鄭有川,胡培松,程式華
(中國水稻研究所,浙江 杭州 310006)
浙江省水稻產業科技發展形勢與對策
鄭有川,胡培松,程式華
(中國水稻研究所,浙江 杭州 310006)
水稻是浙江省最重要的糧食作物,發展水稻產業是實現農業增效、農民增收的重要渠道之一,浙江省歷來重視水稻科研工作。在分析浙江省雜交水稻種業現狀基礎上,總結水稻科研進展和科技成果運用推廣等方面所做工作及取得的成效,并就當前水稻種業科研工作存在的主要問題和原因,提出下一步加強水稻種業科技創新的對策建議。
水稻產業;科技發展;浙江
民以食為天,食以稻為先,稻米是浙江人民賴以生存的主食。水稻作為浙江省第1大糧食作物,約占糧食總量的82%左右,其戰略地位不容忽視。為保障浙江省的糧食安全,要穩定提高糧食生產水平,確保80億kg的年生產能力,水稻生產肩負重任。雜交水稻是我國具有自主知識產權重大科技成果,目前,中國每年雜交水稻用種量約2.5億kg,產值約70億元,而世界雜交稻種子產值近300億元,市場潛力巨大。因此,當前水稻產業不僅負有確保全省糧食安全的重任,并肩負實現種糧增效、稻農增收和全面推進建設小康社會的重大使命。
一直以來,浙江省十分重視水稻新品種選育研究與產業化開發。“八五”、“九五”期間開始實施“8812”計劃 (水稻秈粳亞種間雜種優勢利用)、“9410”計劃 (優質專用早秈稻育種),在此基礎上,2004年實施“0406”計劃 (水稻新品種選育及中試)。在各類重大專項支持下,浙江省在超級雜交稻和優質專用早稻研究方面,與國內同行相比具有競爭優勢。已選育出一批具競爭力的水稻優良品種,全省良種覆蓋率已達85%左右,不但滿足了全省生產的需求,而且有部分品種在省外廣泛種植。種子行業是有巨大發展潛力的產業,隨著全球經濟一體化程度加快,種業發展遇上千載難逢機會。
目前,中國每年雜交稻用種量在2.5億kg左右,以25~30元·kg-1計算,市場份額為60億 ~75億元。世界每年水稻種植面積1.5億hm2,而中國以外的地區雜交水稻的種植面積近300萬hm2。如果世界種植0.67億hm2雜交水稻,世界雜交水稻市場份額250億~300億元,市場巨大。盡管近年來,種業跨國公司開始著力布局雜交稻市場,并占領了除中國外的主要市場,但與其他作物相比,雜交水稻育種材料的突破和育種技術的不斷創新,我國雜交水稻研究依然居領先地位,特別是近年兩系雜交水稻、超級雜交水稻研究突破性進展為種業發展奠定扎實技術基礎。從全球前10大種子公司近年業務情況 (表1)明顯看出,除了進入種業相對較晚的BayerCrop Science以雜交水稻為主業外,其他公司雜交水稻技術基礎相對薄弱。
浙江省水稻產業蘊藏著巨大商機,同時面臨巨大的挑戰。近年來,浙江省水稻育種技術取得了許多突破性進展,但在研究的深度和廣度,特別是分子生物學技術在育種中的應用及其取得的成就與發達國家相比還有不少差距。生物技術與常規育種技術還缺乏有機的結合。特別是種子產業化水平低,缺少具有國際競爭力的種業企業 (集團)。新品種選育和產業化相關的科研、生產、銷售體系脫節已嚴重制約浙江省種業發展。當今國際現代種業集團不僅具有強大的市場拓展能力,而且具有強大的科技創新能力,形成從種質發掘→材料創新→新品種選育→種子擴繁到銷售推廣,環環相連、環環緊扣的研發體系。目前我國以水稻種業為核心的上市企業有5家,主要是國有企業。種業企業普遍存在經營規模小,管理上具有明顯的地域分割和封閉性,機制缺乏靈活性的問題。這些弊端使種業公司在經濟和觀念上都無力承受種子產業化戰略,在跨地區的整合力和市場競爭力方面受到很大限制。目前已經有70多家外資種子公司在我國注冊,以其技術、資金、管理方面的強大優勢,通過本土化戰略和人力資源爭奪,迅速搶占我國市場,已對國內種業造成了較大的威脅。由國內企業登海種業和國際企業先鋒種業合作的“登海先鋒”于2002年底成立,經過生產和銷售布局,已于2007年步入黃金成長期。登海先鋒2008年實現銷售收入2.35億元,凈利潤1.2億元,其中僅一個新品種先玉335銷量在2008年就突破1萬t,成為登海先鋒的主要盈利來源。

表1 全球前10位大種子公司近年的業務情況
