风吹麦浪滚滚来

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风吹麦浪滚滚来

——旱地冬小麦“兰大211”成长记

发布时间:2021-11-06 作者:本报记者 尹晓军 通讯员 孔子俊 顾植敏 来源:中国教育报

金秋时节,陇中的黄土高原,金黄色的麦浪滚滚而来。在甘肃省定西市通渭县平襄镇旱地农作物试验基地里,兰州大学生命科学学院教授李凤民和团队培育的旱地冬小麦新品种——“兰大211”长势喜人,个个穗头壮硕、颗粒饱满,惹人注目。

经农业农村部小麦专家指导组、甘肃省农业技术推广总站专家实地实产测定,该试验基地的“兰大211”品种标准产量为每亩455.05公斤。而根据当地相关部门的统计数据,2017年至2019年,通渭县小麦产量仅为每亩174.83公斤。

2020年3月,正式命名为“兰大211”的品种通过甘肃省主要农作物品种审定,并在天水、陇南、平凉、定西等地区大规模推广,计划3—5年推广至50万亩左右,平均亩产达到442.98公斤,较之前的“兰天19号”增产12.4%,成为真正走到农户手里、种在田里、农民满意的小麦新品种。

一粒“不务正业”的种子

相较于农业院校,兰州大学起初并没有作物育种的传统。李凤民和团队怎么会“不务正业”,搞起小麦育种了呢?这是许多人见到冬小麦新品种“兰大211”常有的疑问。

时间拉回到30年前。当时,兰州大学老一辈科学家赵松岭教授在理论生态学的基础上,针对我国旱地农业中的困局,提出了集水农业理论。作为赵松岭教授的第一个博士后,李凤民主攻的就是旱地农业生态研究,他经常跟着导师走在田间地头,与农民和土地打交道,也深知农民的疾苦,“旱地农业生态研究必须首先解决农民生产上的实际问题,然后才能真正解决生态问题”。

1995年,干旱农业生态国家重点实验室依托兰州大学正式成立。此后,如何将生态学中的重要理论运用到农业生产实践中,帮助西北地区旱地农业更好地发展,便成为李凤民努力前行的方向。

但李凤民并不满足于此,小麦作为甘肃省最重要的细粮作物,一直是李凤民和团队的关注点。他们尝试将进化生态学理论融入小麦育种的实践中,强调作物育种的“群体选择”属性,通过协调个体和群体的关系,建立起和小麦常规育种相协调的理论和实践体系。

至此,小麦育种的理论框架逐步清晰化。

“捅破隔着的窗户纸”

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常规育种是育种工作中常用的传统育种技术方法。长期以来,常规育种主要靠个人的认知和经验积累。“经验是个人的感知,很难跟别人讲清楚。假如有一种理论能够解释个人的经验,并能够指导新的育种实践,就能够大幅度提高育种效率。”李凤民说。

这也是李凤民和团队开展育种研究之初的想法。他们借力兰州大学积淀的理论生态学经验,试图把植物生理生态学研究引向解决实际问题的轨道上来,实现同作物育种相结合。在和育种专家多次交流碰撞后,李凤民和团队决定直接进入到育种的具体实践中。

先从田间小麦授粉做起,李凤民和团队发现,相对于主产区而言,旱地环境资源禀赋差、波动大,高产品种需要保留一定的韧性,这样才能保持稳产高产。

这些发现给李凤民和团队的新品种选育提供了机会,理论与实践开始相向而行。团队成员、兰州大学生命科学学院教授杜彦磊介绍:“作物群体产量与个体适合度是一种单峰关系,个体太强或太弱都不利于群体生长,如果能将二者的关系理清楚就可以让育种工作者根据当地的实际环境,找到协调个体和群体生长关系的理想株型。但高产和稳产之间存在权衡关系,一味追求高产可能做不到稳产,只有抓住两者间的平衡点,才能做到效益最大化。”

蹚出一条小麦育种路

将母本用剪刀和镊子小心翼翼地去雄,再将父本的花粉轻轻抖入……从配制杂交组合开始,每年的开花期,李凤民和团队都会带着学生深入田里进行人工授粉。接下来,收获的种子再进行播种挑选,逐渐淘汰存在发育迟缓、穗小等问题的单株,挑选出可能形成群体产量优势的单株。

2006年以来,李凤民和团队通过多次杂交重组系谱选育,形成抗条锈病冬小麦品系,并逐步进行小范围种植试验。在此期间,利用前期积累的育种理论,协调个体和群体的关系,最终实现品种中多重抗逆性状的聚合。最终,经过6—7代的筛选,优良株系成功“面世”,该株系随后通过品种鉴定和品种比较试验,参加品种审定区域试验。

从一粒种子到一株小麦,再到成片的试验田。寒来暑往,李凤民和团队小心翼翼,从无数的麦穗中挑出形态特征良好、具有高产潜力的株系,每一步都是一个春夏秋冬。正如李凤民所言:“做生态育种研究需要有深厚的理论功底,每一个新品种的出现,都是对生态育种理论研究的一次提升,日积月累,就会实现从理论到实践的飞跃。”

《中国教育报》2021年11月06日第2版 

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