郭美玲 ,郭 泰 ,王志新 ,郑 伟 ,李灿东 ,赵海红 ,徐杰飞 ,赵星棋
(1.黑龙江省农业科学院,哈尔滨 150086;2.黑龙江省农业科学院佳木斯分院/国家大豆区域技术创新中心/国家大豆产业技术体系佳木斯综合试验站,黑龙江 佳木斯 154007)
为深入贯彻落实习近平总书记“给现代农业插上科技的翅膀”和“要解决好种子问题,打一场种业翻身仗”的重要指示精神,全面贯彻中央农村工作会议和省委十二届八次全会及省委经济工作会议精神,加快黑龙江省大豆种业创新发展,推动大豆种业强省建设,大力实施“藏粮于地、藏粮于技”战略,为此,本文总结与归纳了黑龙江省“十三五”大豆育种成效与主要问题,并提出了“十四五”种业创新发展措施建议。
由于大豆的重要性和市场需求拉动[1,2],加快了大豆种业创新发展,特别是“十三五”成效显著。
“十三五”期间,受大豆种业创新发展和宏观政策调控影响,全省大豆种植面积与总产量大幅度增加。据黑龙江省农业农村厅(原黑龙江省农委)统计:2016年全省大豆种植面积为4 834.7万亩,总产量为563.0万吨;2017年全省大豆种植面积为5 603.2万亩,总产量为689.5万吨,2018年全省大豆种植面积为5 351.6万亩,总产量为658.0万吨;2019年全省大豆种植面积为6 419.2万亩,总产量为781.0万吨;2020年全省大豆种植面积为7 248.13万亩,总产量达到了920.5万吨,无论是面积还是总产均创历史新高,较“十三五”末期的2015年,面积增加3 255.9万亩,总产量增加421.5 万吨[3]。
目前,黑龙江省大豆种业创新体系由公益性创新体系和企业创新体系两部分组成,创新主体仍以公益性单位为主。公益性创新体系由科研单位与院校组成,主要包括黑龙江省农业科学院系统(10家)、东北农业大学(2家)、农垦系统(6家)、中科院系统及哈尔滨市农业科学院等20余家;企业创新体系由民营和国营企业组成,大约有50余家。
“十三五”期间,大豆公益性创新体系与企业创新体系得到了同步发展,“双轮驱动”种业创新发展效果明显,公益性创新体系引领企业创新发展,产学研用结合与育繁推用一体化创新体系逐步形成,为实现以企业为创新主体奠定了基础。
“十三五”期间,黑龙江省审定推广大豆新品种296个,年均59.2个,包括高产、优质(高蛋白、高油)、抗逆及特用品种,类型丰富,为大豆不同产区需求和不同生产用途提供了优良品种。育成了高油品种东生79和合农77,油分含量分别为24.16%和24.13%,为黑龙江省有品种审定记录以来油分含量最高的品种[4,5];育成了高蛋白品种黑农511和绥农76,蛋白质含量分别为47.31%和46.78%,为黑龙江省有品种审定记录以来蛋白质含量最高的品种;育成了一批高产或超高产品种,合农91在新疆维吾尔自治石河子市石河子镇四宫村,2018年实种面积2.2亩,实收面积1.044亩,平均产量423.77公斤/亩,刷新全国大豆单产纪录[6];合农71在新疆维吾尔自治石河子市石河子镇四宫村,2019年实种面积4.0亩,实收面积1.15亩,平均产量447.47公斤/亩,刷新全国大豆单产纪录[7,8],在黑龙江省和平牧场,2020年实种面积14.0亩,实收面积5.2亩,平均产量336.2公斤/亩,刷新东北地区大豆单产纪录;合农85在内蒙自治区扎赉特旗音德尔镇五家户村,2020年实种面积2200亩,实收面积1.32亩,平均产量310.51公斤/亩,刷新内蒙古自治区大豆单产纪录[8]。
“十三五”期间,黑龙江省大豆生产年种植品种达到100个以上,均为省内自育品种,占比达到100%,说明黑龙江省大豆育种优势突出,品种竞争优势强,可以与国内外大豆品种相媲美。
“十三五”期间,黑龙江省依托优势育种单位与优势种业,在大豆不同产区建立了原良种繁育基地,特别是规划建设了16个国家区域性良种繁育基地,加强了种业基础设施与生产条件建设,推进了优势基地与优势企业合作,完善了种子供给体系建设,保障了省内外大豆种子供给,提升了种子产业化水平。
十八大以来,黑龙江省大豆现代种业发展取得了明显成效,自主选育品种生产面积占比100%,种源省内供给占比100%,同时辐射吉林、内蒙、新疆等省区供种。目前,黑龙江省大豆种业创新体系由公益性创新体系和企业创新体系两部分组成,“双轮驱动”种业创新发展效果明显,但创新主体仍然以公益性单位为主,企业创新能力十分有限。黑龙江省大豆种子企业均为国内企业,无外资企业,种子市场也无进口种子。总体上,黑龙江省大豆种子供应有保障,风险较低。但是,黑龙江省大豆种业自主创新与发达国家比还有一定的差距,一些品种、领域和环节还存“卡脖子”问题,包括育种资源与方法、生物技术、品种质量和配套技术等,特别是商品大豆高度依赖进口,虽然不会“一卡就死”,但确实会影响大豆安全、发展速度、质量和效益。近年虽然一直在推进大豆振兴计划,但仍然存在单产较低的问题,种业创新攻关重点任务之一,便是培育高产高油高蛋白大豆品种。
