平整的土地上,画出一个个方方正正的小格子,戴着草帽的人们排成一排,蹲在地里,挖开小坑,把一粒粒种子放在小坑中,再覆上土……
霜降前后,正是河南冬小麦播种的季节,河南新乡七里营镇,1112亩的中国农科院作科所试验基地,进入了最忙碌的季节。和普通的秋播不同,这里的大多数试验田中,都是人工播种,每一粒种子,都由科学家和工人们亲手播下,从发芽出苗,到越冬返青,再到明年收获,每一株小麦的每一个生长过程,都会被记录下来,它们结出的小麦,也将成为新的实验材料,年复一年,为育成更多优质小麦品种打好基础。
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原始方法,藏着尖端的科技
新乡试验基地,位于河南新乡市新乡县七里营镇,据介绍,这个基地在上世纪五十年代开始,就一直进行棉花、小麦等农作物抗病虫育种、有害资源收集鉴定等工作,半个多世纪以来,已经发展成一处1100多亩的大型基地。
中国农科院作科所研究员、小麦专家贾继增(左一)在河南新乡试验基地查看花生收获情况。受访者供图
在这里,常年驻扎着二十多个农业科研团队,进行不同的项目研究和试验,如种质资源鉴定、新材料创制、新品种选育、栽培技术研究等。
每年秋播季节,都是这里最繁忙的季节,科学家们带领着研究团队、农学生,和当地的农民一起,播种试验用的小麦。
试验田不同于大田种植,许多小麦材料每次只播种很小的面积,甚至有的只播种几株,所以无法实行播种机,而是使用人工,一粒粒种植。
不同团队的科学家们,带领着农民,在地里划定每一种材料的种植区域,插上标记,播下种子,这些工作耗时漫长,且劳动强度很大,整个播种季,需要很多人力,不少当地农民接受雇佣,常年在基地中工作,协助科学家们种植。因此,这里也能看到机械化种植的大田中看不到的热闹景象。
科学家带领着当地农民一起,播种试验用的小麦等农作物种子。受访者供图
不过,看似原始的方法,背后往往藏着最前沿的科技,如有的小麦材料,种植的目的,是为了进行基因组鉴定和分析,有些是多年杂交后,即将育成的品种,在这里进行产量等各种性状的试验……
种质资源,是种业突破的基础
来自作科所的刘少帅助理研究员,是小麦复杂基因组解析研究组的一员,他负责的试验田,有三部分的实验,第一部分是112份小麦育种材料,主要进行小区测试,第二部分是262份小麦核心种植材料,这些材料有些是农家种,有些是早期的栽培种,通过基因测序等方法,他们要找到调控小麦发育和产量的位点和基因,并解开这些位点和基因的分子运作机制,为育种打下基础。第三部分是对育成品种的筛选,同样需要使用前沿的分子生物学等方法,找到那些影响产量和小麦发育的调控位点。
种质资源是育种的基础,我国是小麦种植大国,也是小麦育种强国,我国小麦品种100%自主,得益于多年来科学家们的工作。
小麦品质研究与新品种选育团队成员、作科所研究员张勇介绍,就在这个新乡试验基地,曾经培育出全国推广面积排名第三的小麦品种,中麦895,最高年推广面积达到1000多万亩。张勇和他所在的团队,目前正在进行的,是一种优质小麦品种中麦578的推广和研究,中麦578是强筋小麦,可用来制作面包等产品,在我国年推广量达到550多万亩。张勇告诉记者,他们当前所做的,包括品种的推广,同时也在进行品种的提纯复壮、去杂等工作。
前沿科技,改变小麦育种历史
作科所研究员张锦鹏告诉记者,他所在的团队,在新乡基地有两个项目,一个是种质资源的精准鉴定,需要鉴定的材料非常多,但每一种的数量都很少,所以都是人工播种。
此外,他们种植的材料中,还有小麦—冰草远缘杂交的资源创新项目,冰草是一类常见的野草,生命力极其顽强,具有优秀的抗旱、抗寒、抗病性。冰草属的植物,是小麦的近缘野生种,它的穗和小麦有点像,但穗子较大、小穗、小花更多。
早在上世纪30年代,国外就有科学家开始尝试将两者杂交,但一直到80年代,半个世纪过去,无一成功。
作科所研究员李立会带领的团队,已经在这里进行了三十多年的远缘杂交实验。就在这个基地,他突破了困扰全球小麦育种家半个多世纪的难题,全国的科学家们,使用他的团队所选育的新品种,已有10多种,如普冰151,已经是陕西、甘肃等条锈病流行和旱地麦区的主栽品种。川麦93,穗粒数达54.2粒,增产16.7%。
张锦鹏告诉记者,在新乡基地,新的材料,仍在不断地创制之中,在未来,这些材料可能会育成更多优质的品种。
科技发展,在土地中生长
人们排成长列,在秋天的旷野中,弯腰播种,这些看起来相似的劳作,其实是许许多多不同的科研项目。
如小麦基因资源挖掘与利用团队的高丽锋研究员,正在进行小麦多倍体优势开发和利用的研究,就在去年,他们在200多个材料中,找到了一个多倍体产量优势可提高16%的基因位点。
小麦基因资源团队郝晨阳副研究员,正在进行着多个小麦基因资源挖掘和种质创新的重点科研项目。同时,在这个基地中,他们还培养了许多小麦科研的人才。今年气候适宜,土壤水分等条件都不错,郝晨阳他们在基地播下了许多材料,“希望明年能够取得丰收”。他说。
小麦基因资源团队郝晨阳副研究员在平整好的土地上,为秋播做准备。受访者供图
作物化学调控研究组成员、助理研究员董学瑞和团队的研究人员,正在地里采集土壤样本,他们所进行的,是一项小麦肥料增效实验,需要收集不同肥料品种对不同小麦、不同播期的效果,这个实验他们已经连续做了六年。
孟凡华副研究员是植物发育生物学研究团队的一员,他们当前所做的,是小黑麦新品系的鉴定,小黑麦是粮饲兼用的作物,可以做粮食,也可以做饲料,当前正是播种期,他们播种了200多个稳定的品系。
基地中还有小麦—花生轮作的实验,作科所研究员、小麦专家贾继增介绍,实验是为寻找黄淮海麦区小麦—玉米轮作的替代方案。小麦—花生轮作有很多优势,如花生经济效益更高,花生是油料作物,可以增加我国油料作物的产量,对缓解大豆进口依赖有很好的帮助,同时,花生秧也是饲料作物,同样可以增加饲料,并减少玉米秸秆处理的问题,方便秋收后整地,且更加环保。花生是豆科作物,还可以肥田。此外,还能改善病虫害扩增繁殖的问题,小麦和玉米都是禾本科作物,许多病害是共生的,如根腐病、赤霉病等,但花生是豆科,没有共生的问题,可以降低一些高发病害的影响。
新京报记者周怀宗