果然有種·非凡南繁 | 大豆育種領(lǐng)跑者張孟臣:我是“大豆代言人”

  編者按

  黨的二十大報告提出“加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國”“要全方位夯實(shí)糧食安全根基,牢牢守住十八億畝耕地紅線,確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中”,展示了打造農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的信心與決心,為中國式農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化指明了方向。

  20世紀(jì)50年代末以來,先后有60多萬人次南繁科研工作者從全國各地不約而同來到海南,利用海南優(yōu)越條件和豐富熱帶種質(zhì)資源,開展作物種子繁育、制種、加代等科研活動。他們,用青春、智慧、汗水繁育出一批批優(yōu)良種子。據(jù)統(tǒng)計,新中國成立以來有近3萬個主要農(nóng)作物新品種,70%以上經(jīng)歷了南繁加代和選育,覆蓋物種達(dá)40多種。南繁不僅托起中國飯碗的堅實(shí)底座,還在精神高地上立起豐碑。

  為展現(xiàn)一代代南繁人薪火相傳,持續(xù)接力托舉中國飯碗的非凡歷程,海南省融媒體中心(新海南客戶端、南海網(wǎng)、南國都市報)推出“果然有種·非凡南繁”系列報道。敬請關(guān)注。

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  1月14日,北方小年,吃完餃子,大豆育種專家張孟臣來到河北省農(nóng)科院三亞南繁育種基地,彎腰用拐杖撥開大豆葉子,查看長勢。“非常抱歉,13年前患了雙側(cè)股骨頭壞死后,每次下地查看大豆,我只能這樣觀察。”張孟臣說。

  為解決大豆種源“卡脖子”問題,今年張孟臣再來海南赴育種之約。“這就是冀豆17,在上個月的2022年度河北省科學(xué)技術(shù)行業(yè)評審中,高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適大豆‘冀豆17號’選育及應(yīng)用上榜。”張孟臣說,“成果取決于你到農(nóng)田的距離遠(yuǎn)近。”

  潛心40多年鉆研大豆育種的張孟臣,育成大豆品種20多個,推廣1億多畝,不斷突破選育高產(chǎn)量大豆……農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海大豆生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗室主任張孟臣被稱為大豆育種的領(lǐng)跑者。“我要做大豆的代言人,充分利用南繁優(yōu)勢,選育出更穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),引領(lǐng)世界大豆行業(yè)發(fā)展的品種。”

  新海南客戶端、南海網(wǎng)、南國都市報 記者 利聲富

  看到大豆種源被“卡脖子”他憂心忡忡

  談起大豆,張孟臣介紹了令他高興的一件事。

  2022年,我國大豆進(jìn)口量9108.1萬噸,同比下降5.6%。但大豆仍然是占比最大的糧食進(jìn)口品種,占2022年糧食進(jìn)口量的62%。

  相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,近年來,中國進(jìn)口大豆在1億噸上下徘徊。

  看著最早起源于我國的大豆,如今每年的自給率不足20%,張孟臣憂心忡忡。

  事實(shí)上,在上千年的種植歷史中,我國一度是國際上最重要的大豆生產(chǎn)和出口國之一。

  張孟臣接受新海南客戶端、南海網(wǎng)、南國都市報記者采訪。記者 沙曉峰 攝

  為什么會這樣?

  “歸根結(jié)底,是我們種子被‘卡脖子’,在產(chǎn)量和品質(zhì)上與歐美國家差距不小。”張孟臣說,我國大豆平均畝產(chǎn)只有國外的三分之二左右。

  讓張孟臣高興的是,近兩年,我國也在持續(xù)發(fā)力大豆產(chǎn)業(yè)。2022年中央一號文件提出:要大力實(shí)施大豆和油料產(chǎn)能提升工程。中央農(nóng)村工作會議也強(qiáng)調(diào),要全力抓好糧食生產(chǎn)和重要農(nóng)產(chǎn)品供給,穩(wěn)定糧食面積,大力擴(kuò)大大豆和油料生產(chǎn),爭取大豆油料自給率得到較大提高。

