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          小米網 時間:2011年8月25日 03:49 人氣:20272 http://www.haotuocn.com 字號:
          摘要:張家口市農科院研究的雜交谷子提高了谷子的產量和質量,并通過一系列技術使谷子具有了抗逆、節水、高產和耐一些極端土壤狀況的特性,對中國和世界的糧食安全是非常重要的。聯合國糧農組織決定在全球推廣雜交谷子種植。希望把谷子生產的一些項目作為聯合國糧農組織與中國政府“南南合作”協議的核心項目。

          一粒種子改變世界——解讀張家口雜交谷子

          圖一:雜交谷子品種

          一粒種子改變世界——解讀張家口雜交谷子

          圖二:喜獲豐收的農民(左手為雜交谷子、右手為常規谷子)

          一粒種子改變世界——解讀張家口雜交谷子

          圖三:雜交谷子發明人——趙治海

          一粒種子改變世界——解讀張家口雜交谷子

          圖四:雜交谷子在埃塞俄比亞試種成功

          雜交谷子熱評

          張家口市農科院研究的雜交谷子提高了谷子的產量和質量,并通過一系列技術使谷子具有了抗逆、節水、高產和耐一些極端土壤狀況的特性,對中國和世界的糧食安全是非常重要的。聯合國糧農組織決定在全球推廣雜交谷子種植。希望把谷子生產的一些項目作為聯合國糧農組織與中國政府“南南合作”協議的核心項目。——聯合國糧農組織總干事雅克.迪烏夫

          “雜交谷子為世界糧食安全做出了貢獻,雜交谷子的育成為谷子的高產找到了一條好途徑,它的優點在于非常抗旱,可以在我國北方地區大力推廣”。——中國工程院院士、中國農科院研究員董玉琛

          “你得相信科學。我今年70歲了,從沒見過這么好的谷子!過去的谷子,3畝1000斤就是好收成。這雜交谷子1畝就是1300斤!”——宣化縣趙川鎮義和莊村宋斌

          河北省張家口市農業科學院一直堅持雜交谷子攻關研究,于上世紀九十年代創造了具有國際領先水平的“谷子光(溫)敏不育兩系法”,解決了谷子雜種優勢利用的關鍵技術,成功選育出具有自主知識產權的 “張雜谷1、2、3、5、6、8、9、10號” 等8個系列品種。雜交谷子的選育成功和應用標志著谷子雜種優勢利用技術走向成熟,是作物雜種優勢利用的又一重大突破,是谷子生產史上的重要里程碑,被媒體譽為“南有雜交稻、北有雜交谷”。已推廣種植200多萬畝,最高畝產810公斤,使谷子不再是低產作物。累計增產糧食2億公斤,增收5.2億元,收到了良好的社會、經濟、生態效益,為旱作農業發展、種植業結構調整提供了新的戰略選項,為農業增產增收做出了一定貢獻。

          一、雜交谷子研究概況

          (一)研究概況

          谷子育種從1940年起一直是張家口市農業科學院的主要工作。1940年—1968年主要從事常規谷子育種,從1969年開始,谷子雜種優勢利用研究受到國家、各省重視,聯合攻關研究單位達30多家,因“質核互作三系”關鍵技術沒解決,大多數單位因困難退出,研究一度陷入困境。在國家、省、市科技部門的支持下,張家口市農科院一直堅持攻關研究,七十年代,研究成功了谷子高度雄性不育兩系法,但存在不育系不育度低、雜交種純度低的問題,利用難度大;八十年代,赤峰市農科所研究成功了谷子顯性核不育三系法,解決了不育系不育度低的問題,但存在恢復源少,選育優勢組合機率低的問題,未能應用于生產。

          九十年代,張家口市農科院創造了具有國際領先水平的“谷子光(溫)敏不育兩系法”,克服了以上兩種途徑的缺點,不育系可繁種、可制種,一系兩用,便于利用,是簡便易行的谷子雜種優勢利用新途徑。解決了谷子雜優利用的關鍵技術,成功培育出“張雜谷1、2、3、5、6、8、9、10號”8個系列品種。雜交谷子的選育成功和應用標志著谷子雜種優勢利用技術走向成熟,是作物雜種優勢利用的又一重大突破,是谷子生產史上的重要里程碑。被媒體譽為“南有雜交稻、北有雜交谷”。

