研優勢,主要體現在三個方面:首先是種質及基因資源,其次是育種基礎研究,還有就是育種技術。
我國的水稻育種技術經歷了矮化育種、雜種優勢利用和超級稻培育三次飛躍,其間伴隨矮化育種、三系雜交稻培育、二系雜交稻培育、亞種間雜種優勢利用、理想株型育種和綠色超級稻培育等6個重要歷程,在國際上首次實現了可固定雜種優勢的水稻無融合生殖育種技術,建立了從分子模塊到設計型品種的現代生物技術育種創新體系。
錢前也提到,雖然在基礎理論研究以及水稻育種水平上,我國已處于國際領先水平,但也存在一些亟待解決的問題。
比如,我國水稻產量增速有所放緩;化肥、農藥使用率持續增長;持久、廣譜的抗性基因匱乏,一些病害存在“老病新發”態勢;與農業智能化、機械化配套的優良品種及耕作技術較為缺乏;基因編輯、智能設計育種、機械化裝備等新興交叉領域的原始創新能力還存在不足。
在錢前看來,未來水稻領域的研究將逐步進入新的“科技無人區”,需要更多敢想、敢干、敢創新的科技工作者在理論創新、理論與生產有機融合、產業再升級等領域不斷探索,以繼續保持領跑優勢,進而實現農業科技價值的持續輸出。
傳統水稻育種技術為我國水稻穩產高產、口糧自給自足打下了堅實基礎。錢前認為,我國人口眾多,可耕地資源有限,要想養活14億多人口,首先要保證口糧的絕對安全,所以很長一段時間,育種目標以高產為主。
在他看來,當下我國已解決了高產問題,未來水稻育種的主攻方向及目標,是在保證糧食安全的基礎上,因地制宜開展優質稻、輕簡栽培和綠色高抗品種的培育。
“長期研究證明,優質和高產在某種程度上存在一定的負相關性,如何在穩產的基礎上不斷提高品質,是未來一段時間的一個主要育種方向。”錢前認為,需要利用現代生物學技術深入研究優質和高產的關系,在二者之間尋找最佳平衡,建立成熟的理論體系是未來育種水平不斷提高的內在驅動力。
在他看來,要培育滿足國民品質需求的優質稻,一要利用好水稻種質資源,特別是國家庫存資源,千方百計發掘優質種源為育種所用;二是深入研究優質稻形成的遺傳規律,克隆具有重要利用價值的優異等位變異,用于優質稻品種選育;三是加強優質稻品種分類審定和優質大米產品的保護,保障優質稻育種者和種糧農民權益。
除了技術本身的完善,錢前認為,在全球市場競爭層面,需要不斷加強我國優質米品牌建設。
“我國稻米產業在全球話語權不夠,主要原因是我國稻米基本用于本國消費,尚無余力參與全球糧食競爭。”錢前對《財經國家周刊》表示,在內銷為主的同時,我國優質米在產權保護領域尚存不足,在品牌建設、產品質量穩定性等方面仍需努力。
“我們要鼓勵和支持具有工匠精神的育種家和基礎研究人員持之以恒地開展相關研究。久久為功,真正使我國稻米產業,不論在產量、品質還是在科技領域都能獨領風騷。”錢前說。

周衛院士:
以科技創新破解“耕地要害問題”
保證糧食安全,其根本在于保護耕地。
得益于土地釋放的生產潛力,我國用占世界9%的耕地養活了占世界近20%的人口,但總體看,我國耕地資源“三少”特征凸顯,即人均耕地少,高質量耕地少,可挖潛耕地資源少。
如何采取科技創新手段,實現耕地保護并提升地力,支撐我國“藏糧于地、藏糧于技”戰略落實落細,從根本上保障糧食供給,是我國農業領域的焦點問題。
中國工程院院士、中國農業科學院耕地科技創新總首席科學家、中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員周衛表示,加快耕地科技創新,加快實現耕地科學保護和利用迫在眉睫、刻不容緩。
2021年12月,中國農業科學院作為國家戰略科技力量,啟動“沃田科技行動”,集聚農業資源與環境、作物學、植保、農業工程與機械、信息等學科優勢資源與力量,引領帶動全國耕地科技隊伍,系統謀劃、協同作戰,攻克耕地基礎前沿科技,破解關鍵“卡脖子”難題,支撐我國“藏糧于地、藏糧于技”戰略落實落細。