  “這也是我這么多年,盡管身體不是很好,但仍然堅守在大豆育種第一線的原因和動力。”張孟臣說。

  大豆是國內(nèi)外最大的植物蛋白來源,目前,國產(chǎn)大豆不能完全滿足國內(nèi)需求,80%以上需要依賴進(jìn)口。據(jù)測算,按照目前的大豆產(chǎn)量,我國需要種植8億至9億畝大豆才能滿足市場需求。但耕地資源總量有限,不可能無限擴(kuò)種大豆。

  因此,通過科技創(chuàng)新培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)大豆品種,是張孟臣和科研團(tuán)隊一直追尋的科研目標(biāo)。

  歷經(jīng)15載育出全國推廣面積最大的高蛋白品種

  在40余年大豆育種生涯中,為育成早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)新品種,提升大豆產(chǎn)量和品質(zhì),張孟臣提出“主莖型大群體”育種路線,終于突破大豆產(chǎn)量與早熟、優(yōu)質(zhì)結(jié)合的改良難題。他育成了以“冀豆7號”為代表的早熟高產(chǎn)夏大豆品種,改變了一年兩熟制夏大豆低產(chǎn)歷史,產(chǎn)量大幅提高。

  “雖然產(chǎn)量超過全國平均水平,但每畝單產(chǎn)一直在120公斤左右徘徊,如果不提高畝產(chǎn)量,我國大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展還一樣受限。”張孟臣對其團(tuán)隊科研人員說。

  張孟臣(右)在查看大豆的長勢。記者 沙曉峰 攝

  1月來三亞前,張孟臣接到另外一個好消息是,他們選育的“冀豆12號”種子,從河北運(yùn)到湖北,在廣袤的江漢平原上茁壯成長。

  “當(dāng)經(jīng)銷商告訴我,‘冀豆12號’種子在當(dāng)?shù)毓┎粦?yīng)求,許多種植戶對種子很放心,我心里甚感欣慰。”張孟臣指著一排大豆說。

  認(rèn)清我國大豆的現(xiàn)實(shí)后,張孟臣開始高蛋白大豆選育。

  河北一年只能種植一茬大豆,為開展數(shù)代試驗選育,縮短育種年限,到海南進(jìn)行南繁加代勢在必行。

  張孟臣在南北奔波中,經(jīng)過六七代的試驗,再經(jīng)過初級、高級產(chǎn)量試驗和區(qū)域試驗,2001年,培育了15年的“冀豆12號”迎來國家審定。

  經(jīng)審定,最高畝產(chǎn)量達(dá)321.5公斤,蛋白質(zhì)含量達(dá)46.48%,均超過我國超高產(chǎn)300公斤/畝和高蛋白45%兩項大豆育種攻關(guān)指標(biāo)。

  “冀豆12號”是全國首個跨春、夏生態(tài)區(qū)審定推廣的高蛋白大豆品種,為后續(xù)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)大豆培育開路。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計,“十二五”來,“冀豆12號”一直是全國推廣面積最大的高蛋白品種。

  解決大豆蛋白質(zhì)與產(chǎn)量等性狀負(fù)相關(guān)問題

  “雖然試驗種植的大豆選育出高產(chǎn)、優(yōu)勢大豆,但大豆對環(huán)境反應(yīng)極其敏感,產(chǎn)量與品質(zhì)等性狀還會呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)。”張孟臣說。

  通過改良和培育,他們培育的大豆產(chǎn)量提高了,但蛋白質(zhì)含量或含油量卻隨之降低。這讓張孟臣很苦惱。

  大豆適應(yīng)性差,張孟臣培育出多個親本組合,同時在不同地點(diǎn)播種,在各地均有較好生長表現(xiàn)的種子進(jìn)入下一輪篩選。人工雜交效率低,張孟臣帶領(lǐng)團(tuán)隊與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作,利用雄性不育基因?qū)崿F(xiàn)自然雜交,將上千份種質(zhì)資源聚到一起,通過選擇技術(shù)創(chuàng)新,解決大豆育種遺傳基礎(chǔ)狹窄的問題。最終,大豆蛋白質(zhì)與產(chǎn)量等性狀負(fù)相關(guān)問題得到解決。