          (二)取得的成果

          雜交谷研究推廣應用,形成了光(溫)敏兩系育種技術、穿梭育種技術、繁制種技術和高產配套栽培四大技術體系。解決了雜交選育應用的關鍵技術,提高了育種效率和品種適應性。通過技術創新,不育系繁種產量每畝達50公斤,雜交制種產量達到每畝150公斤,為實現谷子產業化提供技術保障。在雜交谷子研發過程中獲得科技成果17項,“張雜谷3、5、8號”分別申請了農作物新品種保護。一批成果具有國際領先水平,形成了適應于水旱地、春夏播、早中晚熟配套技術體系,為我國谷子產業化發展提供了可靠的品種保證和技術支撐。其中國際領先的科技成果為:

          1.谷子“綜合動態基因庫”育種法。該方法以谷子不育系作為中間載體,利用多個谷子資源田間自然雜交,從后代中選擇表現良好的品系加以純化固定。選育成功了“冀張谷1號、冀張谷2號、冀張谷3號、冀張谷4號、冀張谷5號、壩谷214”等多個品種。

          2.谷子光(溫)敏感型雄性不育系“821”選育。選育成功世界上第一個谷子光(溫)敏感型雄性不育系“821”。

          3.谷子光(溫)敏核不育性轉換機理研究。通過不同地源谷子品種雜交,可以實現谷子光(溫)敏核不育和可育之間的轉換。

          4.創造谷子光(溫)敏不育技術與規律。闡明了創造谷子光(溫)敏不育系的技術與規律。

          5.光(溫)敏兩系抗除草劑雜交谷子“張雜谷2號”選育應用。首次應用谷子抗除草劑基因選育出抗除草劑雜交種“張雜谷2號”,首次解決了谷子雜交種中假雜交種和雜草去除的難題。

          二、雜交谷子品種特點

          雜交谷高產穩產,品質優良。谷子雜交種比常規種增產30%以上,畝增產100公斤以上,畝增收超過200元。旱地多年平均產量達到400公斤。雜交谷子高抗白發病、黑穗病,適應范圍廣,產量年度間、地區間變化小,穩產性好。運用配套栽培技術,在高水肥條件下,2007年張家口市下花園區武家莊村種植的1.15畝“張雜谷5號”畝產達到810公斤,創谷子產量紀錄。雜交谷子解決了高產與優質的矛盾。小米色澤黃亮,米型整齊一致,口感好,香味濃。“張雜谷1、2、3、5號”被粟類作物協會評為優質米。

          雜交谷節水抗旱,生態效益顯著。谷子是傳統的節水抗旱作物,單位水量的干物質生產量要遠遠高于玉米、小麥、水稻等作物。雜交谷子的根系總量是常規谷子的1.2—1.5倍,抗旱性比常規谷子更強。“張雜谷”系列品種在我國北方大部分地區可以不依靠人工灌溉而良好生長。2009年我國北方遭受嚴重干旱,降水只有常年的1/3,旱地玉米幾乎絕收,而雜交谷子仍有300—500斤的畝產量。水資源的匱乏和日益嚴重的頻發干旱對農業生產構成威脅,影響到水資源的可持續利用和糧食安全,而高產、節水雜交谷子的大面積種植可有效緩解這一狀況。種植一畝谷子比玉米至少節水100立方米水,每推廣種植100萬畝雜交谷子,每年將節水1億立方米,相當于一個大型水庫的庫容量,生態效益顯著。

          雜交谷栽培簡化,省工省力、利于推廣。用谷子抗除草劑基因選育出抗除草雜交種,經噴施特定的除草劑可實現除草、間苗雙重效果,節省用工,易于規模化生產。雜交谷子適應性強,對土壤要求不很嚴格,在各類土壤中均可種植,以砂壤土最佳。張家口市農科院已培育出適應早中晚、春夏播、水旱地等多個品種,形成了多元化的品種格局,適宜在谷子夏播區及春播≥10℃積溫2500℃—3300℃之間的地區種植。

