在2011年“矮抗58”高產觀摩會上，程順和院士（左七）、蓋鈞鎰院士（左八)、劉興土院士(左九)對百農“矮抗58”給予了高度評價。

 

    本報通訊員  夏 冰  吳玲玲

    上世紀90年代，美國學者萊斯特·布朗曾撰文質疑“誰來養活中國”。10多年來，中國用糧食產量“九連增”的奇跡回答了這個問題。

    “中原熟、天下足”。

    創造中國糧食豐產奇跡，河南省舉足輕重。

    2012年，作為全國小麥主產區的河南省，夏糧總產量637.2億斤，比上年增產10.9億斤，在穩居全國第一的同時，實現了自2003年以來的“十連增”。

    河南，在中原經濟區如火如荼的建設中，在農業大省向農業強省的進軍征途中，用占全國1/16的耕地，生產了全國1/4的小麥、1/10以上的糧食，養活了占全國1/13的人口，每年還輸出原糧及制成品400億斤。

    何以讓“天下糧倉”的傳奇日益精彩？

    農業科技支撐作用明顯，其中優良品種的培育推廣更是功不可沒。種子被譽為“糧食之母”，截至目前，河南省主要農作物良種覆蓋率達98％以上，小麥品種經過10次換代，平均畝產已由1949年的83斤，增加到目前的800斤左右，是原來的近10倍。小麥良種對小麥生產的科技貢獻率達到50％。

    在眾多的小麥良種中，一個品種尤為出眾，它就是全國小麥主導品種、河南省重大科技專項支持品種——“矮抗58”。

    據統計，“矮抗58”2012年種植面積4301萬畝，約占黃淮南片麥區的1/3，約占全國小麥總面積的1/8，累計種植面積達1.86億畝。一位記者曾按照小麥生產情況進行了估算，結果令他驚訝，中國人吃的每4個饅頭中，就有一個來自河南；每8個饅頭中，就有1個來自小麥品種“矮抗58”。

    2010年夏，時任國務院總理溫家寶來到許昌縣陳曹鄉后孫汪村萬畝小麥高產示范方登上收割機與機手一道搶收小麥，實地收獲的就是“矮抗58”。同年，時任國務院副總理回良玉來河南視察小麥生產情況，在新鄉、滎陽，看到的也是“矮抗58”。

    先后兩任河南省委書記徐光春、盧展工，河南省省長郭庚茂，省委秘書長曹維新，省人大副主任王菊梅，副省長劉滿倉等省領導，都曾多次考察河南省糧食核心區建設工作，總能看到“矮抗58”的茁壯成長，喜獲豐收。

    “矮抗58”以其優異的表現成為了引領黃淮糧食豐產奇跡的主力軍，為穩定中國糧食生產立下了汗馬功勞，突顯了一粒種子的獨特“魅力”。

    “矮抗58”：書寫小麥史上的傳奇

    “矮抗58”由河南科技學院小麥中心主任茹振鋼教授選育成功，從2005年脫穎而出到迅速推廣應用，短短3年便一躍成為黃淮麥區的特大小麥品種。2009年—2012年連續4年被農業部推介為黃淮麥區主導品種。據全國農業技術推廣服務中心和推廣區域各省種子管理部門統計，截至2012年8月，“矮抗58”全國累計收獲面積1.43億畝，增產小麥66.86億公斤，實現增產效益130多億元。“矮抗58”已成為我國種植面積在4000萬畝以上的特大品種，為促進河南省糧食核心區建設和保障國家糧食安全作出了巨大貢獻。

    “矮抗58”為何能在黃淮麥區一枝獨秀？

    按照老百姓的話說，它最大的優點一是“經得起折騰，夠皮實”；二是“穩產、高產”。

    黃淮麥區是我國最大的小麥產區，約占全國小麥面積的75%。然而該麥區倒伏危害、凍害、旱害等自然災害頻發，條銹病、白粉病、紋枯病危害嚴重……特別是近年來，黃淮麥區遭遇了歷史上罕見的冬春連旱的惡劣天氣，對小麥生產構成了極大威脅。但是，“矮抗58”歷經大風大雨、冬季干旱、低溫等多種不良氣象因素的考驗。“抗寒、抗倒、抗病、高產、穩產”等綜合優勢更加明顯，災年不減產，豐年更高產，已成為政府放心、企業歡迎、百姓受益的好品種。2010年，高產多抗廣適小麥品種“矮抗58”及配套生產技術榮獲河南省科技進步一等獎。

