摘要:2024年9月,在山东省烟台市举办的首届中国(山东)现代高效农业科技博览会上,山东省农业科技成果转化与推广典型案例颁奖暨“农科好物”品牌产品发布会举行,青岛农业大学张玉梅教授团队的“‘青麦11号’生产经营权转让推广”成果荣获山东省科技成果转化与推广典型案例一等
2024年9月,在山东省烟台市举办的首届中国(山东)现代高效农业科技博览会上,山东省农业科技成果转化与推广典型案例颁奖暨“农科好物”品牌产品发布会举行,青岛农业大学张玉梅教授团队的“‘青麦11号’生产经营权转让推广”成果荣获山东省科技成果转化与推广典型案例一等奖。2024年8月21日,“青麦11号”生产经营权以100万元价格转让给山东青泰种业有限公司、无棣惠农种子科技有限公司,创出近年来旱地小麦单个品种转让金额最高纪录。
青麦系列新秀“青麦11号”:抗旱耐盐碱性突出,应用前景广阔
在当前干旱频发、土壤盐碱化日趋严重的情况下,针对旱地、盐碱地小麦品种紧缺现状,张玉梅教授团队于2008年以莱农0144为母本、烟农21为父本进行杂交,杂交后代经系谱法连续多年定向选择,最终在2015年育成“青麦11号”。该品种于2018—2019年度、2019—2020年度在山东旱地区域试验中,两年平均增产5.30%,因增产效果显著被直接推荐参加国家黄淮冬麦区旱肥组区域试验,两年区域试验平均增产2.92%,生产试验中较对照增产6.43%。目前,该品种已经分别于2021年通过山东省旱地小麦品种审定(鲁审麦20210018)、2024年通过国家黄淮冬麦区旱肥组审定(国审麦20241053)。其中,国家农作物品种审定委员会审定认为,该品种适宜在山东、河南、河北、山西(运城、临汾、晋城)以及陕西(咸阳、渭南)等地的旱肥地种植。
据张玉梅教授介绍,“青麦11号”全生育期232.5天,属冬性中早熟品系。幼苗半匍匐,叶片细长,叶色深绿,分蘖力强。株高75.05cm,株型较紧凑、抗倒性好、整齐度好、穗层整齐。平均亩穗数37.8万、穗粒数35.15粒、千粒重38.95g,穗型为长方形、长芒、白壳、白粒,2020—2021年国家黄淮冬麦区旱肥组区域试验中品质指标达到中强筋小麦标准。该品种在青岛平度持续干旱、一水未浇的条件下,产量超过650公斤/亩。不仅抗旱性强,该品种的耐盐性也非常突出,在山东东营盐碱地试种超过500公斤/亩。正是因为其在旱地、盐碱地的突出表现,赢得多家种业企业青睐,最终成功转让。山东青泰种业公司在接受转让前已经进行3年示范种植,对“青麦11号”的特征特性有比较全面了解。公司负责人认为,该品种具有抗旱性突出、高产稳产优质、抗病抗倒等突出优点,具有较大推广潜力。
“青麦”系列育种史:从抗旱栽培到抗旱育种,“青麦6号”“靠天吃饭”也丰收
小麦是我国第二大口粮作物,作为小麦主产区,黄淮冬麦区对保障国家粮食安全具有重要意义。然而,由于我国黄淮冬麦区小麦生长季干旱少雨现象频发,再加上我国旱地小麦品种相对缺乏,多年来制约了旱地小麦稳产增收。我校作物学为学校优势学科,小麦育种是核心科研领域。
早在20世纪70年代,学校小麦育种前辈创造出了亩产过千斤的奇迹,创建了“降低播量,培育壮苗,依靠分蘖成穗,构建合理群体结构”的小麦高产栽培模式,实现我国小麦高产栽培理论新突破,并于1978年获得全国科学大会重大科技成果奖,为北方粮食产量增加和改善膳食结构做出重要贡献。
在随后20多年里,我国小麦高产田亩产一直在千斤左右徘徊。与此同时,随着20世纪80年代以来工业化、城镇化进程加速,优质小麦耕地不断挤占。大量留存小麦耕地不具备水浇条件,国家主粮产量必须保障。怎么办?
