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“蘭大211”:一顆在西北大地開花結果的種子

作者:美食家的小眼睛

中慶日報 中慶網記者 馬富春

不是農業學院,沒有農作物育種的傳統。新世紀開始,蘭州大學生命科學學院的李鳳民教授帶領團隊"無所作為",開始小麥育種。該項目名為Landa 211,已經營運了20年。

初秋收獲的日子裡,甘肅同軒和張家川的"蘭達211"示範場繁忙,測量面積大,實實收重、稱重、取雜...來自農業農村部小麥專家指導小組、甘肅省農業科技推廣站等機關的專家均按照農業農村部高産制定實産試驗程式,"蘭達211"實産計量。

“蘭大211”:一顆在西北大地開花結果的種子

經過嚴格測定,在通榆示範田實際生産中,新冬小麥品種"蘭達211"标準産量為455.05公斤/畝。據地方當局稱,2017年至2019年通益小麥的統計産量為每英畝174.83公斤。在張家川生産示範田,該品種的标準産量為507.54 kg/μ。

"我們不生産基礎理論,我們隻是基本理論的搬運工,我們希望基本理論在西北地區開花結果,以造福人民。從20世紀90年代将生态學理論融入育種理論,到2000年左右嘗試小麥育種,再到現在培育甘肅省蘭達準許的第一個小麥品種,李鳳敏帶領團隊将生态理論與育種實踐相結合,制定了獨特的生态路線。

"西北地區發展農業要解決的第一個問題是水。長期以來,我國西北地區降水有限,加上蒸發量大、季節不均勻,凸顯了農業幹旱問題,直接制約了農業生産環境。1995年,在各方的支援下,蘭州大學幹旱農業生态國家重點實驗室成立,為深入探索旱地農業發展提供了契機和平台。

長期緻力于西北農業生态環境研究,20世紀90年代初,蘭州大學生态學家趙松齡教授提出了集水農業理論。随着集水農業的發展,湧現出許多重要的技術體系,可以減少地表水的蒸發,提高農田的抗旱性,也有助于提高高原地區的地表溫度,延長作物生長,特别是克服春季寒冷天氣對農業生産的影響。

“蘭大211”:一顆在西北大地開花結果的種子

集水農業理論的廣泛普及,給甘肅農村農業生産帶來了翻天覆地的變化。"可以說,正是在集水農業理論的基礎上,開發了一批高效的旱地技術體系,讓甘肅農村可以養活和養活,吃不再是問題。"李鳳民說。但農村要擺脫貧困緻富,隻是吃得不夠,還能提高農業的附加值,真正讓農民不僅吃飽肚子,還鼓起錢袋。

"随着集水農業理論的廣泛應用,旱地農業産量大大提高,生産環境不斷改善,農民收入大幅增加,為高産品種的養殖創造了有利條件。李鳳民圍繞集水農業思想,探讨了旱地農田溝渠增雨耕作增産的效果,幫助農民提高作物産量,解決了困擾黃土高原數百年的吃貨問題。在對雨水收集栽培進行研究以提高産量時,他開始提出作物品種的想法。

旱地農業生态學研究,首先要解決農民生産的實際問題,然後才能解決生态問題。将蘭達擅長的生态理論應用于農業,幫助西北旱地農業更好地發展,成為李鳳民團隊努力前進的方向。作為甘肅省最重要的"細粒"作物,小麥"天然"已成為李鳳民團隊的另一大研究方向。

"過去生态和繁殖是兩個領域,兩者之間沒有太多的接觸。将兩者有機結合是一件大事,優良的生态環境支援了好種子的培育,好種的栽培也有利于進一步發揮生态效益。從那時起,李鳳民和他的團隊一直在拓展這個新領域,"讓生态理論紮根于大地,碩果累累!"

“蘭大211”:一顆在西北大地開花結果的種子

李鳳民及其團隊試圖将進化生态學的思想融入小麥育種實踐,強調作物育種的"群體選擇"屬性,希望通過協調個體與群體之間的關系,建立與傳統小麥育種相協調的理論和實踐體系。借助蘭達理論生态學深厚的學術基礎,李鳳敏一直努力将植物生理生态學研究引向解決實際問題的軌道。而"與作物育種相結合"是生理生态學實踐的重要方向。

在一些相關領域的會議和活動中,李鳳民帶領團隊對育種理論進行了多年的研究,與育種專家達成了一些了解,"看來有很多共同感興趣的話題,可以産生很多共鳴。"但如何進一步深入地面,把問題看得更透徹,去實踐,"總能感覺到一層窗紙在分離。