為確保“沃田科技行動”的順利實施,國家耕地科學中心成立,周衛被聘為耕地科技創新總首席科學家。他向《財經國家周刊》記者介紹,從具體耕地類型來看,耕地問題也可被總結為“七塊地”問題,即東北黑土地、北方旱地、南方水田、南方旱地、鹽堿地、設施農地及后備耕地。
周衛介紹,聚焦“七塊地”的關鍵問題,中國農科院將在“護黑土、肥旱地、阻酸化、保水田、改鹽堿、強園地、挖潛力”上下功夫,進行“基礎研究—技術研發—產品創制—模式構建”全鏈條科技創新,突破“土壤組學、生物固氮、養分管理、秸稈還田、有機培肥、污染防控、酸化阻控、鹽堿改良、旱作節水、智能裝備”等十大關鍵核心技術,著力解決耕地重大科技瓶頸問題。
此外,科技行動還將優化完善耕地質量聯網觀測、國家土壤肥力與肥料效益監測、數字土壤與智能監測等,構建全國高效協同的觀測監測體系,查清不同生態類型耕地質量及其要素的演變過程與規律。同時,建設國家耕地科學中心、耕地培育技術國家工程實驗室等重大平臺,著力打造耕地國家戰略科技力量。
對此,周衛給出了明確的時間表——到2030年,耕地質量退化將得到有效遏制,支撐示范區耕地質量提升1個等級,糧食產量提高10%以上,農作物秸稈還田率達到87%,有機肥利用率達到90%,化肥利用率達到50%,農作物水分利用效率提高6個百分點。

印遇龍院士:
打造生豬種業“中國芯”
“即使長得慢一點,也要把老祖宗留下的豬種保存下來,這是歷史的使命。”中國工程院院士、湖南農業大學畜牧學學科帶頭人印遇龍多年來一直從事生豬育種科研工作,在他看來,中國本土豬種質資源保護和進一步選育是當代育種人的必答考題。
印遇龍表示,歷經幾十年的發展,我國生豬種業自主創新能力大幅提升,基本完成了從“引進吸收、改良提升”向“創新追趕、自主選育”的轉變,步入了自主創新的新時期。生豬種業科技具備了從基礎研究、技術創新、應用研究到成果推廣的創新能力。種豬生產性能不斷提高,企業育種積極性有了明顯提升。在育種技術方面,基本能夠與國際水平“并跑”,部分領域領先國際,奠定了與國際先進水平同臺競技的基礎。
“我國生豬種業已經解決了‘有沒有’,現在主要問題是‘好不好’。”印遇龍介紹,我國有全世界最豐富的生豬種質資源,不僅有目前世界上所有的主流商業化豬品種,更有大量我國獨有的地方品種資源。
在他看來,我國生豬種業面臨的挑戰主要有兩方面:一是主流商業化豬種的種豬性能與發達國家存在一定差距;二是我國地方豬種資源未得到有效利用,對地方豬種的利用缺乏整體規劃。
“國家間豬育種的競爭,主要是商業化瘦肉豬生產效率的競賽,通過部署生豬種業自主創新重大科學工程,加強生豬種業基礎研究和育種技術創新和應用,培育出生產性能具有國際競爭力的種豬,十分必要。”印遇龍說。
他認為,我國生豬種業發展要“兩條腿走路”:一方面,加強對主流商業化豬種的選育提高工作,讓這些豬種的性能盡快趕上發達國家;另一方面,要加強對地方豬種的開發和利用。
“保存本土豬種和加強本土地方豬的品種選育,是布局我國生豬育種技術的重要方向之一,同時也是歷史留給我們的使命。”印遇龍說,地方豬種目前雖然在生產效率等方面還與國外商業化豬種存在差距,但卻是通過長期選擇而留存下來的品種,在某些方面有其優點。
在他看來,我國地方豬種質創新非常必要,一是我國地方豬種質優良,是保障優質豬業可持續發展的戰略性資源,開展地方豬種資源保護與優化利用研究,形勢緊迫、意義重大;二是我國地方豬品種數量急劇減少,85%的地方豬種群體數量明顯下降,地方豬保種形勢迫切;三是我國地方豬種肉質優良、抗逆性和抗病性強等優點突出,但受生長慢、瘦肉率和飼料轉化率低等制約,地方豬有效保護和產業化生產受到限制。
印遇龍認為,當務之急是政府部門、科研單位和企業聯合開展研究,對瘦肉豬育種和地方豬種的利用進行整體規劃,根據市場需求,有目標地開展選育、雜交利用等工作,提高種豬的生產效率和效益。
來源:新華社


