前不久，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在安徽省宿州市召開了全國大豆玉米帶狀復(fù)合種植現(xiàn)場觀摩交流會(huì)，推動(dòng)帶狀復(fù)合種植往深里走、往細(xì)里做。目的只有一個(gè)——提升大豆產(chǎn)能。
我國馴化和種植大豆的歷史超過5000年。大豆，歷來是中國人獲取蛋白質(zhì)的重要來源。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，中國大豆需求量保持持續(xù)增長，國產(chǎn)大豆產(chǎn)能已不能滿足國人需要。近3年，我國每年的大豆進(jìn)口量在1億噸左右。
在確保糧食安全的前提下，提升大豆產(chǎn)能，提高大豆育種能力和種植技術(shù)迫在眉睫。
“提高國產(chǎn)大豆產(chǎn)能，只有兩條路，一是依靠科技發(fā)展提高畝產(chǎn)量，二是擴(kuò)大種植面積。”近日，中國工程院院士蓋鈞鎰在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。
現(xiàn)有品種增產(chǎn)潛力只實(shí)現(xiàn)約50%
記者：2022年我國的大豆產(chǎn)量達(dá)2028萬噸，首次突破2000萬噸。但近3年，我國每年的大豆進(jìn)口量約1億噸，大豆的供給與需求之間為何有這么大的錯(cuò)位？大豆是否還有可能大規(guī)模擴(kuò)種？
蓋鈞鎰：改革開放以后，人們生活水平提高，肉食進(jìn)入普通家庭的餐桌。國產(chǎn)大豆的產(chǎn)量目前僅能滿足國人的食用需求，但養(yǎng)殖業(yè)對(duì)于飼料大豆的需求量還很大。大豆雖然不是主食，但老百姓的飯碗里少不了它，也少不了肉。
生產(chǎn)1億噸大豆，需要約6億畝耕地。現(xiàn)在的18億畝耕地紅線內(nèi)，我們有約6.5億畝耕地種植玉米，水稻和小麥的種植面積約有8億畝，還有一些耕地要種植棉花、油料、糖料作物，所以在保證口糧生產(chǎn)的前提下，要大面積擴(kuò)種大豆并不容易。
記者：如果大豆種植面積難以大面積擴(kuò)增，還有哪些方法能提高大豆產(chǎn)能？目前制約我國大豆單產(chǎn)提高的技術(shù)難題有哪些？該如何破解這些瓶頸？
蓋鈞鎰：提高國產(chǎn)大豆產(chǎn)能，只有兩條路，一是依靠科技發(fā)展提高畝產(chǎn)量，二是擴(kuò)大種植面積。
1952年前，我國大豆產(chǎn)量世界第一，但1952年后，美國就超過了我們。美國大豆現(xiàn)在的平均畝產(chǎn)可達(dá)400—450斤，高產(chǎn)品種畝產(chǎn)可達(dá)上千斤。而我國大豆現(xiàn)在的平均畝產(chǎn)約為270斤。
國產(chǎn)大豆品種有畝產(chǎn)400—450斤的潛力，但現(xiàn)在的增產(chǎn)潛力平均只實(shí)現(xiàn)了約50%。這一是因?yàn)殚L期以來我國的大豆選育、種植技術(shù)沒得到足夠重視，農(nóng)民的種植收益不高，不愿種植大豆；二是好的土地都首選種糧食作物了，種植大豆的土壤有的肥力不夠，有的旱、澇、草、病蟲害嚴(yán)重；三是目前的大豆種植技術(shù)推廣力度不夠。
由于育種周期長，一般要10年左右，當(dāng)務(wù)之急是改進(jìn)現(xiàn)有高產(chǎn)大豆品種的種植技術(shù)，需要提高在施肥、排水、灌溉、除草、病蟲害控制等領(lǐng)域的技術(shù)水平。如果能有好的種植技術(shù)，現(xiàn)有高產(chǎn)品種至少可以提高到3000萬噸產(chǎn)量。
有了好技術(shù)，還得有專業(yè)的農(nóng)技推廣團(tuán)隊(duì)。建議明確農(nóng)技推廣人員的責(zé)任，特別是要鼓勵(lì)學(xué)農(nóng)的學(xué)生學(xué)以致用。
只有技術(shù)沒有地是巧婦難為無米之炊。目前，我國也在推進(jìn)大豆玉米帶狀復(fù)合種植，支持東北、黃淮海地區(qū)開展糧豆輪作，穩(wěn)步開發(fā)利用鹽堿地種植大豆。