          三、發展雜交谷子的重要性

          (一)是落實國家糧食產業政策的需要

          《全國糧食生產發展規劃(2006—2020)》中提出“加大良種良法為主體的科技投入,加快主導品種主推技術的推廣應用”,“積極發展玉米、大豆、薯類及雜糧生產,促進飼料和工業用糧的穩步增長”。“雜交谷子”品種,畝產比常規谷子增產30%以上,在一些不適宜種植小麥、玉米的貧瘠旱地上增產幅度更高,最高達到2 倍。中國旱地總面積約7580萬公頃,占全國農田面積的73.7%,旱地集中分布的黃河流域及其以北地區又占全國旱地總面積的80%左右,雜交谷子適宜在這些地區種植。種植谷子的地塊一般較瘠薄,種植其他作物產量很低,而種植雜交谷子可以高產穩產,近幾年雜交谷子在各地種植數據表明,在貧瘠的旱薄地上雜交谷子可以穩產400公斤/畝,是對我國糧食安全的有力補充。

          (二)是調整農業產業結構、提高農民收入的需要

          谷子種植面積由建國初期的1.5億畝減少到目前2000萬畝,種植面積和產量降低到歷史最低水平。而隨著人們膳食結構的調整,小米逐漸走上百姓餐桌,市場價格看好,目前的小米市場價格超過每市斤3元,谷子價格超過1.8元,谷子市場供不應求。種植雜交谷子比常規谷子、旱地玉米畝增收超過260元,為旱作農業發展、種植業結構調整提供了新的戰略選項。

          (三)是發展旱作節水農業、提高水資源利用的需要

          我國是最大的貧水國,人均水資源僅為世界平均水平的1/4,每畝耕地占有水資源為世界平均水平的3/4。谷子每生產1公斤干物質需水270公斤,玉米和小麥則分別需要370公斤和510公斤水。比玉米、小麥可節約灌溉用水2—3次,平均每畝節水超過100立方米。每推廣種植100萬畝雜交谷子,比種植玉米節約用水1億多立方米,相當于建一座大型水庫,這將在水資源利用和農業可持續發展方面產生不可估量的作用。我國是一個水資源匱乏的國家,種植雜交谷子不需要增加水資源投入,就能實現糧食增產。因此,發展雜交谷對我國水資源利用和農業可持續發展意義重大。

          (四)有助于我國糧食安全

          谷子是我國的傳統作物,解放初的谷子面積1.5億畝,現在只剩2000萬畝。如能推廣雜交谷子1億畝,每畝最少增產200斤,可增產200億斤糧食,占全國增“千億斤糧食計劃”的20%。

          (五)為世界糧食安全做貢獻

          在商務部和農業部的支持下,雜交谷子在埃塞俄比亞試種成功,比當地主栽糧食作物苔麩增產2—3倍,該國農業部和當地農民非常歡迎。聯合國糧農組織總干事雅克.迪烏夫于2009年6月專程考察了我國的雜交谷子,決定在全球推廣,為世界糧食安全做貢獻,并希望中國政府成立“國際雜交谷子培訓中心”。目前,糧農組織把塞內加爾、貝寧等9個非洲國家作為推廣雜交谷子的試點,將來在非洲大面積推廣雜交谷子,這是中國政府對非洲人民的又一項重大科技支持。

          四、雜交谷子的社會反響

          雜交谷子研究在國家省市各界科技部門的長期支持下,共取得成果17項,其中5項居國際領先水平,培育的“張雜谷1、2、3、5、6、8、9、10號”8個系列品種在生產中成功地應用取得了顯著的效益,得到了社會各界的廣泛認同。

          (一)專家肯定。雜交谷子的研究成功,引起了國內外專家學者的高度關注,對谷子雜交優勢利用取得的成績表示出極大興趣,為雜交谷子事業發展紛紛建言獻策。聯合國糧農組織作物與保護司司長庫內曼先生視察雜交谷子時說:“你們培育的超級雜交谷子,是一項偉大的創新”。中國科學院院士楊煥明在2008年8月9日考察雜交谷子后講到:“這是我在18小時內受到的第二次震撼,第一次是北京奧運會開幕式,第二次就是今天看到的雜交谷子”。袁隆平先生在看到雜交谷子和常規谷子谷穗的對比后非常高興,欣然題詞“祝賀兩系法雜交谷子研究成功”。中國工程院院士董玉琛看到雜交谷子后說“雜交谷子的育成為谷子的高產找到了一條好途徑,應該說是一個好成果”,并題詞“雜交谷子的育成和推廣是造福于民的重大成果”,提出了加強雜交谷子轉化研究,延長產業鏈的建議。中國工程院院士范云六說:“雜交谷子使我驚訝,真是百聞不如一見,這是一項為河北爭光,為國家爭光的重要成果。應該在國內外大力推廣。”中科院北京生命科學院康樂院長則直接把雜交谷子稱為“超級谷子”,他說:“谷子創造了歷史和文明,雜交谷子將開創未來。”