  日前,在河北省農(nóng)林科學(xué)院“大豆現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊”新培育冀豆系列品種植中,張孟臣團(tuán)隊育成的“冀豆17號”等大豆新品種,經(jīng)兩次田間測產(chǎn),平均畝產(chǎn)量均在300公斤以上。“此次大豆新品種為解決河北省及黃淮海地區(qū)適栽品種缺乏問題奠定了基礎(chǔ),提升了我國大豆科學(xué)研究在世界上的學(xué)術(shù)地位。”張孟臣說。

  為解決豆腥味問題,張孟臣團(tuán)隊將“冀豆12號”育成國內(nèi)外首個脂氧酶全缺失、高蛋白無腥大豆品種“五星4號”。

  為解決大豆育種重復(fù)雜交困難與遺傳基礎(chǔ)狹窄的世界性難題,張孟臣利用大豆MS雄性核不育基因,創(chuàng)建了動態(tài)種質(zhì)基因庫基礎(chǔ)群體及其輪回選擇技術(shù)。通過多次導(dǎo)入,建立了以“冀豆12號”為主遺傳背景的高蛋白大豆多基因聚合選擇群體。并通過多回南繁加代等,育成了蛋白質(zhì)含量高達(dá)48.72%、區(qū)域試驗增產(chǎn)17.22%的“冀豆1258”等多個高蛋白品種。

  成果取決于育種專家到農(nóng)田的距離遠(yuǎn)近

  40余年,不僅創(chuàng)造我國大豆一個個紀(jì)錄,也解決了不少世界大豆育種難題,怎么做到呢?

  張孟臣回答:“成果取決你到農(nóng)田的距離遠(yuǎn)近。”

  41年前,剛到三亞進(jìn)行大豆南繁加代時,種地、除草、施肥,收獲、脫粒、晾曬等樣樣要自己動手。

  白天,下田看大豆實(shí)驗材料生長情況;晚上,回來分析總結(jié)資料。

  2010年,張孟臣檢查出雙側(cè)股骨頭壞死,如果走路太多腿就會疼。他就拄著拐杖下田。“拐杖還能撥拉豆莢,看它的生長情況。”

  2022年南繁季,張孟臣選育的大豆采收時,突然三亞出現(xiàn)大風(fēng)大雨天氣。當(dāng)時,育種基地里就他一個人在。張孟臣拄著拐杖,拿起鐮刀一拐一拐小跑沖進(jìn)地里。

  風(fēng)雨中,張孟臣的身影顯得尤為孤單。他干脆把拐杖扔在一旁,“再痛也要忍住。”

  “張老師,我們來幫你收吧。”風(fēng)雨中,兩個福建來三亞搞科研的學(xué)生與張孟臣一起冒雨采收大豆。

  每年冬季,三亞氣溫依然很高,張孟臣仍堅持到田間地頭。一次,由于在大豆試驗地里蹲太久,張孟臣起身時眼前一黑,暈倒在田里。過了一會兒,他清醒后自己爬了起來。

  目前,我國大豆不僅總產(chǎn)量低,種出來的大豆品質(zhì)也與歐美國家有不小的差距。

  “在大豆南繁育種的路上,盡快選育出在全國推廣種植畝產(chǎn)量達(dá)250—300公斤的大豆,才能解決我國大豆短板問題。同時,要選育出畝產(chǎn)量達(dá)400公斤的優(yōu)質(zhì)大豆,引領(lǐng)世界大豆行業(yè)發(fā)展。”望著試驗田里綠油油的大豆,張孟臣說。

  總監(jiān)制 羅建力

  總策劃 紀(jì)燕玲

  執(zhí)行策劃 孫學(xué)新

  記者 利聲富

  攝影 沙曉峰

  攝像 馬子濤

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