在这样的背景下,自20世纪80年代中期开始,学校的小麦研究团队将目光瞄准以小麦为主要对象的丘陵旱地旱作农业研究。
据学校小麦育种专家林琪教授介绍,所谓旱作农业,就是在没有补充水源及灌溉条件的情况下,单纯依靠天然降水从事农业生产的一种“雨养农业”。山东省共有5000余万亩小麦耕地,其中约有40%不具备水浇条件。在全省水浇地小麦平均亩产400多公斤的情况下,旱地小麦平均亩产100—200公斤,等于产量还达不到水浇地的一半,严重影响小麦总产量的提高。在学校老一辈小麦栽培专家带领下,林琪教授于20世纪80年代初从事小麦栽培技术研究,希望通过合理的耕作措施、合适的栽培技术,提高土壤水分利用效率,提高单位土地生产率。经过多年努力,学校小麦旱作团队探索出一套小麦旱作栽培技术。“很多原本亩产只有100多公斤的土地,经先进的栽培技术管理后,亩产达到300—400公斤。”林琪教授介绍道。
然而,当旱地小麦亩产达到300—400公斤以后,通过栽培技术促进作物高产的措施,就遇到了“天花板”。“我们原有的小麦品种多是适合水浇地的品种。只有培育出真正适宜旱地的小麦品种,再加上旱作栽培管理技术,才能实现进一步高产。”林琪说。
自20世纪90年代中后期起,学校小麦育种团队的接力棒传递到林琪教授及其团队手中,团队转向小麦抗旱品种选育,以筛选的优异小麦材料为亲本,通过杂交育种、回交育种等策略,先后育成以国审品种“青麦6号”和省审品种“青麦7号”为代表的多个小麦新品种。其中“青麦6号”适合土层薄、土地贫瘠、养分少的旱薄地,在全年不灌溉、只“靠天吃饭”的状态下也能丰收。2008年更是在无人工灌溉条件下创出亩产700公斤记录,并分别在2010年和2012年先后创出旱地全生育期无浇水情况下千亩方和百亩方平均亩产620.7公斤和703.5公斤的高产纪录,其中一个十亩方平均亩产更是达到712.9公斤。2009年“青麦6号”被列为山东省小麦直补品种和旱地小麦主推品种。林琪教授本人于2011年在全国粮食生产表彰奖励大会上获“突出贡献农业科技人员”荣誉称号。
盐碱地收获意外高产:耐旱的“青麦6号”也抗盐碱
“青麦6号”以抗旱为育种目标培育获得。而在盐碱地里同样获得高产,这对林琪教授和团队来说属意外之喜。
2009年12月3日,国务院正式批复《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》,以此为起点,黄河三角洲地区发展上升为国家战略,成为国家区域协调发展战略的重要组成部分。“向盐碱地要产量”,成为农业科研的新使命。
2011年,林琪教授团队在山东桓台马踏湖附近和青岛即墨某盐场小范围试种“青麦6号”,结果产量明显高出预期,给了团队将“青麦6号”用于抗盐碱试种的底气。
2013年,由中国科学院李振声院士倡导,科技部、中国科学院联合河北省、山东省、辽宁省和天津市共同实施的国家科技支撑项目“渤海粮仓科技示范工程”启动。该项目面向国家粮食安全重大需求,针对环渤海中低产区粮食生产问题,研发、集成、示范推广抗逆作物品种。“青麦6号”入选“渤海粮仓”工程,进行试种,并在山东省滨州市沾化县冯家镇李家村土壤盐分含量0.3%的盐碱地上,实现亩产449.01公斤,创造了盐碱地种植小麦的全国高产纪录,比同期山东省小麦平均亩产402公斤还要高,并同时兼顾高产、稳产、优质、抗病等性状。2014年“青麦6号”又在东营市现代畜牧业示范区中度盐碱地上创出538.1公斤亩产纪录,实现盐碱地小麦亩产破千斤产量目标。
截至目前,“青麦6号”及其配套栽培技术在东营盐碱地累计推广种植10余万亩,净增产2000余万公斤,净增效益7800余万元,取得显著经济、社会和生态效益。除了新品种之外,团队集成创新的盐碱地小麦轻简化配套栽培技术,也连续三年创新盐碱地小麦高产纪录。“青麦6号”连续两年被山东省科技厅列为“科技部渤海粮仓科技示范工程”山东片区首推小麦品种,十几年来在旱地盐碱地累计推广3000多万亩,新增经济效益30多亿元。
据介绍,中国尤其沿海省份和新疆、内蒙古等地现有3亿多亩盐碱地。如果都能高产、变成粮仓,将为国家粮食安全提供强大保障。
从“青麦6号”到“青麦N号”:青岛农大小麦育种的传承与创新
育种工作并非一蹴而就,需要长时间保持积极而敏锐的观察、记录、实验和总结,循环往复,永无休止。林琪教授认为,育种是一项长期而艰巨的任务,更是用智慧和汗水践行传承与创新的过程。
从20世纪70年代小麦亩产过千斤,到以抗旱为目标选育出“青麦6号”“青麦7号”和“青麦11号”,从“青麦6号”到“青麦11号”都兼有耐盐碱特性,数十年来,学校小麦育种工作始终从农业生产一线出发,围绕国家重大战略和区域经济发展需求,以高产丰产为目标导向,积极落实“中国碗装中国粮”要求。党的二十届三中全会提出,教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑。必须深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,统筹推进教育科技人才体制机制一体改革,健全新型举国体制,提升国家创新体系整体效能。
张玉梅教授表示,未来,团队将紧紧围绕小麦抗旱耐盐这一关键性状,一方面对“青麦11号”抗旱耐盐分子机理开展深入研究,明确参与干旱或者盐胁迫响应的分子机理,同时尽快建立“青麦11号”高产栽培技术,加快辐射推广,推动更多旱地、盐碱地通过“良种+良技”实现小麦高产高效;另一方面,将继续搜集筛选抗旱耐盐小麦优异种质资源,采用常规育种和现代分子育种技术相结合的方法,选育更多抗旱耐盐突破性新品种。据悉,目前团队共有9个小麦新品系正在参加国家区试、山东省区试或生产试验,有望实现新的科研突破。同时,“青麦11号”受让企业将通过自主繁种及“公司+基地+农户”模式加大推广力度,计划3年内推广种植300万亩,力争早日成为国家小麦主导品种。
来源:青岛农业大学