          (二)農民歡迎。雜交谷子在生產上的成功應用,受到了廣大農民群眾的熱烈歡迎。種過雜交谷子的農民都說從來沒見過這么大的谷穗、這么高的產量,親切地稱之為“張雜谷”、“千斤谷”。宣化縣趙川鎮義和莊村宋斌老人自豪地對相關記者說:“你得相信科學。我今年70歲了,從沒見過這么好的谷子!過去的谷子,3畝1000斤就是好收成。這雜交谷子1畝就是1300斤!”河北省臨西縣西來寨村劉廣明說:“趙治海這個人太了不起了,他研究的雜交谷子,俺一畝地能打1200斤,比過去種的品種高出一倍多,米色金黃又好吃,賣的價還高,他真是俺們的大財神,俺們感謝他”。巨鹿縣“趙治海雜交谷子合作社”理事長王彥廷說:“雜交谷子和夏播玉米產量相當,但雜交谷子米質香甜,價格比玉米高一倍,收入翻番。另外玉米正常要澆三次水,而谷子只澆一次,每畝能節水100方”。

          (三)領導支持。雜交谷子在科研與生產上取得的成功,得到了各級領導的高度重視和大力支持。2010年,全國人代會,溫家寶總理認真聽完雜交谷子主研人趙治海代表的發言后,充分肯定了農業科技專家在雜交谷子培育方面作出的貢獻:“我想你提出的要求是合理的,一定通過各種方式使中國的雜交谷子發展起來,而且越發展越好,謝謝你!”2007年12月10日省委書記張云川到張家口市農科院調研,稱贊“雜交谷子是對人類的貢獻”。河北省副省長張和批示:此事是大好事,在北方干旱地區谷子若能產千斤,實屬奇跡;他還說:雜交谷子是北方干旱貧瘠地區的好作物,是旱地農業的希望,是貧困農民的福音。2008年9月3日聯合國秘書長辦公室高級顧問Fred Dubee在參觀考察雜交谷子后說道“今天我看到了那么大的谷穗,那么自豪的農民,種出了那么好的作物”,并表示“愿意將雜交谷子向全世界宣傳推廣”。

          術語解釋

          光(溫)敏兩系育種技術

          在雜交谷子光(溫)敏兩系育種技術研究成功之前,經歷了“質核互作三系法”和“高度雄性不育兩系法”,但因關鍵技術沒有解決而未能在生產中應用。“質核互作三系法”中的“三系”指不育系、恢復系、保持系,該方法中不育性受顯性基因控制,存在恢復源少,選育優勢組合機率低的問題,未能在生產中應用。“高度雄性不育兩系法”,采用高度雄性不育系和恢復系生產雜交種,雖解決了“質核互作三系法”中恢復源少,選育優勢組合機率低的問題,但存在不育系不育度低、雜交種純度低的問題,利用難度大,也未能在生產中應用。“谷子光(溫)敏不育兩系法”,由光(溫)敏雄性不育系和恢復系生產雜交種,不育系在一定的光(溫)條件下為可育或不育,既可繁種也可制種,一系兩用,便于利用,同時引入抗除草劑基因,解決了雜交種中假雜交種的問題,克服了以上兩種方法的缺點,是簡便易行的谷子雜種優勢利用新途徑。

          抗除草劑基因

          谷子光(溫)敏兩系雜交種在生產制種中受到環境條件的影響,會出現一些假雜交種,假雜交種的去除一直是谷子雜交種應用上的一個難題。雜交谷子的抗除草劑基因來源于青狗尾草,是顯性基因,將此基因雜交轉育到恢復系中,生產的雜交種具有抗除草劑特性,而假雜交種不具有抗除草劑特性,應用此方法可以去除雜交種中的假雜交種。

          摘自:科技日報

          標簽:雜交谷子、雜交谷子品種特點、雜交谷子研究、雜交谷子選育
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