雜交小麥“留洋”記

文｜特約記者 馬愛平

播種、出苗、成熟……中國雜交小麥走出國門，來到巴基斯坦，最終匯成金色麥浪。即使遭遇了2022年的罕見高溫，最高畝產(chǎn)也近400公斤。

“吃不飽就沒有尊嚴(yán)”

2016年，第七屆世界作物科學(xué)大會(huì)上，雜交小麥被美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)教授斯蒂芬·貝恩齊格描述為小麥科學(xué)中的“最終前沿”（The Final Frontier）。

為何這樣說？培育雜交小麥太難了！

“水稻和玉米是二倍體，而小麥則是六倍體，小麥雜種優(yōu)勢(shì)利用的遺傳和代謝機(jī)制差異很大，更加復(fù)雜。”北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所首席專家趙昌平說。

這僅是一斑窺豹。

雜交小麥育種是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要集中體現(xiàn)在一是科學(xué)原理，二是技術(shù)瓶頸。

科學(xué)原理主要是解決小麥的雄性不育體系等問題，其中包括不育性、恢復(fù)性、異交性等三大科學(xué)難點(diǎn)。直到趙昌平在大量的科學(xué)研究中首次發(fā)現(xiàn)小麥環(huán)境敏感型不育現(xiàn)象和調(diào)控規(guī)律，這一世界性難題的解決才迎來曙光。

“科學(xué)的挑戰(zhàn)和探索是我們這一代中國人必須去面臨和攻克的，我經(jīng)歷過吃不飽飯的年代，吃不飽就沒有尊嚴(yán)。”20世紀(jì)90年代，趙昌平剛參加工作不久，學(xué)小麥科班出身的他下定決心：“要搞就搞最難的——雜交小麥。”

趙昌平?jīng)]日沒夜地翻閱和分析了近30多年的小麥科學(xué)研究數(shù)據(jù)，開拓性地提出了“小麥雄性育性的相對(duì)性原理”，該創(chuàng)新理論為二系雜交小麥研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

在解決了科學(xué)原理之后，第二步就是攻克“核心技術(shù)瓶頸”，其中包括強(qiáng)優(yōu)勢(shì)品種選育，種子高效生產(chǎn)與示范應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈的集成。

這一攻就是30年。缺錢、缺人、缺地、缺理解，在最低谷的十年，他的課題組是院里最窮的，趙昌平的性格也從一個(gè)“open”的人變得沉默寡言。

“我們就是拿青春、拿生命在跟雜交小麥賽跑。”趙昌平說，“水稻、玉米育種一年可以做兩到三茬，失敗了還可以加急去海南加個(gè)班，小麥育種一年只有一茬，今年失敗了就只有等明年。”

北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所首席專家趙昌平在雜交小麥?zhǔn)痉短?/p>

直到2011年，趙昌平以第一貢獻(xiàn)者完成的“中國二系雜交小麥技術(shù)體系創(chuàng)建”項(xiàng)目榮獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)后，中國二系雜交小麥正式開始登上世界舞臺(tái)，引領(lǐng)全世界雜交小麥研究方向。

雜交小麥100年探索的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)告訴人們,用得上才是硬道理!

“這30年從來沒有輕松過，所走的路很多是前人未走過的，商業(yè)化是最后的試金石。”趙昌平說。

在商業(yè)化過程中僅用種量一項(xiàng)就難倒“英雄漢”。“雜交水稻一畝地用1、2斤種子，雜交玉米一畝地用2、3斤種子，但是雜交小麥一畝地要用20、30斤種子，種子的成本就增加了近10倍。”

研究高效的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)趙昌平又用了20年的時(shí)間，從1999年畝產(chǎn)69公斤提高到2019年的400公斤，比這個(gè)增產(chǎn)達(dá)580%以上。

