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小米网 时间:2011年8月25日 03:49 人气:15657 http://www.xiaomifood.com 字号:
摘要:张家口市农科院研究的杂交谷子提高了谷子的产量和质量,并通过一系列技术使谷子具有了抗逆、节水、高产和耐一些极端土壤状况的特性,对中国和世界的粮食安全是非常重要的。联合国粮农组织决定在全球推广杂交谷子种植。希望把谷子生产的一些项目作为联合国粮农组织与中国政府“南南合作”协议的核心项目。

一粒种子改变世界——解读张家口杂交谷子

图一:杂交谷子品种

一粒种子改变世界——解读张家口杂交谷子

图二:喜获丰收的农民(左手为杂交谷子、右手为常规谷子)

一粒种子改变世界——解读张家口杂交谷子

图三:杂交谷子发明人——赵治海

一粒种子改变世界——解读张家口杂交谷子

图四:杂交谷子在埃塞俄比亚试种成功

杂交谷子热评

张家口市农科院研究的杂交谷子提高了谷子的产量和质量,并通过一系列技术使谷子具有了抗逆、节水、高产和耐一些极端土壤状况的特性,对中国和世界的粮食安全是非常重要的。联合国粮农组织决定在全球推广杂交谷子种植。希望把谷子生产的一些项目作为联合国粮农组织与中国政府“南南合作”协议的核心项目。——联合国粮农组织总干事雅克.迪乌夫

“杂交谷子为世界粮食安全做出了贡献,杂交谷子的育成为谷子的高产找到了一条好途径,它的优点在于非常抗旱,可以在我国北方地区大力推广”。——中国工程院院士、中国农科院研究员董玉琛

“你得相信科学。我今年70岁了,从没见过这么好的谷子!过去的谷子,3亩1000斤就是好收成。这杂交谷子1亩就是1300斤!”——宣化县赵川镇义和庄村宋斌

河北省张家口市农业科学院一直坚持杂交谷子攻关研究,于上世纪九十年代创造了具有国际领先水平的“谷子光(温)敏不育两系法”,解决了谷子杂种优势利用的关键技术,成功选育出具有自主知识产权的 “张杂谷1、2、3、5、6、8、9、10号” 等8个系列品种。杂交谷子的选育成功和应用标志着谷子杂种优势利用技术走向成熟,是作物杂种优势利用的又一重大突破,是谷子生产史上的重要里程碑,被媒体誉为“南有杂交稻、北有杂交谷”。已推广种植200多万亩,最高亩产810公斤,使谷子不再是低产作物。累计增产粮食2亿公斤,增收5.2亿元,收到了良好的社会、经济、生态效益,为旱作农业发展、种植业结构调整提供了新的战略选项,为农业增产增收做出了一定贡献。

一、杂交谷子研究概况

(一)研究概况

谷子育种从1940年起一直是张家口市农业科学院的主要工作。1940年—1968年主要从事常规谷子育种,从1969年开始,谷子杂种优势利用研究受到国家、各省重视,联合攻关研究单位达30多家,因“质核互作三系”关键技术没解决,大多数单位因困难退出,研究一度陷入困境。在国家、省、市科技部门的支持下,张家口市农科院一直坚持攻关研究,七十年代,研究成功了谷子高度雄性不育两系法,但存在不育系不育度低、杂交种纯度低的问题,利用难度大;八十年代,赤峰市农科所研究成功了谷子显性核不育三系法,解决了不育系不育度低的问题,但存在恢复源少,选育优势组合机率低的问题,未能应用于生产。

九十年代,张家口市农科院创造了具有国际领先水平的“谷子光(温)敏不育两系法”,克服了以上两种途径的缺点,不育系可繁种、可制种,一系两用,便于利用,是简便易行的谷子杂种优势利用新途径。解决了谷子杂优利用的关键技术,成功培育出“张杂谷1、2、3、5、6、8、9、10号”8个系列品种。杂交谷子的选育成功和应用标志着谷子杂种优势利用技术走向成熟,是作物杂种优势利用的又一重大突破,是谷子生产史上的重要里程碑。被媒体誉为“南有杂交稻、北有杂交谷”。

