一塊幾百平方米的玉米地里,秸稈上半部分被砍掉,剝開的玉米穗露出金黃玉米粒,一排排矗立在秸稈上,等待人們的檢閱。
10月14日,山東樂陵塚上村,種糧大戶閆樂義的120畝地里,一個名為“中玉303”的新品種,在當天的實收測產(chǎn)中,測得畝產(chǎn)為1077.54公斤,超過了1噸。
這不是一個驚人的數(shù)字,和屢屢刷新的高產(chǎn)紀錄還有很大的差距,但育種團隊的負責人王天宇覺得,這個在黃淮海偏鹽堿旱地上獲得的收成,可能更有代表性和意義。
10月14日,山東樂陵,中國農(nóng)科院作科所舉行綠色高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米品種與種植技術(shù)推廣應(yīng)用現(xiàn)場觀摩活動。新京報記者 王穎 攝
中低產(chǎn)田上的秋收
樂陵位于山東西北部,黃河沖擊平原上,境內(nèi)耕地以潮土、鹽堿土為主,是黃淮海平原上典型的中低產(chǎn)田地區(qū)。
閆樂義種著300多畝地,每年兩季,冬小麥和玉米輪作,他告訴記者,目前,每年兩季的糧食產(chǎn)量,基本上都能夠過1噸,“以前沒有這樣的收成,玉米產(chǎn)量少的時候,畝產(chǎn)只有100多公斤?!?/p>
樂陵市是產(chǎn)糧大縣,但在數(shù)十年前,這里并不以糧食知名,樂陵最知名的產(chǎn)物,是棉花和金絲小棗。
“棉花是鹽堿地改良的先鋒作物,棗樹耐旱、耐鹽堿,樂陵盛產(chǎn)這兩種作物,其實也說明,這里的耕地條件并不好?!蓖跆煊钫f。
過去數(shù)十年中,隨著農(nóng)業(yè)科技的進步,樂陵的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也在不斷變化,傳統(tǒng)的旱地作物,被玉米、小麥等替代,在閆樂義的300多畝地中,種植著許多不同的品種,最多的時候,他一年要種上百個品種,就是想找到一個最合適這里的品種。
今年是閆樂義種植中玉303的第三年,這是一種耐密性很好的品種,可以通過適當增加密度來增加產(chǎn)量,閆樂義的120畝試驗田中,每畝種植數(shù)量5500-5700株,這比大部分常規(guī)玉米的密度更高,和同類品種相比,提高了1000株左右。
“常規(guī)玉米種植中,密度過高會帶來很多問題,易倒伏、病蟲害高發(fā)、營養(yǎng)不足等?!遍Z樂義說,“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中,密度是增產(chǎn)的重要基礎(chǔ),密度高了,產(chǎn)量也就上去了,但并不是所有的品種都適合密植,耐密性,是一個關(guān)鍵的性能?!?/p>
中玉303耐密植,性狀穩(wěn)定一致,具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性。新京報記者 王穎 攝
適合才能讓高產(chǎn)穩(wěn)定
近年來,隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷提升,糧食單產(chǎn)也在快速提高,高產(chǎn)紀錄屢屢被刷新。但對樂陵的種植戶們來說,要實現(xiàn)高產(chǎn)并不容易。
在閆樂義的300多畝地中,今年曾測試過pH值,大約在8左右,這意味著土地偏堿,并不是最適合農(nóng)作物生長的環(huán)境。
其實,這也是我國大部分耕地的普遍現(xiàn)狀,最適合農(nóng)作物生長的耕地只占少數(shù)。2019年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部依據(jù)《耕地質(zhì)量等級》《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評價辦法》,組織完成全國耕地等級調(diào)查評價工作,將全國20.23億畝土地,從高到低劃分為10個等級,1等最好,10等最差,而調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,我國耕地中,屬于中低產(chǎn)田占50%以上。
曾有專家評述,我國眾多高產(chǎn)作物品種,大多是在水肥等條件充足的耕地上實現(xiàn)的高產(chǎn),而在相對貧瘠的耕地上,高產(chǎn)并不容易。
在黃淮海地區(qū),不只是耕地,還有高發(fā)的莖腐病、斑病、高溫伏旱等生物與非生物逆境,嚴重困擾著玉米生產(chǎn)的發(fā)展。
“更重要的是,由于小麥和玉米連作,實現(xiàn)一年兩季糧食生產(chǎn),給玉米留下的生產(chǎn)時間,其實只有100多天?!蓖跆煊钫f,“短短100多天,從1畝地上生產(chǎn)出來1噸糧食,是一個非常難的事情,尤其是占絕大多數(shù)的中低產(chǎn)田,更是如此。事實上,中低產(chǎn)田在追求高產(chǎn)之前,穩(wěn)產(chǎn)可能是更重要的任務(wù),而要穩(wěn)產(chǎn),就需要適應(yīng)性極為廣泛、抗衡逆境能力極高的品種。這樣的品種,更適合中低產(chǎn)田,對糧食產(chǎn)生的保障,也有更加特殊的意義。”
10月14日,王天宇在田間介紹中玉303的生產(chǎn)情況。新京報記者 王穎 攝
漫長的科技攻關(guān)
玉米是我國第一大作物,年播種面積約為6億畝。近年來,隨著肉奶蛋等消費需求及工業(yè)需求的不斷提高,對玉米的需求也在不斷增長。而相對農(nóng)業(yè)發(fā)達的國家,我國玉米單產(chǎn)仍有較大差距。
一項研究顯示,近5年中,全球玉米平均單產(chǎn)為380.3公斤,美國為754.5公斤,歐盟為506公斤,而我國為405.2公斤,高于全球平均,但低于農(nóng)業(yè)發(fā)達國家水平,只有美國的60%左右。
在耕地面積擴大空間越來越小的今天,單產(chǎn)的提高,是玉米產(chǎn)量提高的關(guān)鍵,而在占據(jù)大部分耕地的中低產(chǎn)田上,如何才能提高產(chǎn)量,獲得穩(wěn)定的生產(chǎn)能力?