至此，雜交小麥大面積商業(yè)化的最后一個(gè)瓶頸解決了。

在元謀模擬巴基斯坦

有了中國獨(dú)創(chuàng)的二系雜交小麥技術(shù)方法后，自“十五”以來，在科技部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部（原農(nóng)業(yè)部）、北京市政府的持續(xù)支持下，北京市農(nóng)林科學(xué)院陸續(xù)審定了“京麥6號(hào)”“京麥9號(hào)”“京麥179”“京麥21”等一批豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好、耐瘠薄土地、抗旱節(jié)水能力突出的北京雜交小麥品種。2022年，耐鹽堿型京麥系列雜交小麥通過國家審定。

憑借著突出的抗逆豐產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，北京雜交小麥正在成為我國北方麥區(qū)中低產(chǎn)田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的助推器。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，“十三五”以來，北京雜交小麥每年在北方麥區(qū)應(yīng)用面積達(dá)30萬畝以上。

長達(dá)百年的科學(xué)難題和技術(shù)瓶頸被一一破解，中國雜交小麥走出國門也有了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

中國雜交小麥的重大技術(shù)突破，令巴基斯坦相關(guān)部門心動(dòng)。小麥?zhǔn)前突固沟谝淮蠹Z食作物，但其單產(chǎn)水平較低。2009年6月，巴基斯坦駐中國大使館主動(dòng)聯(lián)系北京市農(nóng)林科學(xué)院，希望開展合作，提高當(dāng)?shù)匦←湲a(chǎn)量。此后，雜交小麥被中巴列入政府間科技合作框架。

相比傳統(tǒng)品種，雜交小麥具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆、用種量少等特點(diǎn)，尤其適合中低產(chǎn)區(qū)推廣種植。

但是，雜交小麥遠(yuǎn)涉千里來到巴基斯坦并非一路坦途，其間經(jīng)歷了從“水土不服”到落地生根的曲折與艱難。

2009年，張勝全第一次來到巴基斯坦信德省，雖然心里早有準(zhǔn)備，但是當(dāng)?shù)氐臍夂蜻€是著實(shí)令他大吃一驚。

“在小麥?zhǔn)斋@季，35℃-40℃的高溫司空見慣。干旱的情況更是比比皆是，糧食只能靠灌溉活下去。”張勝全說，當(dāng)?shù)氐母邷睾透珊颠h(yuǎn)超出他的想象。

必須對(duì)癥下藥，解決高溫和干旱對(duì)雜交小麥種植的不利影響。

張勝全帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，果斷選擇在云南元謀建試驗(yàn)基地，與巴基斯坦方面同步進(jìn)行種質(zhì)改良和品種篩選。

這一合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，獲得意想不到的效果。

“云南元謀是聞名全國的小麥繁育基地，這里的高溫、干旱甚至比巴基斯坦更嚴(yán)苛。”張勝全說。

北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所所長張勝全（左）和巴基斯坦白沙瓦農(nóng)業(yè)大學(xué)教授阿里夫（右）在中巴雜交小麥項(xiàng)目試驗(yàn)田（中國國際廣播電臺(tái)記者劉暢攝）

盡管有了完美的模擬環(huán)境，團(tuán)隊(duì)還是遇到了第二個(gè)難題——病蟲害。高溫、干旱可以模擬，病蟲害卻沒有辦法模擬。

針對(duì)巴基斯坦小麥特有的蚜蟲、銹病病害，中國雜交小麥團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了“組裝式”試驗(yàn)。

從怎么種植，到怎么記錄數(shù)據(jù)，再到遇到問題怎么解決，無論是試驗(yàn)品種還是方案，中國團(tuán)隊(duì)都細(xì)細(xì)羅列，手把手教給巴基斯坦同行，讓對(duì)方直截了當(dāng)記錄抗病蟲害效果和數(shù)據(jù)即可。

