河北经济日报记者 吴苗苗 李佳琦 李元华 通讯员 张京慧
“大豆原产于中国,过去几十年里,国内大豆需求量逐渐增加,然而,国产大豆不能完全满足国内需求,超过80%需要进口。”11月15日,省农林科学院粮油作物研究所大豆中心研究员史晓蕾早早来到实验室里,忙着汇总刚收获的大豆育种材料的品质、产量等性状检测数据。
史晓蕾对记者说,我国耕地资源有限,难以扩大大豆种植面积,而我国大豆平均单产水平远低于世界平均单产水平,还不到美国、巴西单产的60%。科技创新不足是我国大豆生产落后于美洲大豆主产国的重要原因。
2011年,博士毕业后的史晓蕾进入大豆中心工作,至今已经和大豆打了十几年的交道,作为新一代农业科研工作者,如何挖掘大豆增产潜力,提高我国大豆产量是她长久以来的心头大事。
史晓蕾介绍冀豆系列大豆品种。河北经济日报记者 李佳琦 摄
“提高大豆产量有两种方法,一是培育高产品种,二是提高单位面积内大豆产量。”史晓蕾指着大豆中心展厅内摆放着的“冀豆”系列大豆标本说,经过我们大豆中心几代科学家的努力,已经培育出冀豆12、冀豆17、冀豆21、冀豆24等一批通过国家审定的高产、优质、广适的大豆品种,冀豆17连续多年被农业农村部和河北省列为主导品种,“冀豆”系列品种成为推动黄淮海地区大豆增产的“主力”。
“那怎么提高单位面积内大豆产量呢?”记者追问。
“两个字——密植。”史晓蕾回答。
“这个我知道,在同样的土地上,播种的更多,收获也就更多。”
听了记者的话,史晓蕾笑着说,密植可没有想象中简单。增加作物的种植密度,会使作物生长过程中茎叶互相遮挡,影响光照,不仅落花落荚,尤其是造成徒长,茎秆细弱易倒伏,产量不增反降。
史晓蕾查看丰收的大豆。河北经济日报记者 吴苗苗 摄
关于开展耐密性的研究,史晓蕾说是机缘巧合。几年前,在一个连续阴雨天过后,她和同事像往常一样到试验田记录大豆苗的株型特征和关键性状,却发现原本株型较高的冀豆17的豆苗,比株型较矮的冀豆12的豆苗矮了一截。史晓蕾和同事讨论后大胆设想,会不会是阴雨天的弱光条件造成了这种差异,史晓蕾在温室内模拟了阴雨天的弱光条件。
“我们惊喜地发现,在弱光照的条件下,冀豆17节间距增加的长度比冀豆12短,证实了冀豆17具有更好耐荫性的特性。”这一发现让史晓蕾和同事们兴奋不已。随后,他们开始了大豆耐密性的研究,筛选适宜密植的品种,挖掘耐密性相关的基因。
史晓蕾在温室查看豆苗长势。河北经济日报记者 李佳琦 摄
“美国大豆种植密度在每亩2万株以上,而我们黄淮海地区大豆种植密度约1.5万株,这里面既是种植模式的差异,也是品种的差异。”史晓蕾继续说,因此进一步提高大豆品种的耐密性、耐荫抗倒性是实现密植提高单产的关键。
近年来,史晓蕾与团队成员踏上大豆增密种植探寻之旅,奔走于大豆试验田与实验室之间。
“‘十四五’期间,我主持了国家自然科学基金面上项目“大豆避荫反应主效位点SAR1候选基因克隆与功能研究”,并参加了国家重点研发项目,课题的研究内容就是‘黄淮夏大豆高产耐密大豆新种质的创制与应用’,在河北、河南、山东等全国13个地区开展大豆耐密鉴定试验。”史晓蕾开玩笑说,大豆也需要“内卷”,从播种、出苗,到结荚、收获,大豆试验田里每一天都在“卷”,争水、争肥、争光,各个品种之间“卷”起来,淘汰掉“躺平”的品种,找到那株又高产又多抗的真正“卷王”。
耐密种质多点鉴定试验田。河北经济日报记者 李佳琦 摄
“为创造新的大豆材料,每年我们会制定育种目标,做300多个杂交组合。这100多亩选种田里就有上千个小区,上万个株行,从种到收,我们需要一行行观察,一株株筛选,经过层层选拔,最终能选出四五十个优秀品系已经很幸运了。”史晓蕾说。
史晓蕾介绍传统育种工作就像“拆盲盒”,需要不断地筛选、组合,周期漫长,充满偶然性,但现在通过分子标记辅助选择、基因编辑等新技术,科研人员就可以精准筛选育种材料是否具备想要的性状,育种创新变成了一种相对可控、可预期的过程,大大提高了育种效率。比如我们现在通过基因编辑的方法编辑一个调控大豆节间距的基因,可以缩短大豆的节间距,降低大豆株高,提高品种的耐密抗倒性。
史晓蕾查看田间大豆长势。河北经济日报记者 李佳琦 摄
“现在,我们已经找到了冀豆17的耐密位点并开发了分子标记。”史晓蕾介绍,经过近几年的努力,他们对搜集到的黄淮海地区200多份大豆品种进行了耐荫性、耐密性等实验,初步筛选出了一些适合黄淮地区种植的耐密品种,这些优异的耐密品种可以作为亲本材料,为今后黄淮地区高产耐密新品种的培育奠定基础。
据了解,今年黄淮地区大豆花期低温多雨,不良气候条件给大豆生产带来影响。“我们团队在基地和种植户家调研走访时,得知今年个别地块的大豆产量较去年有所降低,这也让我感受到肩上沉甸甸的责任。”史晓蕾说,接下来,我们必须要加快高产优质、耐密抗倒、耐盐碱等大豆新品种的研究步伐,同时,要采用良种良法配套助力大豆大面积单产提升,实现我国提升大豆产量任务目标的弯道超车。