为了加强种业创新工作,中央经济工作会议明确,2021年重点工作之一是解决好种子和耕地问题。要加强种质资源保护和利用,加强种子库建设。要尊重科学、严格监管,有序推进生物育种产业化应用。要开展种源“卡脖子”技术攻关,立志打一场种业翻身仗。中共中央关于“十四五”规划和2035年远景目标的建议指出,生物育种作为前沿领域之一,将实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。国家政策与导向有利于黑龙江省“十四五”大豆种业创新发展。
“十三五”期间,由于种业创新推动和国家宏观政策调整影响下,2020年我国大豆生产已恢复到了鼎盛时期,种植面积达到了1.48亩,总产量达到了1 960万吨,平均产量达到132.4公斤/亩,基本上实现了大豆振兴目标;2020年黑龙江省大豆种植面积为7 248.13万亩,总产量920.5万吨,平均产量127.0公斤/亩,除单产指标外均创历史新高。黑龙江省大豆生产发展与振兴,离不开种业创新发展。
目前,黑龙江省大豆种业公司,存在“小而散”与“多而不强”的问题。由于企业研发起步晚,研究基础与条件差,创新队伍不健全,创新资源不足,经费投入有限,所以种业创新能力弱,企业关键技术与成果均依赖公益性创新体系,具备育繁推一体化能力的企业数量十分有限,短时间内很难实现以企业为创新主体,严重制约了种业创新发展。
综上所述,黑龙江省“十四五”大豆种业创新发展既有基础又有机遇,同时也面临着挑战。
“十三五”期间,虽然黑龙江省大豆种业创新发展取得一定的成效,大豆生产与国内其他产区比较优势明显,但与世界大豆主产国比较还存着较大的差距。大豆种业“卡脖子”问题主要表现在种质资源、育种技术方法、品种质量、配套技术与种子质量等方面。
2.2.1 优异种质资源少,亲本选择难度大 虽然中国是大豆起源地,品种资源极为丰富,但由于资源收集整理和入库不及时,对资源研究不够深入,特别是野生大豆资源入库量少,导致对资源的认识与了解不足,造成亲本选择依据与目的性不强,难以育成高质量品种。
2.2.2 育种技术与方法不够先进,影响育种能力与水平提升 目前,黑龙江省大豆育种技术主要是常规育种技术,生物育种技术(分子标记辅助选择、基因编辑技术、分子设计育种技术与转基因技术等)尚未在育种上广泛应用;同时资金投入不足,缺少必要的仪器设备,研究手段落后。由于育种技术与方法不够先进,影响了育种的精准度与能力及水平提升。
2.2.3 品种质量不高,生产用优质品种少 黑龙江省“十三五”期间虽然审定了大豆新品种296个,但品种质量不高,同质化问题严重,单产水平低,品质特色不突出,抗逆性与综合性状亟待改良,特别是产量方面。第一、二积温带产量水平接近美国,第三至六积温带较世界平均产量低47.7公斤/亩,较美国低74.2公斤/亩。生产上缺少有突破性和大面积应用的优质品种。
2.2.4 良种良法技术不完善,生产技术不到位 以品种为核心的栽培技术研究不够深入,良种良法技术不完善,品种与栽培技术优势难以充分发挥,制约生产水平提升。
2.2.5 无品种测试评价基地,优选品种困难 近年来,大豆品种审定数量剧增,同质化问题严重,品种水平差异很大,由于无品种测试评价基地和对品种的认识不够充分,所以豆农选择品种困难,急需建设品种测试评价基地。
2.2.6 优质种子供给能力有限,质量有待提升 种业是农业“芯片”,种子是品种服务生产的载体。由于大豆需要轮作,所以种子生产基地不稳定,导致生产优质种子困难,严重影响种子供给与质量。
针对黑龙江省大豆种业发展“卡脖子”问题,建议“十四五”大豆创新发展采取以下措施。
引入与创新种质资源,采用表型鉴定与生物技术手段,开展精准鉴定与系统评价,全面掌握资源生物信息,挖掘资源优良性状与基因,筛选一批有特异性和具有重要应用价值育种材料,为品种改良创新提供亲本。
依托国家大豆品种改良中心和国家大豆区域创新中心及省级大豆育种栽培重点实验室等建设平台,以常规育种技术与方法为基础,集成生物育种技术优势,包括分子标记辅助选择、分子设计育种及基因编辑技术,建立高效育种技术体系,提高育种效率;购置与育种相关的仪器设备,改善育种手段,提高育种精准度。
制定育种策略,明确育种目标,采用先进的方法和手段,优选种质资源,配制杂交组合,建立育种选择群体,南繁北育。选育产量突出、品质有特色、综合性状好、具有推广应用潜力的重大品种。
针对种植区域生态与生产特点及品种特性,以品种为核心,集成先进生产技术,建立生产技术规程,实现良种良法技术配套,充分发挥品种与栽培技术优势。
在现有审定品种的基础上,继续开展新品种测试评价与中试示范,全面掌握和了解新品种特性,筛选与优化主导品种,挖掘优势品种潜力,加快成果转化,培育大面积生产用优质大豆品种。
在黑龙江省不同积温带,依据大豆生产区位优势与生态特点,每个积温带建设12~18个大豆品种测试基地,面积200~300亩,开展品种展示与评价,筛选与推介大面积生产用优质大豆品种。依托现有国家级和省级科技园区,开展大豆高产攻关、高产创建、新成果与技术展示,营造品种转化应用环境与条件。
在黑龙江省不同积温带,依托服务区域内优势科研单位与种业,建立5~10个原种生产基地,开展原种提纯工作,确保高质量种源;建立良种繁育基地16个,依据种子生产程序与质量标准,繁育优质种子,保证生产供给。