“黄淮第一麦”是如何炼成的?
来源: 编辑:梅州现代农业网 时间:2012-6-15 字体:[大 中 小]

——解读“百农矮抗58”小麦育种技术

  
地下3.5米深处的小麦根系走廊

  人工气候室内部

  智能温室内部

  6月初,河南长垣常村镇,数万亩金灿灿的麦穗等待着最后检阅。一台隆隆作响的收割机旁,时东强正帮着哥哥收麦子。收完过磅,亩产684.55公斤。

  帮他算出这一数字的,是国家粮食丰产科技工程总体专家组成员李春喜教授等一行专家。这里是由新乡市农业局组织的“百农矮抗58”小麦品种万亩示范方实打验收。

  李春喜表示,今年该省遭遇多重自然灾害,矮抗58亩产达到这个水平非常了不起。要知道,在引进“百农矮抗58”之前,时东强和哥哥家的平均亩产只有400多公斤。

  粒粒种子,经过农民辛勤劳作,成长为沉甸甸的麦穗;可你是否想过,这个高产的品种,又是何来历?

  追溯“百农矮抗58”的前世今生,还得找河南省小麦抗病虫育种首席专家、河南科技学院小麦中心主任、“矮抗58”育种人茹振钢教授。

  “在同类品种中表现最为出色”

  高产、稳产、抗倒伏、抗冻、耐旱、抗病,能结合这么多优良性状的小麦品种不多

  “百农矮抗58”自2005年推广以来种植面积屡创新高,累计种植面积已1.4亿多亩,增产小麦100多亿公斤。被人们誉为“黄淮第一麦”。

  粮食产量在去年创造了全国8连增、河南省9连增的奇迹。然而,这一次老天似乎要考验一下大家。河南去年麦播前多雨,播种期较常年晚,冬季干旱、无有效降雨,春季低温时间长、有效积温少,病虫害多发,灌浆后期又连续降雨,也就是说,“百农矮抗58”从去年以来经历了低温、干旱、病虫害多发等考验。

  “这样的情况下,矮抗58仍有这么好的产量,充分展现了高产稳产的大品种风范。”李春喜说。在场的专家都对又一个连增充满信心。

  尽管每亩收成相比去年少了几十公斤,但时家兄弟对这一结果还是非常满意。哥哥时瑞强表示,“矮抗58很皮实”,产量高且稳定,“不用咋管理,种得省劲儿”,还不耽误外出打工,很受当地老百姓的欢迎。

  茹振钢介绍说,“百农矮抗58”的五大优势保证其成为明星品种:首先是高产稳产,一般亩产550—600公斤,高产示范田可超700公斤;第二是抗冻耐旱,苗期能耐零下16℃低温,根系发达,苗期根深较一般品种增加20—30厘米,耐旱能力强;三是矮秆抗倒,株高70厘米左右,茎秆坚实重心低,抗倒能力强;四是抗病广适,高抗条锈病和秆锈病,中抗纹枯病和白粉病;五是品质优良,籽粒容重819克/升,硬度指数65,面团稳定时间6.3分钟,在农业部优质面条小麦品种评比中连续两年名列第一,属优质中筋品种。

  中国工程院院士、著名小麦专家程顺和曾赞:“高产、稳产、抗倒伏、抗旱、抗冻、抗病,能结合这么多优良性状的小麦良种不多,‘百农矮抗58’在同类品种中表现最为出色。”

  全国唯一的小麦根系走廊

  小麦根系走廊可有效用于系统研究小麦不同生育阶段、不同环境条件下,不同品种根数量、根长、根毛长度以及根系发育的时空动态和适应性反应等

  在新乡县朗公庙乡毛庄村,一个不起眼的院落就是河南科技学院的科研基地。基地一隅种着一小片小麦,一道水泥带将小麦整齐隔开左右。这个独特的布局下面另有乾坤,茹振钢带记者从一旁的楼梯走入地下。

  大约在3.5米深处,视野顿时开朗,记者进入一条长约50米宽约3米的走廊。走廊两侧全是巨型透明玻璃,像极了水族馆。只是玻璃后面非海底珍奇,而是实实在在的黄土,顺着茹振钢的手指看去,一簇簇发达的小麦根系像一双双大手牢牢抓住土壤。

