现代种业:让草业成为大事业

国家林业和草原局政府网 http://www.forestry.gov.cn2021-11-10来源:国家林业和草原局政府网
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现代种业:让草业成为大事业

——专家建言我国草种业发展系列报道④

中国拥有丰富的草种质资源。多年来,相关科研院所也在草种研究之路上不懈奋进,取得众多成绩。让草业成为大事业,没有现代化的种业是不可能的。我国草种业发展现状究竟如何?请听来自草种业高质量发展学术研讨会上的专家声音。

聚焦专业化草种生产

几十年过去了,中国草种从野外收集转向专门生产,且在一些地区形成规模。中国农业大学草业科学与技术学院教授毛培胜说,制种对环境的要求非常严苛,所以专业化的种子生产需要选择适宜的区域。“一个植株种到地里都能开花、结实,但是如果成千上万亩地种,如何保证同时成熟收获?如何形成更多的枝穗并将更多的营养物质储藏在种子里?这些对于收获高产的牧草草种来讲都是挑战,也是值得进行理论研究的地方。”

毛培胜认为,我国北方地区制种最大的问题,就是水的问题。“灌溉是第一要素。”如果水的条件达不到,就很难达到高产。第二要素是密度。“宽行稀植”更适宜一些牧草品种的高产制种。

展望未来,毛培胜说,实现高产制种,需要从全产业链布局,开展系统研究。一是根据品种遗传特性与种子生物学特性差异,针对性开展系统研究。二是不同地域的草种生产,其技术体系也不一样,需进一步加强针对不同生产区域育制种系统研究,建立专业化技术体系。三是希望加强专业化草种生产带的建设,建设和管理并重。四是加强种子认证体系的建设,保证种子品质。五是以草种生产规模化、机械化和自动化为目标,加强现代草种生产、收获和加工等相关机械的研发。

以青海草地早熟禾为例

以青海草地早熟禾为例,青海大学畜牧兽医科学院(青海省畜牧兽医科学院) 副院长、研究员马玉寿谈及了草种产业化生产方面存在的问题及看法。

青海草地早熟禾的野生原种生长在青海省达日县,位于海拔4125米处。青海草地早熟禾的主要驯化栽培地区是青海省马青县,海拔高度3780米,比其野生原种海拔低。马玉寿说:“几十年来,我们没有一次将外地或者国外的草种引种成功。三江源地区海拔3500米以上的地方能生长的草种,只有当地野生驯化的乡土草种。青海草地早熟禾甚至可以在海拔4700米以上的地方很好地生长。”

青海草地早熟禾具有发达的地下根茎,无性繁殖能力极强。作为“先锋草种”,在黑土滩上种植青海草地早熟禾,可快速形成草坪,成为黑土滩生态恢复的一个“基础操作”——以青海草地早熟禾为基础,混播一些其他的乡土草种,可取得良好的生态恢复效果。

青海草地早熟禾适口性好,营养价值高,是优良牧草。

“不过,由于青海草地早熟禾有基毛且籽粒小,在收割和脱粒的时候工作难度较大,目前我国还没有配套的机械设备。”马玉寿说。

围绕草种产业化生产,马玉寿认为,一要加强原种生产,加快科技成果转化,夯实操作生产基础。二要加强生态草种的循环选择。三要大力支持民营企业,培育草种生产经营的科技型龙头企业,让民营科技型龙头企业通过规范化的原种生产和市场营销等,成为草种研究成果转化和生产的主体。

围绕披碱草属的探索

针对披碱草属草种生产及保障,四川省草原科学研究院研究员游明鸿提出了自己的观点。

披碱草属是禾本科小麦族的一个重要类群,生态适应性强,具有较强的抗逆性和抗病虫害能力,并且种子繁殖能力较强,草产量也比较高……目前,披碱草属是青藏高原地区改良退化草地维持生态平衡的重要生态草种,同时也是该区域草地质量和产量改善的主要草种质资源。