破解產(chǎn)能之困要加快探索生物育種
記者：您幾十年來在作物遺傳育種學(xué)領(lǐng)域耕耘，近年來您和您的團(tuán)隊(duì)在大豆育種領(lǐng)域開展了哪些探索？
蓋鈞鎰：最近我們?cè)谀暇┖腿齺嗊M(jìn)行野生大豆片段代換系百粒重基因精細(xì)定位和功能驗(yàn)證。百粒重是大豆產(chǎn)量的重要構(gòu)成因子，是大豆育種的重要目標(biāo)性狀。
我們研究發(fā)現(xiàn)，野生大豆100粒只有2克重，但人工栽培大豆100粒重達(dá)20克。后者90%以上的基因是野生基因。為何與野生大豆不到10%的基因差異，百粒重卻提高到10倍？我們正在研究這些基因之間存在哪些特殊關(guān)系、背后的機(jī)制是什么，這不到10%的基因究竟對(duì)大豆產(chǎn)量的提高起了什么作用。
此外，目前大豆產(chǎn)量最大的國家依次是巴西、美國、阿根廷。不難發(fā)現(xiàn)，大豆開始向熱帶、亞熱帶地區(qū)發(fā)展。但我國的大豆主產(chǎn)區(qū)在東北，所以我們希望能加快探索，選育一些熱帶品種。南農(nóng)三亞研究院成立后，我們篩選了1034份南方大豆種質(zhì)資源在那里進(jìn)行熱帶環(huán)境適應(yīng)性鑒定。三亞氣溫高，大豆在三亞的生育期短，這便于我們做加代試驗(yàn)，縮短育種周期。熱帶地區(qū)的病蟲害也多，我們也要看不同品種的抗病潛力如何。
記者：種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。2021年，我國通過《種業(yè)振興行動(dòng)方案》，強(qiáng)調(diào)要實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)、種源自主可控。您曾經(jīng)提及，我國在大豆技術(shù)研究、生物育種研究方面做了大量工作，但距離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還差“一公里”。請(qǐng)問制約打通“最后一公里”的因素是什么？我們又該從哪些方面提高大豆育種能力？
蓋鈞鎰：大豆在過去幾千年的種植史里，已經(jīng)進(jìn)化出不少優(yōu)良性狀，但優(yōu)良的基因分散在不同的種質(zhì)資源中。育種工作者要先找到這些優(yōu)良性狀的基因，再聚合這些優(yōu)良基因。
育種目前面臨的主要問題是現(xiàn)有品種產(chǎn)量比美洲低。最近幾年生物育種技術(shù)很流行，這種技術(shù)理論上有可取之處，但能不能提高育種效率還有待時(shí)間和實(shí)踐的驗(yàn)證。
現(xiàn)在的生物育種技術(shù)著眼于提取個(gè)別優(yōu)良的基因，但如果育種和生物技術(shù)銜接不起來，很難真正育成一個(gè)品種。例如選育出一個(gè)抗除莠劑的基因，雖然解決了給大豆除草的問題，但本身沒有直接提高大豆產(chǎn)量。如果想提高產(chǎn)量，還需要各種性狀優(yōu)良基因的配合。
我國要建設(shè)種業(yè)強(qiáng)國，關(guān)鍵要有一支創(chuàng)新人才隊(duì)伍。在育種和產(chǎn)業(yè)技術(shù)之間，還需要“人”作技術(shù)銜接，育種家要向田里走，只待在實(shí)驗(yàn)室不行。高校在考核中也可以對(duì)育種有更多的傾斜，提升育種工作在職位晉升和評(píng)職稱時(shí)的受重視程度，進(jìn)一步激發(fā)育種工作者的積極性。
帶狀復(fù)合種植技術(shù)還需要進(jìn)一步完善
記者：如果短時(shí)間內(nèi)無法大面積擴(kuò)展大豆種植面積和提高單產(chǎn)產(chǎn)量，是否有新的方法可以提高種植效率？