  这里就是全国唯一的小麦根系走廊。

  “根本根本,以根为本。”茹振钢说,根系性状质量的优劣直接关系到地上部性状的发育,并最终影响作物个体的抗逆性和产量,培育健壮、生理活性高的根系是培育良种,提高小麦产量的关键。

  然而,由于根系生长环境的特殊性,研究手段和方法滞后,再加上研究难度高、工作量大、效率低等多方面的限制,人们在育种过程中并没有系统地将根系作为选择目标,其根系往往是随着对地上部分主要性状的选择而被动选择的,“根系研究一直是小麦育种、栽培研究的薄弱领域。”

 

  既然根埋在地下,那么就到地下去看。为了深入研究根系形态、生长发育规律,生理特性及功能,生态因子及农艺措施对根系的影响及调控等方面,茹振钢教授科研团队就创建了这套小麦根系育种研究的设施。

  小麦根系走廊可有效用于系统研究小麦不同生育阶段、不同环境条件(特别是水分、肥力等条件)下,不同品种根数量、根长、根毛长度以及根系发育的时空动态和适应性反应等。

  除了其珍贵的科研价值,这里又何尝不是一座活生生的小麦根系博物馆?

  完美是组装出来的

  人工气候室,可人为模拟自然界的气象条件而不受地理、季节等自然条件的限制

  在河南科技学院的校园内,从分析实验室,到人工气候室,转入智能温室,再到室外实验田,一圈走下来记者用了几分钟。仅需两年,一个小麦好品种就诞生于此;而如果在田间,那至少要八年。

  记者看到,120平方米人工气候室分为四间,两间正在育苗,风道呼呼地提供着CO2,钠灯则在模拟着阳光。“简单说,捕捉CO2越强,就有多高的产量。这个过程中,我们要找出来跟捕捉CO2结合能力最强的芽苗。”

  这个价值两百多万元的人工气候室,可人为模拟自然界的气象条件而不受地理、季节等自然条件的限制。根据需要,可任意设置和精确控制室内的温度、湿度、光照及CO2等指标,根据需要预先设置随时间的变化曲线,自动实现四季或昼夜变化,很容易地模拟出需要的环境。

  茹教授说,人工气候室本质上是一个装配筛选基地,品质分析、核型分析、细胞遗传学分析等实验室的研究成果,在这里汇总装配,经过气候模拟最终人工选择成形。这就好比,有的人说双眼皮好看,有的人说一米八帅气,有的人认为高鼻梁英朗……所以我们根据结论,在所有的人中找出那个符合所有这些特质的人,这个人很可能就是个美男——最新一代的“百农矮抗58”就是这个美男。

  育种技术可以“扭曲时空”

  对于育种行业,如果在田间,二十年已经换了两大代,而在这里五年就能实现

  在人工气候室,小麦实现了“一年四熟”,意味着“一年干四年的活”。“这是一个加速器。”这句话茹振钢反复提及。

  “育种太艰难了。”在田间工作了一辈子的茹振钢并不是抱怨工作环境,而是心疼时间,“漫长的时间一直是束缚品种培育速度的瓶颈。”一年四熟,两年可以出一个好品种,特殊的类型,一年就可以出来。对于育种行业,如果在田间,二十年已经换了两大代,而在这里五年就能实现。

  在另两间人工气候室内,单株小麦都已经成熟,很快就可以转战智能温室了。

  智能温室紧邻人工气候室,占地4500平方米。这里冬季有暖气加热,夏季有遮阳帘、水帘降温,鼓风机保证换空气流通。

  如果说人工气候室是个实验室,那么智能温室就是个中试车间了。人工气候室培育的麦株成本高,数量少,一次最多为2000株;而在智能温室,这个屋子三大间最起码可以培育12万株。

  这里的温控环境同样会给小麦生长提供速度,茹振钢指着一片小麦说,三月份才种进去的,现在六月份已经熟了。使用人工气候室和智能温室配合使用,一年一粒种子可繁育出30斤。

  走出智能温室,校园内是一小片实验田,三五大学生坐在一旁温习功课。如教授小声地告诉记者,从温室内得到的种子在这里充分得到验证后,然后就可以走向市场,从而实现优良品系的快速扩繁。

  扭曲时空在物理学家那里,只是停留在理论阶段;而育种专家,却用温度控制和生物育种技术,演绎了一场场不折不扣的“穿越大戏”。

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