    對于小麥品種，穩產是最被專家、老百姓看重的優點。

    對此，數字最能說明一切。

    據統計，2008年—2009年度建立的18個“矮抗58”萬畝高產示范基地產量為536—658.9公斤，平均產量597.6公斤。2009年—2010年度建立的19個萬畝高產示范基地產量為536—645.5公斤，平均畝產602.9公斤。2010年—2011年度建立的16個萬畝高產示范基地產量為583.2—694.5公斤，平均產量620.53公斤。   

    在“矮抗58”的推廣過程中，河南科技學院相關部門積極與農業主管部門結合，充分利用社會農技力量，在各地建立高產示范方，通過高產創建，樹立典型，輻射帶動，推進規模化種植，標準化生產，涌現出了許多穩產高產的典型——

    2008年5月25日，農業專家對修武縣郇封鎮100畝高產攻關田測產驗收，平均畝產718.2公斤。

    2009年6月12日，滑縣劉古鎮200畝高產攻關田實打驗收，平均畝產707公斤。

    2010年，焦作市農業局對修武縣小營村和陳村10200畝“矮抗58”連片高產示范方測產驗收，平均畝產667.14公斤。

    2011年，產量再創新高。6月7日，在臨潁縣王孟鄉的“矮抗58” 萬畝高產示范基地，省科技廳組織專家進行田間測產驗收，平均畝產 694.54 公斤；6月10日，新鄉市農業局組織專家對長垣縣蒲北辦事處程莊村村民高廣周種植的7.2畝“矮抗58”進行實打驗收，平均畝產788.2公斤，成為當年“三夏”的高產狀元；省農業廳組織專家對修武縣郇封鎮3萬多畝“矮抗58”進行田間測產驗收，平均畝產671.6公斤；6月12日，農業部小麥專家組在浚縣王莊鎮5萬畝“矮抗58”小麥高產示范區，隨機抽取樣點實打驗收，平均畝產614.2公斤，創全國同等面積地塊小麥高產紀錄……

    中國工程院院士、著名小麥育種專家程順和對“矮抗58”給予高度評價，“‘矮抗58’是豐產性、廣適性、抗病性都集聚一身的好品種，從‘矮抗58’表現出的優良性狀看，這個品種是近年來我國小麥品種改良上的一個重要進展。”

    著名小麥專家肖世和、任正隆等認為，“‘矮抗58’具有矮稈抗倒、高產、抗寒、抗病、耐旱、廣適等突出優點，較好地解決了抗倒伏性與高質量大群體的矛盾，矮桿與綜合抗病抗逆的矛盾，在小麥品種多性狀的綜合育種上取得重大進展，項目總體技術達到國際先進水平。”

    全國小麥專家指導組副組長、河南農業大學教授郭天財說，“在同類小麥品種中高產穩產性、矮桿抗倒性、多抗廣適性表現最為突出，綜合性狀優良，深受農民群眾和種子企業歡迎，不推自廣，是近年來黃淮地區擴展速度最快、種植地域最廣的品種，為河南小麥實現連續增產作出了巨大貢獻。”

    據茹振鋼教授介紹，“矮抗58”的五大優勢保證其成為“明星”品種：一是高產穩產：一般畝產550—600公斤，高產示范田可超700公斤；二是抗凍耐旱：苗期能抗零下16℃低溫，根系發達，根深較一般品種增加20—30厘米，耐旱能力強；三是矮稈抗倒：株高70厘米左右，莖稈堅實重心低，抗倒能力強；四是抗病廣適：高抗條銹病和稈銹病，中抗紋枯病和白粉病；五是品質優良：籽粒容重819克/升，硬度指數65，面團穩定時間6.3分鐘，在農業部優質面條小麥品種評比中連續兩年名列第一，屬優質中筋品種。

    “矮抗58”的綜合性狀優良，遺傳基礎豐富，已被66個單位作為親本重點利用，育成國審品種2個，省審品種1個，正在參加國家和省級區試、生產試驗的新品系89個，促進了我國小麥遺傳改良工作。

    “抗寒、抗倒、抗病、高產、穩產”，能結合這么多優良性狀的小麥品種不多，“矮抗58”卻做到了，而且做得這么優秀。在驚嘆于它書寫的傳奇的同時，我們不僅要問，“矮抗58”的神奇密碼到底是什么？

    科技支撐：揭秘“矮抗58”的成功密碼

    “‘民以食為天，糧以種為先’，保障國家糧食安全，必須緊緊抓住科技這一‘第一生產力’，‘矮抗58’之所以成功，科技創新是關鍵。”談及‘矮抗58’的成功密碼，茹振鋼教授說。