蓋鈞鎰：多年前，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)一個(gè)團(tuán)隊(duì)做了試驗(yàn)，將玉米跟大豆同時(shí)種在一塊地里套種，也就是進(jìn)行帶狀復(fù)合種植。結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米地并沒有因?yàn)榉N植大豆而產(chǎn)量下降，還可以增加一季豆。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是把玉米的行距放寬，再在玉米行間種植大豆，玉米行內(nèi)株數(shù)增加，確保總株數(shù)不少。
我國現(xiàn)有約6.5億畝土地種植玉米，如果在保證玉米產(chǎn)量的基礎(chǔ)上又能畝產(chǎn)100公斤大豆，就能增產(chǎn)約6500萬噸大豆，土地利用效率會(huì)大大提高。
2022年，國家已經(jīng)在西北、黃淮海、西南和長江流域等適宜地區(qū)推廣大豆玉米帶狀復(fù)合種植。但需要注意的是，帶狀復(fù)合種植技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。眼下的重點(diǎn)是選育出適于復(fù)合種植的專用配套品種。套種的玉米和大豆品種要能相互適配，例如套種的大豆要能耐得住玉米的遮陰，玉米要降低遮陰程度。而目前使用的大豆、玉米品種均從純作品種轉(zhuǎn)來，相互適配程度有待改進(jìn)。此外，套種大豆后，玉米間的間距要達(dá)到多少最適合？什么樣的除草劑和殺蟲劑，能同時(shí)對(duì)大豆和玉米有效？套種適合在什么樣的土壤和溫濕度環(huán)境下進(jìn)行？怎樣的農(nóng)業(yè)機(jī)械能同時(shí)完成玉米和大豆的田間作業(yè)？這都需要國家設(shè)立專門的課題，在全國范圍內(nèi)重點(diǎn)研究。
記者：您曾經(jīng)提及，在突破性大豆品種出現(xiàn)之前，挖掘發(fā)揮現(xiàn)有品種的增產(chǎn)潛力，培肥地力是關(guān)鍵，尤其必須解決農(nóng)業(yè)機(jī)械化、信息化問題。請(qǐng)問目前我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械化、信息化存在什么問題，您認(rèn)為該如何用智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械賦能大豆育種和生產(chǎn)？
蓋鈞鎰：國家提倡“藏糧于地、藏糧于技”，要點(diǎn)是提高土壤水肥供給和協(xié)調(diào)能力，提供必需的裝備和技術(shù)。以往大豆用地均是糧食作物選剩的二、三等地，這類藏“豆”的土地必須加緊改造。
此外，這幾年，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，但由于在低價(jià)競爭條件下技術(shù)和材料不達(dá)標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)過低，與發(fā)達(dá)國家有差距。我國不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度也有差異。東北地區(qū)的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度較高，但黃淮海地區(qū)的農(nóng)機(jī)化普及率就要低得多。到了南方丘陵山區(qū)，幾乎沒有適合丘陵地的、從播種到收獲全過程的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械，基本靠人工作業(yè)。而如今在一些發(fā)達(dá)國家，農(nóng)業(yè)機(jī)械智慧化程度提高，農(nóng)民在家里就能遠(yuǎn)程監(jiān)控大豆田間自動(dòng)化作業(yè)情況。提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的智慧化水平，需要我們?cè)谵r(nóng)機(jī)材料、傳感設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、科技政策等領(lǐng)域加快探索。
（科技日?qǐng)?bào)記者 金鳳）