叩開國際種業(yè)市場(chǎng)大門

從春夏到秋冬，中國團(tuán)隊(duì)開啟了北京—巴基斯坦—云南元謀三地循環(huán)工作模式。

團(tuán)隊(duì)成員一到元謀，就吃住在村子里，被蚊蟲叮咬得滿身紅腫是家常便飯；而一到巴基斯坦，常常因水土不服發(fā)燒腹瀉，還飽受蟑螂“騷擾”。團(tuán)隊(duì)的兩個(gè)女同志常因暴曬而脫皮。

即便如此“狼狽”，大家的干勁更足了。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中方累計(jì)派遣赴巴基斯坦開展雜交小麥技術(shù)合作和產(chǎn)業(yè)推廣人數(shù)達(dá)到近150人次，累計(jì)走訪城市超過20個(gè)，累計(jì)行駛里程超過1萬公里，有的地方連合作的巴方人員都沒有去過。

巴基斯坦佳德農(nóng)業(yè)有限公司總經(jīng)理Rizwan感嘆道：“超過1萬公里的行駛軌跡，正是對(duì)中國雜交小麥人不辭辛苦、扎根巴基斯坦的最好注解。”

功夫不負(fù)有人心。經(jīng)過前期1100余份雜交組合、230多個(gè)種植點(diǎn)的試驗(yàn)示范，中國二系雜交小麥表現(xiàn)突出，較巴基斯坦當(dāng)?shù)仄贩N平均增產(chǎn)24.4%。

2017-2018年更是全面開花，白沙瓦農(nóng)業(yè)大學(xué)Arif博士表示，該年度北方麥區(qū)雜交小麥試驗(yàn)最高增產(chǎn)幅度達(dá)50.1%。而佳德農(nóng)業(yè)公司提供的中部麥區(qū)數(shù)據(jù)則表明，雜交小麥組合增產(chǎn)比例達(dá)70%，最高增產(chǎn)幅度達(dá)45%以上。

更優(yōu)異的品種也隨之脫穎而出。如今，在巴基斯坦，中國團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了雜交小麥播種量減少仍能增產(chǎn)的效果。據(jù)測(cè)算，與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)小麥品種相比，在播種量減少大約80%-90%的情況下，中國雜交小麥仍能增產(chǎn)20%左右。

北京雜交小麥在烏茲別克斯坦扎根是另一個(gè)故事。

當(dāng)時(shí)，烏茲別克斯坦主動(dòng)找到了北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥團(tuán)隊(duì)，希望將雜交小麥引入烏茲別克斯坦。

要知道，小麥?zhǔn)巧嗉馍系摹耙粠б宦贰碑?dāng)仁不讓的主角，作為“一帶一路”國家最主要的口糧作物之一，“一帶一路”沿線國家小麥種植面積超過11億畝，為中國小麥面積的約3.5倍，挖掘提升潛力巨大。

接到邀請(qǐng)，張勝全馬不停蹄開展與烏茲別克斯坦的合作。

但令團(tuán)隊(duì)所有人沒有想到的是，因?yàn)跗潉e克斯坦外交政策特殊，團(tuán)隊(duì)自2016年以來，一次都沒有獲得過烏方提供的簽證，因此大家并未去過烏茲別克斯坦，那邊的工作均是交給對(duì)方完成。雜交小麥的篩選是在與烏茲別克斯坦氣候相近的新疆同步測(cè)試開展的。

即使在這樣的狀態(tài)下，北京雜交小麥團(tuán)隊(duì)仍然取得了靚麗的成績。

2019年，北京市農(nóng)林科學(xué)院自主培育的雜交小麥品種“JM6-3”在烏茲別克斯坦通過審定。這是我國通過國外審定的第一個(gè)雜交小麥品種。

在哈薩克斯坦、伊朗，來自中國的雜交小麥也開始生根、發(fā)芽。中國農(nóng)業(yè)科研人員正在不懈努力，讓高產(chǎn)雜交小麥，播撒到“一帶一路”更廣闊的田野！