    “在‘矮抗58’的培育中，每一項理論和技術創新的靈感和源泉，卻都來自老百姓。”茹教授這句話可不是客套。

    幾十年來，茹振鋼走遍黃淮大地，在為老百姓送上能用好用的科技的同時，一個最大的任務就是請鄉親們給自己育的種子“挑刺”，傾聽老百姓的意見和建議。

    “能不能讓小麥又高產又抗倒伏？”“小麥想啥時種就啥時種多好？”麥穗大了，能不能讓穗子多點；穗子多了，能不能麥稈矮一點；稈子矮了能不能耐瘠、耐旱，能不能抗病蟲害……這些“苛刻”的“難題”卻被茹振鋼像“寶貝”一樣認真地記下來，往往轉化為自己的科研主攻方向。

    “農民朋友最有創造力了，他們最敢想、最敢問，往往能給我們提供具有突破性、創造性的科研命題。沒有他們一個又一個難題，就沒有我們高水平的成果！”茹振鋼對此深有感觸。

    老百姓的要求和“難題”也恰恰是小麥育種界所遇到的瓶頸問題——如何解決小麥品優質不高產、高產不優質，群體大易倒伏，稈子矮卻易早衰的頑癥。針對這些難題，茹振鋼教授帶領研究團隊，在河南省重大科技專項的支持下，依靠科技支撐，項目組協同攻關，創新關鍵選擇技術，在矮稈高產、多抗廣適小麥新品種研究上取得了一個又一個的突破。

    ——制定出了“增穗壯稈強根系，優化品質聚抗性”的高產小麥育種策略，設計出創造性的多性狀聚合技術路線。

    對這個具有創新性的育種策略，茹教授打了個比方：“有人說雙眼皮好看，有人說一米八高帥氣，有人認為高鼻梁英朗……所以我們根據大家要求，找出那個符合這些優良特質的人，這個人很可能就是個美男。經過科技攻關，矮稈高產、多抗廣適、優質中筋小麥突破性品種‘矮抗58’就是我們需要的美男子。”

    讓我們先了解一下這個育種策略路線圖。

    首先，以多穗大群體實現高產，以減少每排小穗籽粒數實現優質，解決“優質不高產，高產不優質”的矛盾。

    在“矮抗58”選育過程中，以畝穗數為主導，連續選擇小葉多穗類型，增加畝穗數，提高豐產性，“矮抗58”一般畝成穗45萬左右，最高可成58.5萬穗，產潛力每畝700 公斤以上。經過茹振鋼團隊對小麥籽粒品質的長期研究發現，小麥穗子每排小穗基部的兩個籽粒品質最好，上部第三個籽粒品質開始下降，第四個籽粒品質急劇下降，“矮抗58”每排小穗一般為2—3個籽粒，保證了面粉品質。

    其次，通過降低株高、提高莖稈質量增強抗倒性，強化根系性狀選擇，解決矮稈易早衰問題。

    在培育過程中，將材料力學應用到農作物育種中，使小麥莖稈基部剛性強，上部彈性足，承壓能力和抗扭曲能力足以支持700公斤以上的畝產量。“矮抗58” 株高70公分左右，重心較低，莖稈堅韌、基部機械組織發達，彈性好，具有 Rht-D1b + Rht8 矮稈基因組合，更有利于抗倒。實際生產中，畝產650公斤在8級大風情況下也安然無恙，生產應用至今從未發生倒伏現象。

    在“矮抗58”選育過程中，茹振鋼團隊創建并應用根系觀察箱、根系觀察墻和地下根系觀察走廊，通過研究根系時空動態變化，選擇出了生長速度快、根量大、色澤鮮亮、水平根系和垂直根系均發達的根系類型。通過對地上植株性狀和地下根系性狀同步選擇培育出的“矮抗58”，根系活力好，后期葉功能好，成熟期耐濕害和高溫危害，抗干熱風，籽粒灌漿充分，解決了小麥矮稈品種易早衰的技術難題。

    最后，通過聚合抗逆、抗病性狀，增強廣適能力。

    采用連年早播，利用自然逆境、人工模擬極端低溫等方法連續多代選擇抗寒能力強的品系；通過多病原混合接種鑒定，強化選擇抗條銹病、白粉病、紋枯病等綜合抗病性；通過水旱交替法和酸堿適應性鑒定法，選育出耐濕耐旱、對酸堿性土壤適應能力強的優良株系，聚合抗凍、抗病、耐旱等多種優良性狀，優化優質基因組合、選擇籽粒均勻一致的結實類型，增強了高產品種“矮抗58”的穩產性和廣適性，解決了高產品種穩產性與廣適性難以結合的技術問題。

