潛心二十年 蹚出生態報國路

2021-11-04 10:17:00  來源:中國青年網  責編:陳晨

潛心二十年 蹚出生態報國路_fororder_4

蘭州大學宣傳部供圖

  李鳳民研究團隊深入田間開展小麥育種研究。

  初秋收穫的日子,甘肅省通渭縣和張家川縣的小麥示範田裏一片忙碌,丈量面積、實打實收、稱重、去雜……來自農業農村部和甘肅省的專家正在按照程式,對新品種進行實産測定。

  經測定,在通渭示範田裏實際測産,冬麥新品種“蘭大211”標準産量為455.05公斤/畝。根據當地數據,2017年至2019年,通渭小麥統計産量為每畝174.83公斤。在張家川測産示範田,該品種標準産量達507.54公斤/畝,也是“破了天荒”。

  “我們不生産基礎理論,只是基礎理論的搬運工,還要讓基礎理論在西北的大地開花結果,造福百姓。”從新世紀初開始,蘭州大學生命科學學院生態學專家李鳳民教授另辟蹊徑,帶領團隊搞起了小麥育種。這個名叫“蘭大211”的項目一搞就是20年,蹚出了一條獨特的生態報國路。

  長期以來,西北地區降水有限,加上季節不均、蒸發量大,乾旱問題直接制約著農業生産環境。1995年,蘭州大學乾旱農業生態國家重點實驗室成立,成為探索旱地農業發展的重要平臺。

  20世紀90年代初,蘭州大學生態學專家趙松嶺教授提出集水農業理論,隨著這一理論的發展,多項重要技術體系應運而生。其中,通過覆蓋地膜,可減少地表水的蒸發,提高農田抗旱能力,還有利於提高地表溫度,延長高原地區的作物生長期,尤其有助於克服春季寒流低溫天氣對農業生産的影響。

  集水農業理論的廣泛推廣,讓甘肅農村的農業生産發生了翻地覆地的變化。“發展出的多項旱地高效技術體系,讓甘肅農村解決了溫飽,吃飯不再是問題。”李鳳民説。可農村要脫貧致富,光吃飽可不行,還要提高農業的附加值,真正讓農民不但能吃飽肚皮,還能鼓起錢袋子。

  由此,李鳳民教授想到了通過優化農作物品種造福農民,而作為甘肅省最重要的“細糧”作物,小麥“理所當然”成為他的主攻方向。他嘗試將進化生態學思想融入小麥育種的實踐,希望通過協調個體和群體的關係,建立起生態學和小麥常規育種相協調的理論和實踐體系。

  在一些相關領域的會議、活動中,李鳳民團隊把多年育種理論研究中獲得的一些認識跟育種專家交流,但如何把問題講透徹,運用於實踐,“總感覺有一層窗戶紙在隔著。”

  經過反復思考,李鳳民決定帶領團隊直接進入到育種的具體實踐中去。從田間小麥授粉做起,蘭大研究人員就和育種專家長時間泡在一起。時間一長,語言隔膜慢慢消失了,雙方都能“聽懂對方在説什麼”,作物進化生態學理論也開始在育種實踐中初試鋒芒。

  團隊成員杜彥磊介紹説,基於生態理論和育種實踐的研究證明,旱地作物高産和穩産之間存在權衡關係,一味追求高産可能做不到穩産,“只有抓住兩者間的平衡點,才能做到效益最大化”。

  在不斷的探索中,生態理論和育種實踐開始相向而行,新的認識在不斷形成,理論框架逐步清晰,團隊和育種專家的合作也在不斷深化。此間,團隊調研發現,甘肅旱地降雨量少而波動較大的氣候環境限制了小麥産量的提升,時常爆發的條銹病危害也很嚴重。

  符合甘肅旱地需要,高産、穩産並抗條銹病的小麥品種,就是育種目標。為加強抗性,團隊選擇了帶有抗條銹基因的Dippes Triumph/蘭天10號的後代96-18-1-3-2-1和Flanders/蘭天10號的後代00-30-3-2分別作為母本和父本,通過雜交將其抗病基因聚合到一起。

  “將母本用剪刀和鑷子小心翼翼地去雄,再將父本的花粉輕輕抖入……”從配置雜交組合開始,每年開花期,團隊成員就會到田裏進行人工授粉。雜交後收穫種子,再進行播種挑選單株,淘汰存在發育遲緩、穗小、條銹病、倒伏等各種問題的單株,挑選可能形成群體産量優勢的單株。

  2006年以來,團隊通過多次雜交重組係譜選育,獲得抗條銹冬小麥品係,逐步進行小範圍種植試驗。此間,還充分利用前期積累的育種理論,協調個體和群體的關係,最終實現品種中多重抗逆性狀的聚合。經過至少6-7代的篩選,獲得優良株係06-653-2-1-1。該株係隨後通過品種鑒定和品種比較試驗,參加了品種審定區域試驗。

  2020年3月,“蘭大211”通過甘肅省主要農作物品種審定。當年6月,在張家川完成品種推廣授權簽約,在天水、隴南、平涼、定西等地區試種推廣。2021年7月,在通渭旱地農田實測畝産超900斤,在張家川半濕潤雨養農業區跨上旱地冬小麥畝産千斤糧的臺階。

  “小麥育種歷史悠久,從業的專家很多,積累的技術已經很深厚,在此基礎上要有突破實在不易。”從一粒種子到一株小麥,再到成片的試驗田,李鳳民團隊從數不清的麥穗中挑出了形態特徵良好、具有高産潛力的株係,迎來了“蘭大211”項目的成功。

  “蘭大211”的成功,給旱區小麥産區的農民帶來了福音。在張家川良種擴繁基地,由於測定的新品種産量很高,兩家種子公司的種子供不應求。“希望在3到5年時間裏,我們的新品種能推廣到50萬畝以上,讓更多旱區農民受益。”李鳳民滿懷信心地説。(記者:馬富春 )

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