游明鸿介绍说,在四川,通过政府协调土地,科研单位整合技术及国家部委项目资金,省州县共建公司,对相关草种基地进行管理,最终形成“省州县共建、利益共享、风险共担”的草种基地经营模式,实现了种子基地的可持续发展,同时形成了国家购买品种,企业集中繁种,项目配套转化的突破性品种推广模式。

此外,游明鸿认为,对繁种基地来说,针对特定的草种,应围绕其对光照、降雨量等特殊气候条件的需求,打造扩繁集中生产区,推进育种家种子、基础种子和认证种子育繁推一体化、标准化体系建设。

“希望在政策上可以强调,在实施草原生态修复、草牧业发展、国土绿化等重大工程当中优先使用国产乡土草种品种,同时出台草种生产补贴政策,降低草种土地的成本,减免草种企业税收的一些相关支持政策。”游明鸿说。

加快羊草产业化生产

中国科学院植物研究所研究员、国家牧草产业技术创新战略联盟种业专业委员会主任刘公社在1994年着手研究羊草时,几乎在草原上收不到羊草草种。结实率低、发芽率低、育种周期长,长期制约着新品种的开发和利用。

“我们另辟蹊径,从遗传资源的角度研究问题。通过对上千份种质的自交和杂交结实评价,我们在遗传学、细胞学、分子生物学研究结果的基础上第一个提出了羊草自交不亲和性作用机理模型。”刘公社说,“随后我们通过杂交提高羊草的结实率,从数百份杂交组合中,选育出种子产量较高的新材料和新品种。”

20多年来,刘公社带领科研团队从收集整理种质资源入手,系统地开展了羊草野生种质资源的收集、评价、科学问题探索、基因资源挖掘、新品种选育等方面的研究。先后育成了中科1号、2号、3号、5号、7号羊草新品种,突破了“抽穗率低、结实率低、发芽率低”等困扰产业化发展的技术瓶颈。

为了加快中科羊草的产业化发展,国家牧草产业技术创新战略联盟携手刘公社科研团队于2016年至2019年,分别在新疆奎屯、呼图壁,北京昌平,内蒙古赤峰成功主办了4届中科羊草现场观摩会,业内一致评价中科羊草在水源涵养、水土保持、防风固沙、草原修复等领域展示出了巨大的发展潜力。

“如今,通过科技把羊草的种子繁殖能力等性状进行了提升和优化,培育的新品种现在又回到科尔沁地区来种植,体现了乡土草修复草原生态的基本原则,而且大大提高了羊草种子和干草产量,提高了经济效益并兼顾了生态效益。为了有效地推动我国早日建成专业化羊草种子基地,我们的目标是打造中国版的俄勒冈——小街基羊草小镇,实现专业化大规模草籽生产和加工,彻底打破国外对优质乡土草的垄断。”刘公社说。

打好草种“翻身仗”

北京林业大学草业与草原学院教授、中国草学会草坪专业委员会常务副秘书长常智慧说,我国是草业大国,但同时是草种业弱国——我国商品草种每年的需求量为15万吨左右,其中40%以上靠进口;种植面积最大的牧草紫花苜蓿,80%以上需要进口;绿化用草坪草种90%以上依靠进口……“种子是草业‘芯片’,是草产业发展‘卡脖子’的关键,打好‘翻身仗’对草种业来说意义深远。”

从国产草种新品种培育情况看,我国草品种登记是从1987年开始的,过去20年(不包括2021年国家林草局审定登记的15个),共培育了602个。根据北美官方组织认证机构所发布的数据看,美国从1993年到2020年,共培育了3019个,是我们国家的6.5倍。

通过进一步分析,常智慧得出,602个品种中,禾本科主要是黑麦草属、高粱属,占52%;豆科主要是苜蓿属,占37%。从种类看,育成品种占36%,引进品种占30%。从功能看,牧草新品种435个,占72%,草坪新品种72个,占12%,其他生态草新品种约占16%。