    ——創新小麥抗倒伏強度數字化測定與評價方法。

    隨著小麥產量水平的不斷提高，大面積倒伏、綜合抗性差已成為制約小麥高產穩產的突出問題。對小麥抗倒性狀的選擇，國內外通常采用形態性狀選擇；對小麥抗倒伏能力的評價方法，多用靜態或間接測定，如莖稈折斷破壞性測定等。茹振鋼率領科研團隊不斷探索不斷創新，依據流體力學風速、風壓轉換原理，近地附著層大氣風速隨距地面高度的降低呈對數關系降低的理論，研制出便攜式作物抗倒強度電子測定儀（2012年獲實用新型專利），其推力測定范圍為 0.001—50牛頓，實現了在實驗和田間正常生長狀態下對小麥單株、群體抗倒伏能力的快速、定量評價與選擇。

    為培育抗倒伏小麥高產品種，鑒定小麥在各種極端天氣下的抗倒伏能力，首次設計建造了小麥數字化實驗風洞，該風洞長8.0m、寬1.3m、高2.0m，可以模擬0—25.0米/秒陣風，在室內對小麥單株和群體的抗倒伏能力進行適時鑒定與決選。并實現了瞬時風速及圖像的計算機連續自動采集，他們研制的小麥抗倒伏強度電子測定儀以及數字化實驗風洞，具有直接、快捷、客觀、定量的特點，屬國內外首創。

    ——設計建造國內首座地下小麥根系觀察走廊。

    俗話說：“樹從根老，人從腳老”。“根本根本，以根為本”。小麥根系活力強弱對小麥抗寒性、抗旱性影響非常大。根系在小麥的生長發育、生理功能和物質代謝過程中發揮重要作用。根系性狀質量的優劣直接關系到地上部性狀的發育，并最終影響作物個體的抗逆性。另外，生產實踐證明，小麥高產穩產的物質基礎是獲得較高的生物產量，而生物產量高低則在很大程度上取決于根系發育狀況。主要自然災害或不利生態因子如旱、澇、堿、薄等引起各種生理障礙的原初傷害器官均是根系。因此培育健壯、生理活性高的根系是提高小麥產量的關鍵。然而，由于根系生長環境的特殊性，研究手段和方法滯后，研究難度高、工作量大、效率低等多方面的限制，人們在育種過程中并沒有系統地將根系作為選擇目標，其根系往往是隨著對地上部分主要性狀的選擇而被動選擇的，根系研究一直是小麥育種、栽培研究的薄弱領域。

    為破解高產小麥根系動態生長特點，他們特地建造了根系觀察箱、根系觀察墻以及國內首座地下小麥根系觀察走廊。通過“根系觀察箱+根系觀察墻+根系觀察走廊”組合根系觀察設施，可以有效用于研究小麥不同生育階段、不同環境條件下，不同品種根數量、根毛多少、根毛長度以及根系發育的時空動態和適應性反應等。解決了小麥育種中根系性狀與地上植株性狀難以同步直觀選擇的技術難題，為高產品種培育及配套高產技術研究提供了強有力的技術支撐。

    ——研究提出小麥根系酸堿適應性鑒定和選擇方法，豐富了小麥土壤酸堿適應性選擇理論。

    小麥生長對土壤的適應性強，各種類型土壤均可種植，但要高產穩產，必須有綜合性能較好的土壤。pH值是影響小麥養分吸收的重要參數。小麥養分吸收依賴于對土壤或基質的pH值精確調節： pH值過低阻礙大量元素吸收；pH值過高，阻礙微量元素吸收，如缺鐵失綠等。因此，要保證小麥高產穩產，對小麥根系酸堿適應性的鑒定是非常必要的。

    首次研究了小麥根系組織液對土壤酸堿性緩沖能力，建立了小麥根系酸堿適應性評價與選擇方法。研究發現，不同小麥品種根系對土壤酸堿性的適應能力不同，生長良好的小麥根系組織液通常維持在pH 6.0—6.4。據此創建了小麥酸堿適應性鑒定和選擇方法：將小麥培養在根系可耐受的pH 4.0和pH 9.0兩種極端條件下，采用壓榨法分別測定根系組織液 pH值與培養在pH 6.5條件下所測的根系組織液pH值比較，差值越小者對土壤酸堿性的適應能力越好。用此法選育的“矮抗 58”，適宜于黃淮麥區不同土壤類型。應用該方法測定了百農 64、偃展 1 號、偃展 4110 等小麥品種，測定結果與實際吻合。