從事玉米種質(zhì)資源挖掘和利用,王天宇和他的團隊進行了20余年。“我國有很豐富的玉米種質(zhì)資源,很多地方品種都有很好的基因性狀,但我國畢竟不是玉米的原產(chǎn)國,資源的挖掘和利用,需要克服很多困難?!蓖跆煊钫f。
在我國,引進的玉米親本自交系及其衍生系,曾經(jīng)幾乎占據(jù)半壁江山。隨著我國育種科技的發(fā)展,各地育種家育成的自交系及其品種逐漸成為主流,但種質(zhì)資源基礎(chǔ)、特別骨干親本的遺傳基礎(chǔ)卻相對狹窄,這意味著,許多品種都擁有類似的基因和性狀,一旦遭遇風險,可能造成難以預(yù)估的損失。
王天宇和他的團隊,從搜集和鑒定玉米種質(zhì)資源開始。20多年中,他們的工作,使得我國玉米資源庫存數(shù)增加了110%,來自國外的種質(zhì)資源從12%提高到了28%。
眾多的資源在鑒定之后,可以進行再一次創(chuàng)新,通過常規(guī)雜交育種與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合,獲得新的創(chuàng)新種質(zhì),這些資源各自具備不同的特性,如抗旱、抗寒、抗病蟲害等,它們又被育種家們利用,育成了各種新的品種。
“中玉303”是其中的典型。王天宇介紹,該品種對玉米頑疾性病害莖腐病有極高的抗性,而且具有抗旱、耐密、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的特性,尤其是它具有很強的適應(yīng)性,在廣泛中低產(chǎn)田中,都能獲得較好的收成。
10月14日,位于山東樂陵的示范田中,新品種中玉303展示活動現(xiàn)場。新京報記者 王穎 攝
未來仍有新難題
10月14日,閆樂義的地里,上百位來自科研單位和種業(yè)企業(yè)的參觀者,在測產(chǎn)之后,參加了一場品種示范和推廣活動。
一排排密植的玉米,矗立在田野中,一位參觀者說,和千百種類似的玉米不同,中玉303有自己獨特的外觀和特征,“一般人可能分不出來,但種玉米、做玉米育種的人,一眼就能看出來?!?/p>
走進玉米行中,每一株玉米的根部都格外發(fā)達,密布的氣生根,將玉米束縛在地上,“農(nóng)民把這樣的根叫霸王根,非常結(jié)實,可以有效提高玉米的抗倒伏性能,而且在貧瘠的耕地上,這種發(fā)達的根系,可以讓玉米獲得更多的營養(yǎng)?!蓖跆煊罱榻B。
10月14日,山東樂陵,用于測產(chǎn)的玉米。新京報記者 王穎 攝
閆樂義告訴記者,當?shù)厍o腐病高發(fā),而中玉303對莖腐病的抗性很好,幾乎沒有發(fā)生大面積的莖腐病,這讓這塊百畝試驗田,每年都有相對穩(wěn)定的產(chǎn)量,“可能不是最高的,但是最穩(wěn)定的,而且耐密性好,如果想要更高的產(chǎn)量,可以通過適當增加密度的方式增產(chǎn)?!?/p>
但解決了抗莖腐病的問題,還有新的逆境不斷出現(xiàn)?!拔覈衩桩a(chǎn)區(qū)分布范圍非常廣,各個玉米種植區(qū)都有不同的常發(fā)和多發(fā)病種,對品種的要求也不盡相同,持續(xù)增強玉米的抗逆性是個永恒的課題,也是我們玉米科技工作者應(yīng)該努力的方向?!蓖跆煊钫f。
在一片常年處在鹽堿狀態(tài)的耕地上,單季收獲1噸糧食,不僅需要適合當?shù)丨h(huán)境的品種,還需要同樣適合當?shù)氐募夹g(shù)。
“許多難題是之前想象不到的?!蓖跆煊钫f,“比如滴灌技術(shù),可以實現(xiàn)水肥一體,極大地節(jié)省水資源,減少肥料用量,提高水肥利用效率,但在鹽堿地上,可能需要深埋滴灌技術(shù),這樣不至于把鹽堿帶上來,這就需要努力開發(fā)更加適合的技術(shù)?!?/p>