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让种子少“吃”肥料多打粮

三农 农民日报 2015年05月04日 10:12 A-A+ 二维码
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  编者按

  虽然氮肥对作物生长起着增加产量、提高质量的作用,而实际上,农作物对肥料的吸收率也各不相同,施肥量与粮食产量并不是正比例关系。就如同人一样,肠胃消化吸收不好,怎么吃也不会胖。因此,研究揭示氮高效利用作物种子机理,选育氮高效利用作物品种是大势所趋。

用分子手段设计氮高效大麦种子

  想让农民少用化肥?或许可以让种子更好地吸收肥料。上海市农业科学院生物技术研究所所长黄剑华正以大麦种子作为突破口,研究氮肥的高效利用问题。这一研究如果成功,可将农作物的氮肥利用率从目前的35%左右提升到约60%。这还将惠及与大麦近源的水稻和小麦,并为上海打造种源农业基础创新平台,提供育种共性技术的支持。

  我国农业高肥耗向来被人诟病,水稻单产跟日本差不多,氮肥用量却是日本的3倍。“和每个人的胃口大小有差异一样,农作物对肥料的吸收率也各不相同。”黄剑华说,“目前农作物的氮肥平均利用率只有35%左右,这也意味着绝大部分肥料由于不能被农作物吸收,随农田排水流向江河湖海或渗透到土壤中。”据统计,这种污染已经成为了我国农业面源污染的主要来源之一。

  我国正在打造环境友好型和资源节约型的农业发展战略,减少农药和化肥使用量是其中的一篇重头文章。黄剑华说,要减少污染,一个“治本”的办法是从提高农作物对氮肥的吸收能力入手,减少化肥的流失量。目前,他主持了一个名为“基于细胞、基因水平的节肥、抗病、抗旱种质创新新方法”的项目,计划利用3年~5年培育出一个能高效吸收氮肥的大麦新品种,在比常规用肥少20%~30%的情况下,保证产量、品质等持平。

  对农业稍熟悉点的人都知道,三五年想搞出一个新品种,谈何容易。从挑选出所需性状到杂交纯合,再到育成稳定品种,花费10年也很平常。黄剑华说:“这几年,国外育种技术有了突飞猛进的进展。”黄剑华指的是国际流行的分子标记技术和加倍单倍体技术,前者能够很快从分子层面筛选到农作物的所需性状,后者则能够快速将性状稳定下来形成新品种,用这种复合育种技术,只要三五年就能推出一个新品种。

  黄剑华对单倍体加倍技术有很深的研究,但想要推出“氮高效种子”,他却苦于没有一个好的分子标记。“事实上,在农业科技含量最高的育种技术上,我国与国外有相当大的差距。”

  黄剑华说,以前我国对农作物育种的主要目标是高产,但如今,营养、氮高效和抗病虫害等因素也变得越来越重要。发展我国自己的分子育种技术,是他心系的另一个目标。

  不久前,每斤10万元的荷兰布利塔茄子种子让人们意识到,农产品也能卖出苹果手机的价格,然而想要成为卖得出高价的种子,却需要大量的科学研究。黄剑华表示,世界种业研究已从传统的常规技术育种阶段,进入到依靠生物技术育种阶段。世界种业巨头在生物技术和新品种研发领域投入巨资,开发出了一大批携带抗病、抗虫、耐除草剂等目标基因的玉米、棉花、大豆新品种,并十分重视种质资源的收集。通过并购,跨国公司不仅获取了技术和市场,也掌握了大量的种质资源。

  数年后,黄剑华希望把近30年的育种经验整合成共性技术,为上海打造种源农业基础创新平台。“农业科技体系建设是科技创新中心建设的重要组成部分,上海加快发展现代农业,必须抓住附加值最高的种源环节。”黄剑华说。

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