    創新模式：打造成果轉化的優秀典范

    科技成果推廣難，科技成果推廣慢，一直是制約著我國經濟社會發展的重要因素。茹振鋼團隊依托河南省重大科技專項支持，創新推廣轉化模式，短短幾年內使“矮抗58”得以大面積推廣，在產糧大省河南推廣速度、種植面積、增產效益均居第一位。“矮抗58”已經成為優秀科技成果轉化的優秀范例。

    2008年7月，河南省政府啟動實施了“矮抗58”小麥新品種產業化研究與開發重大科技專項，資助經費500萬元。在河南省重大科技專項的支持下，茹振鋼團隊建立“首席專家負責、分區授權、多點示范、就近供種”的推廣模式，配套高產栽培技術，實現了品種快速推廣應用和大面積均衡增產。具體來說就是由首席專家負責制定推廣目標，規劃繁殖和推廣區域，保障育種家種源、配套繁育和栽培技術；授權核心企業分區繁育、多點示范，就近供種，跟蹤提供技術服務。

    在品種推廣中，他們充分發揮重大科技專項優勢，制定了詳盡的示范基地實施方案，積極與當地農業主管部門結合，讓各地農業技術骨干參與到示范基地的建設中來，增強示范帶動效果。

    為提高品種推廣效益，該團隊利用仿真技術，對品種最佳適宜區域進行時空精準定位，將品種在最佳增產區域內進行推廣，增產效果顯著，做到有的放矢，事半功倍。

    為幫助農民種好麥，采取將品種與配套栽培技術打包的方式送到農民手上，好品種讓農民朋友用的上，用的好。

    此外，對推廣效益進行合理的分配，采取二八分配原則（即推廣效益科研單位得兩份，種子企業得八份），保證推廣企業足夠的經濟效益，充分調動種子企業推廣的積極性。

    先后在河南、安徽、江蘇、陜西、山東等多省建成18個萬畝高產示范基地、54個千畝樣板田、8個百畝攻關田，通過分區域輻射帶動，全面提高了河南省小麥生產水平和產業化效益，在各個示范區域都產生了轟動效應，帶動種植面積快速上升。

    2008年以來，“矮抗58”在省內外每年都有300萬畝到500萬畝的增速。2009年以來，“矮抗58”成為河南省第一大小麥品種及黃淮麥區的特大小麥品種！據估算，該品種完全發揮實力后，對全省小麥生產貢獻率可達25%以上。

    近年來，“矮抗58”為種子企業帶來了每年2億元的經濟效益，使河南省120多家種子企業順利實現了向股份制的改制轉型，為形成河南省的小麥產業鏈提供了穩固的科技基礎和強勁的市場推力。無論是種植面積、推廣速度、產量水平，還是對河南省糧食增產的貢獻率，“矮抗58”這個特大品種，為我國糧食安全發揮重大作用，成為全國冬小麥主導品種。

    勇于突破：續寫小麥育種新篇章

    創新無止境，茹振鋼教授和他的團隊有著更高的目標。

    “茹振鋼小麥科技創新團隊”擁有36名農學、分子生物學、計算機科學，甚至材料工程學等專業的創新人才。該團隊融合多學科、多專業人才于一體，密切配合、刻苦攻關，在培育出諸如矮抗58等系列優秀品種的同時，更是探索出了一條頗有特色的科技創新之路，為我國小麥育種研究提供了可供借鑒的模式。可以預料，在這個模式下，該團隊會繼續創造一個又一個品種奇跡。

    茹振鋼告訴記者，“育種是一項與時間賽跑的工作。以前我們育成一個品種需要7—8年，條件完善的話可以縮短到4—5年。現在，我們通過人工氣候室、分子標記輔助選擇等技術，能把育種周期縮短到只需2年甚至1年的時間。”育種周期縮短，意味著研究目標將由以往的單個目標提升為多個目標同步進行，這樣可把多項技術集成在一個研究成果上，育出的好品種不僅用時短，而且綜合性狀完善。

    注重科技創新使“茹振鋼小麥科技創新團隊”在小麥育種研究方面走到了河南省乃至全國的先進行列。他們在小麥育種研究上不斷探索，已在巨型小麥育種、雜交小麥培育、新核型品種創育方面取得了巨大進展。

    “小麥良種培育要推廣一代、儲備一代、研發一代、設想一代。要做到一地研究多地用、當今研究未來用。”在茹教授勾勒的科技創新的藍圖中，“矮抗58”只是其中一個，他的眼光放的更為長遠。

    對此，茹振鋼小麥科技創新團隊充滿信心！