常智慧介绍说,我国草种质资源十分丰富,有草原植物9700多种、牧草资源6704种、草坪草资源7500种,是世界上草种质资源最丰富的国家之一。中国地形、土壤、气候条件等复杂多样,特殊的自然环境及长期的自然选择,造就了中国草原植物丰富且遗传资源特性多样。中国草原上的植物堪称是抗逆、抗病、优质高产及一些特异性状的基因宝库,是遗传育种的重要材料。

常智慧建议,主管部门应组织力量开展全国性草种质资源普查、鉴定、保护与评价工作,在摸清家底基础上,进行优良品种选育。选育出一批优良品性突出、竞争优势强、具有自主知识产权的新品种,从根本上改变草业发展被“卡脖子”局面,掌握产业发展的主动权。

从根本上解决我国草坪草种业领域技术问题

中国林科院林业所研究员、国家林草局草原研究中心秘书长钱永强说,“我国草种业发展起步较晚,特别是草坪草种业方面远远落后于发达国家。在草坪草种质创新方面,技术层次差距快速缩小,但在新品种培育、产业化发展方面进展极其缓慢,在制种及种子加工方面仍几乎处于空白。国内草种生产相关企业相关研发和产业化推广力度非常有限,种业产业链仍不完善,极大限制了草种国产化进程。据不完全统计,我国每年进口草坪草种子约3000吨,除极少量的结缕草和野牛草种子外,其他全部依赖进口。”钱永强说。

钱永强认为,推进我国草坪草种业发展,需要针对以往种业发展存在的信息孤岛、链条短、产业节点离散且破碎等问题,重新定位目标,挖掘草种业产业化重要环节的关键技术,理顺产业发展各方主体要素,切实发挥“政产研学用”协同创新效应,合力推进草种国产化础。

以野牛草育制种技术及产业化为例,“野牛草种子的应用场景及性状需求,才是野牛草育制种研究的根本基础。我们团队将收集的野牛草种质资源在全国22个区域建立资源圃备份库和生态测试点,以实地筛选出的优异材料为亲本,开展育种研究,目前已育成46个优异品系,其中3个获评国审良种。育成品种在地方政府、企事业单位大力支撑下,突破了栽培管理、杂草防控、种子收获与清选等重要环节关键技术难点,形成集资源收集与创新、育种、种子生产加工于一体的产业化技术体系。”钱永强说。

通过种业发展体制机制创新,积极发展具备极强竞争力的种业集群与创新产业平台,从根本上解决我国草坪草种业领域“卡脖子”技术问题。他建议:

尊重客观自然规律,适地适草适绿。在北方大规模发展高耗水冷季型草,以维持较长绿期,不仅增加了园林用水量,也显著增加了日常管护成本。应该丰富以抗旱低养护的草坪草种,改变以绿期为主要评价指标的草坪景观评价标准,增加冬季草坪休眠后形成的暖色景观指标。

打破学科隔阂,形成多学科融合种产业技术开发体系。种产业形成涉及遗传学、生理学、栽培学、植保学、种子学等多学科理论支撑,在整个草坪草育制种及场景应用草种业产业链中,任何一个环节理论与技术支撑缺失,都会导致各环节取得的科技成果难以落地转化,难以形成健康的产业。因此,应推进体制机制创新,以服务于产业为最终目标,挖掘产业链各环节理论与技术难点,从全局角度集中攻关和系统集成。

尝试产业需求导向的资金及项目长期支持模式。到目前,我国已育成649个草品种,也鉴定了大量科技成果,但真正有效转化应用于规模化生产的品种和技术成果极少,其主要的原因是项目支持缺乏长期持续性,上游成果一旦没有下游技术开发相关经费支持,形成的成果就无法进一步及时转化,造成巨大的资源浪费。因此,希望增加财政资金长期稳定支持,保障成果有效落地转化。

 

 

 

  相关链接:

  国家林业和草原局公告(2021年第19号)(2021年度草品种名录)


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