(二)取得的成果

杂交谷研究推广应用,形成了光(温)敏两系育种技术、穿梭育种技术、繁制种技术和高产配套栽培四大技术体系。解决了杂交选育应用的关键技术,提高了育种效率和品种适应性。通过技术创新,不育系繁种产量每亩达50公斤,杂交制种产量达到每亩150公斤,为实现谷子产业化提供技术保障。在杂交谷子研发过程中获得科技成果17项,“张杂谷3、5、8号”分别申请了农作物新品种保护。一批成果具有国际领先水平,形成了适应于水旱地、春夏播、早中晚熟配套技术体系,为我国谷子产业化发展提供了可靠的品种保证和技术支撑。其中国际领先的科技成果为:

1.谷子“综合动态基因库”育种法。该方法以谷子不育系作为中间载体,利用多个谷子资源田间自然杂交,从后代中选择表现良好的品系加以纯化固定。选育成功了“冀张谷1号、冀张谷2号、冀张谷3号、冀张谷4号、冀张谷5号、坝谷214”等多个品种。

2.谷子光(温)敏感型雄性不育系“821”选育。选育成功世界上第一个谷子光(温)敏感型雄性不育系“821”。

3.谷子光(温)敏核不育性转换机理研究。通过不同地源谷子品种杂交,可以实现谷子光(温)敏核不育和可育之间的转换。

4.创造谷子光(温)敏不育技术与规律。阐明了创造谷子光(温)敏不育系的技术与规律。

5.光(温)敏两系抗除草剂杂交谷子“张杂谷2号”选育应用。首次应用谷子抗除草剂基因选育出抗除草剂杂交种“张杂谷2号”,首次解决了谷子杂交种中假杂交种和杂草去除的难题。

二、杂交谷子品种特点

杂交谷高产稳产,品质优良。谷子杂交种比常规种增产30%以上,亩增产100公斤以上,亩增收超过200元。旱地多年平均产量达到400公斤。杂交谷子高抗白发病、黑穗病,适应范围广,产量年度间、地区间变化小,稳产性好。运用配套栽培技术,在高水肥条件下,2007年张家口市下花园区武家庄村种植的1.15亩“张杂谷5号”亩产达到810公斤,创谷子产量纪录。杂交谷子解决了高产与优质的矛盾。小米色泽黄亮,米型整齐一致,口感好,香味浓。“张杂谷1、2、3、5号”被粟类作物协会评为优质米。

杂交谷节水抗旱,生态效益显著。谷子是传统的节水抗旱作物,单位水量的干物质生产量要远远高于玉米、小麦、水稻等作物。杂交谷子的根系总量是常规谷子的1.2—1.5倍,抗旱性比常规谷子更强。“张杂谷”系列品种在我国北方大部分地区可以不依靠人工灌溉而良好生长。2009年我国北方遭受严重干旱,降水只有常年的1/3,旱地玉米几乎绝收,而杂交谷子仍有300—500斤的亩产量。水资源的匮乏和日益严重的频发干旱对农业生产构成威胁,影响到水资源的可持续利用和粮食安全,而高产、节水杂交谷子的大面积种植可有效缓解这一状况。种植一亩谷子比玉米至少节水100立方米水,每推广种植100万亩杂交谷子,每年将节水1亿立方米,相当于一个大型水库的库容量,生态效益显著。

杂交谷栽培简化,省工省力、利于推广。用谷子抗除草剂基因选育出抗除草杂交种,经喷施特定的除草剂可实现除草、间苗双重效果,节省用工,易于规模化生产。杂交谷子适应性强,对土壤要求不很严格,在各类土壤中均可种植,以砂壤土最佳。张家口市农科院已培育出适应早中晚、春夏播、水旱地等多个品种,形成了多元化的品种格局,适宜在谷子夏播区及春播≥10℃积温2500℃—3300℃之间的地区种植。