近年來,浙江省水稻科研工作以省“9410”計劃為紐帶,以省水稻產業科技創新服務平臺為依托,緊緊圍繞著糧食安全和種子種苗工程,開展科技創新。浙江省水稻科研取得了重大的成就,多項研究成果居國內領先或達到國際先進水平;多項研究技術取得重大突破;研究成果大面積應用于生產,產生了巨大的經濟和社會效益,為糧食安全、水稻種業發展、實現農業增效和農民增收作出了重大貢獻。
經過全省水稻科技人員的共同努力,浙江省水稻育種水平顯著提升,年審定品種數10多個。農業部自2005年開始組織專家認定超級稻,迄今認定了81個超級稻品種,其中浙江省占10個,品種數為全國各省之最。選育的超級稻受到國內外廣泛關注,如協優9308為我國首個獲得國家科技進步獎的超級雜交稻品種;國稻6號2006年入選科技部、財政部“國家 ‘十五’重大成就展”、農業部第3屆和第4屆“中國國際農產品交易會高新技術展”和科技部“2006年全國科學大會科技創新重大成果展”,受到黨和國家領導人的關注;國稻1號與神州6號飛船、龍芯2號芯片等入選2005年中國十大自主創新技術,2009年入選首批國家自主創新產品。
此外,通過新型不育胞質的成功挖掘,育成了印水型不育系及系列組合。印水型不育系及組合的育成,將我國雜交稻的米質和制種產量提升到一個新的水平。目前印水型不育系已成為我國的第2大類型不育系和超級雜交稻選育的主要親本,在農業部首批認定的19個超級雜交稻中,超過1/2是印水型雜交稻。印水型雜交稻全國累計推廣0.32億hm2,年種植367萬 ~387萬hm2,占全國雜交水稻種植面積的23%。該研究成果2005年獲國家科技進步一等獎,是浙江省時隔8年后再次獲得的國家一等獎。
浙江省的超級雜交稻組合選育,充分體現出高新技術提升傳統育種技術的必然。如通過搭載返回式衛星,培育出新恢復系航恢570,育成了超級稻中浙優1號;利用秈粳雜交育種技術和分子育種技術,育成中恢218、中恢8006等恢復系,進而選育218和國稻系列雜交稻。國稻6號是繼協優9308之后的第2代超級稻的典范。該組合集株型好、產量高、米質優、抗性強、口感佳等優點于一身的新型超級稻。由江蘇明天種業有限公司出資1 000萬元,買斷國稻6號的品種全國經營權,創造我國單個水稻品種價格之最,被列為2005年中國種業十大要事。“超級雜交稻育種親本選配方法”2008年獲國家發明專利授權,同年獲香港國際專利發明博覽會金獎,專利評估價值達3.32億美元。
除了秈型超級雜交稻,浙江省還積極探索粳型超級雜交稻育種技術,近年來雜交粳稻育種取得重大突破,育種水平已達國內先進水平,育成的甬優6號,是國家審定的第1個秈粳雜交稻,年推廣面積已突破4.7萬hm2。
根據浙江省經濟水平較高、自然災害嚴重的特點,新育成的品種除了具有較高的產量潛力外,著重攻克品種的抗倒性和米質。在株型塑造上,強調株型緊湊,劍葉挺直,以增加群體的光合效率和田間的通風透光,提高結實率和千粒重,改變老組合葉片寬、軟、披、薄的株型特點,從而大大提高了組合的抗倒性。為解決品質較低的技術難點,重點在不育系的品質改良上加以突破。通過引進、改造國外優質資源,成功轉育優質不育系中浙A,利用該不育系配制的中浙優1號米質已達國標優質米二級,堊白率由現有推廣組合的90%下降到10%~30%,尤其是影響食味品質的膠稠度指標,由40~50 mm增加到70~80 mm。新品種的優良綜合性狀受到了稻農的歡迎,中浙優1號迅速在生產上推廣,2007年全省推廣面積達10萬hm2,列全省種植面積首位,獲2008年度浙江省科技進步一等獎。
除了單季晚稻,連作晚稻育種近年來也有所突破,一些新組合表現出優異的綜合性狀和良好的應用前景。如天優華占是一個將產量、米質和抗性的完美結合,2006年參加了國家和浙江省區試產量均位居第一,熟期與對照相同,品質達國標一級,2008年通過國家審定,已開始在全國推廣。