經過深思熟慮,與育種專家長期溝通,李鳳民決定帶領團隊直接進入育種的具體實踐。在育種專家的鼓勵和合作下,他們從大田小麥授粉開始,與育種專家一起浸泡了很長時間。語言隔膜慢慢消失,雙方都能"聽懂對方在說什麼",作物進化生态學理論開始在育種實踐中檢驗。

長期以來,旱地小麥為了削弱個體之間的競争,往往縮短了開花前營養器官的生長時間,早熟,這将導緻收獲雨水和熱資源的利用不足。"旱地小麥和主産區的小麥一樣,應遵循競争弱、種植适度密集的原則。基于大量研究,發現與主産區相比,旱地環境資源禀賦差,波動大,産品品種高,需要保持一定程度的韌性,不應過分削弱競争力,才能保持穩定的産量和較高的産量。

"作物群體産量與個體适宜性是單峰曲線關系,個體過強或過弱都不利于群體生長,如果能清楚地了解兩者之間的關系,可以讓育種者根據當地實際環境,找到理想的品系來協調個體與群體生長的關系。一直關注李鳳民農業生态學研究的杜豔磊表示,基于生态學理論和育種實踐的研究證明,旱地作物的高産與穩産之間存在着權衡,追求高産未必能夠實作穩定生産,"隻有把握兩者之間的平衡,才能實作效益最大化"。

“蘭大211”:一顆在西北大地開花結果的種子

在不斷的探索中,生态學理論和育種實踐開始朝着同一個方向發展,新的認識不斷形成,理論架構逐漸清晰,團隊與育種專家的合作也在不斷深化,這為新品種的選型提供了機會。

據相關資料顯示,甘肅省小麥目前種植面積約1100萬畝,其中冬小麥約870萬畝,主要分布在東部、南部、天水、通中,以及臨夏、贛南等地。該團隊的進一步研究發現,甘肅旱地的低降雨量和多變的氣候環境限制了小麥産量的增加,鏽病的頻繁爆發也非常有害。

基于這兩個問題,培育高産、産量穩定、抗鏽病的小麥品種應該是甘肅旱地小麥育種的主要目标。該團隊分别選取了具有抗鏽病基因96-18-1-3-2-1和Flanders/Lantian 10的Dippes Triumph/Lantian 10的後代作為親本和親本,并通過雜交聚合其抗病基因以增強抗性。

從雜交組合的配置開始,在每年開花期間,團隊成員帶學生到田間進行人工授粉,"用剪刀和鑷子小心翼翼地去雄性,然後輕輕地将父母的花粉搖成......",這是團隊中每個人都會記住的授粉步驟。收獲種子經過雜交後,再每年選種單株,逐漸消除單株存在發育遲緩、小穗、鏽病、倒置等問題,選擇組可形成單株的群體産量優勢。

自2006年以來,該團隊通過多次雜交重組譜系選擇獲得了抗鏽冬小麥品系,并逐漸進行了小規模種植試驗。在此期間,他們充分利用前期積累的育種理論,協調個體與群體的關系,最終實作品種中多個抗逆轉性狀的聚集。經過至少6-7代篩選,得到優良菌株06-653-2-1-1。然後,該菌株通過品種鑒定和品種比較試驗參與品種驗證的區域測試。

2020年3月,"蘭達211"獲甘肅省主要作物品種準許,成為可到農民手中種植的小麥新品種。2020年6月,在天水張家川完成品種授權簽約推廣,在天水、閩南、平涼、定西等地區進行品種推廣試點。2021年7月,定西通嶼旱地農地測得畝産量900公斤以上,張家川半濕潤雨水灌溉農業區橫跨旱地冬小麥沁産量公斤級。

"小麥育種曆史悠久,行業内很多專家,對技術的積累已經很深了,在此基礎上取得突破并不容易。從種子到小麥植株再到切片試驗田,李鳳民的團隊從無數小麥穗中挑選出形态特征好、産量潛力高的菌株。十餘年的寒夏,不懈的堅持和努力,終于迎來了"蘭達211"項目的成功。

李鳳民團隊的成功,給旱地小麥産區的農民帶來了好消息。在張家川,第一個與研究團隊合作的種子擴産基地,測得的新品種産量高,兩家種子公司的種子供不應求。"希望在三到五年内,我們的新品種将擴充到50多萬畝,使更多的旱地農民受益。"李鳳民說。

來源:中國青年報客戶