三、发展杂交谷子的重要性

(一)是落实国家粮食产业政策的需要

《全国粮食生产发展规划(2006—2020)》中提出“加大良种良法为主体的科技投入,加快主导品种主推技术的推广应用”,“积极发展玉米、大豆、薯类及杂粮生产,促进饲料和工业用粮的稳步增长”。“杂交谷子”品种,亩产比常规谷子增产30%以上,在一些不适宜种植小麦、玉米的贫瘠旱地上增产幅度更高,最高达到2 倍。中国旱地总面积约7580万公顷,占全国农田面积的73.7%,旱地集中分布的黄河流域及其以北地区又占全国旱地总面积的80%左右,杂交谷子适宜在这些地区种植。种植谷子的地块一般较瘠薄,种植其他作物产量很低,而种植杂交谷子可以高产稳产,近几年杂交谷子在各地种植数据表明,在贫瘠的旱薄地上杂交谷子可以稳产400公斤/亩,是对我国粮食安全的有力补充。

(二)是调整农业产业结构、提高农民收入的需要

谷子种植面积由建国初期的1.5亿亩减少到目前2000万亩,种植面积和产量降低到历史最低水平。而随着人们膳食结构的调整,小米逐渐走上百姓餐桌,市场价格看好,目前的小米市场价格超过每市斤3元,谷子价格超过1.8元,谷子市场供不应求。种植杂交谷子比常规谷子、旱地玉米亩增收超过260元,为旱作农业发展、种植业结构调整提供了新的战略选项。

(三)是发展旱作节水农业、提高水资源利用的需要

我国是最大的贫水国,人均水资源仅为世界平均水平的1/4,每亩耕地占有水资源为世界平均水平的3/4。谷子每生产1公斤干物质需水270公斤,玉米和小麦则分别需要370公斤和510公斤水。比玉米、小麦可节约灌溉用水2—3次,平均每亩节水超过100立方米。每推广种植100万亩杂交谷子,比种植玉米节约用水1亿多立方米,相当于建一座大型水库,这将在水资源利用和农业可持续发展方面产生不可估量的作用。我国是一个水资源匮乏的国家,种植杂交谷子不需要增加水资源投入,就能实现粮食增产。因此,发展杂交谷对我国水资源利用和农业可持续发展意义重大。

(四)有助于我国粮食安全

谷子是我国的传统作物,解放初的谷子面积1.5亿亩,现在只剩2000万亩。如能推广杂交谷子1亿亩,每亩最少增产200斤,可增产200亿斤粮食,占全国增“千亿斤粮食计划”的20%。

(五)为世界粮食安全做贡献

在商务部和农业部的支持下,杂交谷子在埃塞俄比亚试种成功,比当地主栽粮食作物苔麸增产2—3倍,该国农业部和当地农民非常欢迎。联合国粮农组织总干事雅克.迪乌夫于2009年6月专程考察了我国的杂交谷子,决定在全球推广,为世界粮食安全做贡献,并希望中国政府成立“国际杂交谷子培训中心”。目前,粮农组织把塞内加尔、贝宁等9个非洲国家作为推广杂交谷子的试点,将来在非洲大面积推广杂交谷子,这是中国政府对非洲人民的又一项重大科技支持。

四、杂交谷子的社会反响

杂交谷子研究在国家省市各界科技部门的长期支持下,共取得成果17项,其中5项居国际领先水平,培育的“张杂谷1、2、3、5、6、8、9、10号”8个系列品种在生产中成功地应用取得了显著的效益,得到了社会各界的广泛认同。

(一)专家肯定。杂交谷子的研究成功,引起了国内外专家学者的高度关注,对谷子杂交优势利用取得的成绩表示出极大兴趣,为杂交谷子事业发展纷纷建言献策。联合国粮农组织作物与保护司司长库内曼先生视察杂交谷子时说:“你们培育的超级杂交谷子,是一项伟大的创新”。中国科学院院士杨焕明在2008年8月9日考察杂交谷子后讲到:“这是我在18小时内受到的第二次震撼,第一次是北京奥运会开幕式,第二次就是今天看到的杂交谷子”。袁隆平先生在看到杂交谷子和常规谷子谷穗的对比后非常高兴,欣然题词“祝贺两系法杂交谷子研究成功”。中国工程院院士董玉琛看到杂交谷子后说“杂交谷子的育成为谷子的高产找到了一条好途径,应该说是一个好成果”,并题词“杂交谷子的育成和推广是造福于民的重大成果”,提出了加强杂交谷子转化研究,延长产业链的建议。中国工程院院士范云六说:“杂交谷子使我惊讶,真是百闻不如一见,这是一项为河北争光,为国家争光的重要成果。应该在国内外大力推广。”中科院北京生命科学院康乐院长则直接把杂交谷子称为“超级谷子”,他说:“谷子创造了历史和文明,杂交谷子将开创未来。”