近年來,采取科研單位、技術推廣部門、種子企業三位一體的成果轉化機制,加速超級雜交稻品種的快速發展。一是積極組織新品種新技術的示范,創建高產模式,中浙優1號、國稻6號、甬優6號、Ⅱ優7954等新組合在全省各地多個百畝示范方超12 t·hm-2,多次刷新了浙江或全國高產紀錄。二是倡導科研單位與種子企業的聯合,加速成果轉化,如中國水稻研究所與浙江省勿忘農種業合作,中浙優1號2004年審定,2007年即突破10萬hm2;育成的國稻1號已分別轉讓給浙江、湖南等8省種業公司進行商業化開發,種植面積在全國迅速擴大。此外,浙江省農科院與農科種業聯合開發II優7954和寧波農科院與寧波種子公司聯合開發甬優6號,都是超級雜交稻產業開發的良好典型。三是大力培訓農技人員和稻農,以點帶面,提高技術到位率,加速新品種的應用,以推動全省水稻單產的持續提高。據統計,2006-2008年實施的33萬hm2產量7.5 t·hm-2集成技術示范推廣重大專項,效果明顯,230個鄉鎮共示范12.18萬hm2,示范區產量8.088 t·hm-2,比對照平均增產12.8%。2008年產量超57.5 t·hm-2的縣市達17個,比項目實施前3年平均9個,增加近1倍,單產從6.863 t·hm-2增5.3%。
通過一系列重大品種和技術的實施, “九五”以來,浙江省水稻單產持續提高,據統計,全省水稻從“九五”時期的年均5.984 t·hm-2,提高到“十五”時期的6.549 t·hm-2;同期全國平均從6.303 t·hm-2跌至6.198 t·hm-2;全省 “十一五”前3年年均6.860 t·hm-2,比“十五”時期再增0.311 t·hm-2,比“九五”時期提高了0.822 t·hm-2,增幅達到14.6%,而同期全國平均為6.393 t·hm-2,同比僅增0.195和0.090 t·hm-2, “十一五”比“九五”僅增1.4%,浙江省水稻單產的增幅已遠遠超過全國平均水平。
針對浙江省人均耕地少、水稻生產成本高等特點,在穩定水稻種植面積與生產能力同時,充分發揮浙江省水稻育種科技優勢,建設種業強省,大規模發展水稻種子生產基地,是農業增效、農民增收有效途徑之一。但目前水稻產業科研還存在資源分散,封閉運行,公益性共性關鍵技術缺乏系統研究,水稻產業產學研結合不夠緊密,種子產業化水平較低,缺少具有國際競爭力的種業企業等突出問題。
在保證產量的前提下,改善品質是提高農業效率的重要途徑。隨著全球經濟一體化和市場競爭的加劇,發達國家越來越重視農產品的質量。在市場流通和國際貿易中,農產品的商品質量和加工品質及其標準化越來越重要。隨著加工業的發展,各種專用新品種應運而生,需求量也越來越大。浙江省的水稻品質,由于受氣候等影響,總體水平不高,優質育種與優質栽培相結合顯得尤為重要。
優質專用型育種親本材料缺乏。過去因過分注重產量,缺少對優質專用型育種材料的收集、創制。國外的一些優質專用性材料由于受生態型限制短期內難以利用。重大病蟲害高抗育種材料、水肥等資源高效利用育種材料也十分短缺。遺傳背景非常狹窄,缺乏產量具突破性的育種親本材料是育種難以突破主要原因。目前,我國雜交水稻占水稻種植面積的60%左右,而不育系大部分為“野敗”系統,大部分恢復系有IR品種的血統。長江流域秈稻品種間的最大遺傳相似性達99.8%。
近年來,我國水稻育種技術取得了許多突破性進展,但在研究的深度和廣度,特別是分子生物學技術在育種中的應用及其取得的成就與發達國家比還存在差距。突出表現在種質資源的新基因精準鑒定評價技術、高技術育種技術體系亟待建立與完善。特別是在近年來國外大力發展功能基因組學后,使我國在水稻新基因發掘方面與世界先進水平的差距加大。水稻育種材料與種質研究的常規技術升級已刻不容緩。
長期以來,我國水稻育種存在著協作攻關難,急功近利現象突出。體現公益性的新種質研究也越來越不被重視,生物技術與常規育種技術缺乏有機的結合。國家、省、地市、甚至縣級農業推廣部門都大力發展生物技術,不可避免出現研究水平低、內容嚴重重復,導致資源極大浪費。生物技術是解決常規育種技術中難以解決突出問題的有效手段,常規育種技術仍是育種基礎,將兩者的有機結合,將發揮事半功倍作用。
育種技術的發展和商業化開發,不僅導致作物育種技術和種子繁殖方式的變革,也逐漸培育了現代種子產業和技術市場,促進了種子產業和種子市場的商業化競爭。雜種優勢利用技術和雜交種作為知識產權保護的技術措施越來越受到種子公司和研究人員的重視。西方國家的農作物品種已經基本實現了優質、專用和多元化;政府行為的應用基礎研究與公司投資的商業育種合理分工,密切配合,形成了完善的科研、生產、加工和貿易的產業化體系,在競爭中積累了雄厚的資金、人才、技術和資源優勢,并引導企業之間的兼并浪潮,形成了強大的跨國種業集團。浙江省種子種業市場化發展較慢,除勿忘農種業躋身國內種子企業50強外,缺少其他具競爭力的種子企業。