(二)农民欢迎。杂交谷子在生产上的成功应用,受到了广大农民群众的热烈欢迎。种过杂交谷子的农民都说从来没见过这么大的谷穗、这么高的产量,亲切地称之为“张杂谷”、“千斤谷”。宣化县赵川镇义和庄村宋斌老人自豪地对相关记者说:“你得相信科学。我今年70岁了,从没见过这么好的谷子!过去的谷子,3亩1000斤就是好收成。这杂交谷子1亩就是1300斤!”河北省临西县西来寨村刘广明说:“赵治海这个人太了不起了,他研究的杂交谷子,俺一亩地能打1200斤,比过去种的品种高出一倍多,米色金黄又好吃,卖的价还高,他真是俺们的大财神,俺们感谢他”。巨鹿县“赵治海杂交谷子合作社”理事长王彦廷说:“杂交谷子和夏播玉米产量相当,但杂交谷子米质香甜,价格比玉米高一倍,收入翻番。另外玉米正常要浇三次水,而谷子只浇一次,每亩能节水100方”。

(三)领导支持。杂交谷子在科研与生产上取得的成功,得到了各级领导的高度重视和大力支持。2010年,全国人代会,温家宝总理认真听完杂交谷子主研人赵治海代表的发言后,充分肯定了农业科技专家在杂交谷子培育方面作出的贡献:“我想你提出的要求是合理的,一定通过各种方式使中国的杂交谷子发展起来,而且越发展越好,谢谢你!”2007年12月10日省委书记张云川到张家口市农科院调研,称赞“杂交谷子是对人类的贡献”。河北省副省长张和批示:此事是大好事,在北方干旱地区谷子若能产千斤,实属奇迹;他还说:杂交谷子是北方干旱贫瘠地区的好作物,是旱地农业的希望,是贫困农民的福音。2008年9月3日联合国秘书长办公室高级顾问Fred Dubee在参观考察杂交谷子后说道“今天我看到了那么大的谷穗,那么自豪的农民,种出了那么好的作物”,并表示“愿意将杂交谷子向全世界宣传推广”。

术语解释

光(温)敏两系育种技术

在杂交谷子光(温)敏两系育种技术研究成功之前,经历了“质核互作三系法”和“高度雄性不育两系法”,但因关键技术没有解决而未能在生产中应用。“质核互作三系法”中的“三系”指不育系、恢复系、保持系,该方法中不育性受显性基因控制,存在恢复源少,选育优势组合机率低的问题,未能在生产中应用。“高度雄性不育两系法”,采用高度雄性不育系和恢复系生产杂交种,虽解决了“质核互作三系法”中恢复源少,选育优势组合机率低的问题,但存在不育系不育度低、杂交种纯度低的问题,利用难度大,也未能在生产中应用。“谷子光(温)敏不育两系法”,由光(温)敏雄性不育系和恢复系生产杂交种,不育系在一定的光(温)条件下为可育或不育,既可繁种也可制种,一系两用,便于利用,同时引入抗除草剂基因,解决了杂交种中假杂交种的问题,克服了以上两种方法的缺点,是简便易行的谷子杂种优势利用新途径。

抗除草剂基因

谷子光(温)敏两系杂交种在生产制种中受到环境条件的影响,会出现一些假杂交种,假杂交种的去除一直是谷子杂交种应用上的一个难题。杂交谷子的抗除草剂基因来源于青狗尾草,是显性基因,将此基因杂交转育到恢复系中,生产的杂交种具有抗除草剂特性,而假杂交种不具有抗除草剂特性,应用此方法可以去除杂交种中的假杂交种。

摘自:科技日报

标签:杂交谷子、杂交谷子品种特点、杂交谷子研究、杂交谷子选育
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