浙江省水稻科技“十二五”計劃將緊緊圍繞國家水稻發展的總體目標,圍繞建設種業大省,以市場為導向,以科技創新為動力,以優化品種和品質、增加效益為中心,全面提高浙江省水稻新品種的市場競爭力,實現農業增效、農民增收和農業可持續發展。以實施重大攻關項目、成果轉化資金項目為抓手;以水稻科技創新服務平臺為依托,以水稻種業科技創新團隊建設為契機,組織和整合全省水稻科技資源。通過高新技術與常規育種技術融合,選育優質、專用品種,并結合新品種的繁育、中試、示范、推廣,依托產業化,推動浙江省水稻種業生產向優質化、專用化、產業化方向發展,實現浙江省水稻種業的跨越發展。
對我國豐富的水稻種質資源進行廣泛研究,發掘水稻重要農藝性狀的新基因,創新優異種質材料,進行基因克隆,為我國主要水稻育種提供基因源。
圍繞我國水稻育種面臨的突出問題,以高效育種技術創新為主要目標,重點開展現代高效水稻分子育種技術研究,解決育種技術瓶頸,為高產、優質、多抗水稻品種選育提供技術支持。
圍繞我國糧食安全問題、“三農”問題和我國水稻新品種選育面臨的突出問題,與常規育種技術相結合,建立水稻高技術育種的規模化平臺,選育高產、優質、抗病、抗蟲、抗逆的廣適性新品種,并進行產業化示范。
傳統優勢學科的繼承和發展以及新的優勢學科的建立是當前和今后一段時間學科建設的首要任務。要按照全省學科建設的重點,進一步凝練科技目標,突出重點研究方向,繼續推進水稻科學研究所的學科建設,確立浙江省水稻科學研究在全國水稻科學研究的領先地位。
加強人才培養和“杰出人才”的引進,結合農業科技創新平臺建設和重大農業科技專項、重點農業科技項目及其他各類科技計劃項目的實施,發現、培養和集聚高素質的農業科技創新人才。鼓勵和支持創新領軍人物帶領創新團隊,承擔重大科技攻關和產業化項目。圍繞主要學科發展方向,加強學科團隊建設。在搞好學科領銜隊伍建設的同時,加強學術梯隊建設,有計劃地對領銜科學家進行重點扶持。
進一步做好基礎條件平臺建設,全面提升科技持續創新能力。目前,浙江省水稻產業科技創新服務平臺正在建設并即將通過驗收,這將為浙江省開展水稻科研工作提供良好的基礎,下一步將繼續申報國家水稻產業科技創新服務平臺。
把農業科技投入放在公共財政支持的優先位置,提高農業科技在各級財政科技投入中的比重。落實國家和省有關增加財政農業科技投入的法律法規和政策規定,確保財政農業科技投入的穩定增長。
政策扶持。以水稻生產、稻米加工、購銷等為主要經營內容的糧食型龍頭企業不同于一般的工業企業,其外部性特征較為明顯,必須加大政策性扶持的力度。特別是在財政、稅收等政策的扶持。金融支持。糧食型龍頭企業短期資金需求大,如稻谷收購時間緊,政策性強,必須依靠金融支持。加強服務。訂單生產、稻谷收購、大米加工和銷售等都具有一定的季節性特征,各級政府及國家財政支持的公益性組織等必須加大技術指導服務。
促進產業發展,必須提高產業發展的組織水平。從國外產業組織發展的實踐看,專業合作組織是提高產業發展組織水平的有效形式。大力發展以農機、農技和購銷為主的專業化組織,積極開展育插秧、耕作、病蟲害防治、收割、購銷等環節的專業化和社會化服務,以解決因農村勞動力大量轉移、勞力短缺而造成農民粗放管理的問題。提高生產環節的規模化經營水平。鼓勵耕地依法、有償、自愿流轉,大力發展種糧大戶;引導種糧大戶開展代耕、代育、代栽、代管、代收等專業化服務,實現水稻生育環節的規模化生產水平,提高每一個環節的規模化效益,促進資源的合理利用和水稻產業的發展。
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S 511
A
0528-9017(2011)01-0001-05
文獻注錄格式:鄭有川,胡培松,程式華.浙江省水稻產業科技發展形勢與對策 [J].浙江農業科學,2011(1):1-5.
2010-09-29
鄭有川 (1969-),男,副研究員,碩士,從事農業科研管理工作。E-mail:yczheng@mail.hz.zj.cn。
注:程式華系通信作者,E-mail:shcheng@mail.hz.zj.cn。
(責任編輯:吳益偉)