智库参考民间科研机构为种业创新趟出新路

色泽翠绿、茎节挺拔、平均植株高度超过3.9米——9月4日,在河南省南阳市衡达农科院位于宁夏吴忠的种业科研基地,“国研智库”等机构组织的“我国新型农业发展模式研究与政策建议”课题组在实地调研中发现,采用该院院长苏子磻研究员研发的远缘杂交育种技术繁育的高粱长势喜人,同行的多位饲草饲料企业负责人,亦对该院率先研发的此类高粱品种产生浓厚兴趣。

年9月,“我国新型农业发展模式研究与政策建议”课题组一行在宁夏吴忠市调研。(摄影:刘嘉)

远缘杂交高粱的创新优势

苏子磻研究员在宁夏吴忠试验基地种植新品种高粱的成功,进一步印证了远缘杂交育种技术的重要意义。他用栽培高粱与热带野高粱进行远缘杂交,成功培育出远缘杂交饲草高粱(衡达6号、衡达7号)、糖高粱(衡达8号)两大系列新品种。多个试验基地近年来的监测数据显示,新品种高粱具有普通品种无可比拟的优势。

首先,远缘杂交的新品种较好地解决了甜高粱糖分极易流失、产量低、病虫害严重、收获时间集中,难以运输、储藏、加工,难以均衡化、工业化利用的突出矛盾,未来有望成为我国主要的能源战略作物。

远缘杂交糖高粱与普通甜高粱的主要区别有五个方面:一是能量物质糖的构成不同,糖高粱糖的构成主要以淀粉为主,占38%以上,单糖占10%左右,二者均十分稳定,而甜高粱以单糖、游离糖为主,捕捉不易,极易流失转化为木质素;二是含量不同;三是产量不同;四是甜高粱病虫害较严重,糖高粱则高抗病虫;五是在收割、储藏、加工过程中,甜高粱须在成熟期20日内排山倒海般地收割加工与储藏,糖高粱可从容收割、储藏与加工。即使“三北”地区到来年5月收割,糖分损失率也仅1%?2%。

近年来的试验数据显示,年,衡达农科院新疆基地种植衡达6号糖饲能兼用型高粱,生长两个月(5月25日?7月25日)的秸秆,经河南省粮油饲料产品质量监督检验中心检测,粗蛋白为9.6%,粗脂肪1.9%,粗纤维29.8%,粗灰分9.6%,总糖28.8%。年,河北固安基地天秸秆,经农业部农产品质量监督检验测试中心(北京)检测,粗蛋白7.22%,粗脂肪1.24%,粗纤维36.6%,淀粉38.8%,糖(以葡萄糖计)9.73%。经试验,6个糖饲能兼用型高粱品种秸秆,经微生物发酵处理后蛋白质含量达11.6%?19.15%。

年,河北固安基地衡达8号糖高粱天秸秆,经河南省粮油饲料产品质量监督检验中心检测,粗蛋白7.5%,粗脂肪2.2%,粗纤维26.6%,淀粉30.0%,总糖40.0%。

另一个振奋人心的创新优势则是,远缘杂交育种的饲草高粱和糖高粱比普通品种更高产,且同样可以种植在沙荒、盐碱、贫瘠、裸露的边际土地上。高粱自身具有广泛抗逆性,远缘杂交高粱抗逆性更为突出,抗旱耐瘠、耐寒耐涝渍,可在PH9.2土地上种植,出苗率达30%左右;在含盐0.4%的沿海滩涂地上种植,出苗率达85%以上。新品种高粱有望为滩涂地、盐碱地开发利用发挥重要作用。

年,新疆昌吉的甜高粱试验数据显示,种植密度株/亩,5月25日播种,7月25日收获,平均亩产鲜草11.56吨,正常成熟平均亩产可达15吨以上。若一年种植两季,亩产青鲜饲草可达20吨以上,产量相当于普通甜高粱的2?3倍,突破了中科院规划的年吨/公顷(约13吨/亩)的指标。

由此可见,远缘杂交育种技术优质、高产、多抗、广适的优势,对于农业供给侧结构性改革和农业发展方式转变、推动农业大发展、实现农业现代化提供科技力量,显得尤为重要。

远缘杂交高粱产业化前景广阔

近年来,衡达农科院与中科院过程工程所、中科院江苏植物所、南京农业大学、华中科技大学、河南科技大学等高等院校以及相关企业合作,对远缘杂交高粱进行成果转化技术研发,在青贮饲草饲料、生物质燃料乙醇等产业化转化方面,初获成功。

年,衡达糖高粱第一年进行规模化种植,面积近0亩。衡达农科院最近正在与中科院过程所以及内蒙古一家能源公司洽谈合作,建设国内第一条万吨级“糖高粱草生物转化乙醇及其综合利用产业化生产线”项目。

项目合作各方共同参与研究开发糖高粱草生物转化乙醇及其综合利用产业化技术,建立“远缘杂交高粱种业+生物转化乙醇及其综合利用产业化技术+万吨级糖高粱草生产燃料乙醇”生产企业联合体,以期实现糖高粱草生物转化乙醇,发酵剩余物分级制备高蛋白饲料和高性能纤维素材料,形成糖高粱草生产燃料乙醇,高能饲料和生物基材料的多联产清洁生产集成技术,完成万吨级糖高粱草乙醇及其综合利用产业化开发。该项目主要生产非粮燃料乙醇、食品级纤维素与高蛋白饲草三大类产品。按照计划,将在今年10月前完成小试与中试生产目标,年投入规模化生产。

此外,通过种植远缘杂交高粱进行中重度盐碱地开发利用,也是未来的一个重要方向。土壤盐碱化治理是世界性难题。一直以来,人们通过各种物理、化学、生物、工程改良等方式对盐碱土进行改良,逐步形成工程排盐、灌溉洗盐、植物吸盐、化学调盐(碱)的理论体系和改良方法,取得了一些成果,由于条件限制未能大规模推广应用。盐碱地中的盐碱是可控而不可除的,只能通过一定的技术手段,把耕层内的盐碱控制在作物适宜生长的范围内。要有效控制耕层盐碱含量,关键在于调理土壤结构,控制盐分单向移动。

衡达农科院与南京农大合作,总结出开发利用中重度盐碱地的新模式新途径:利用南农自主研发的盐土改良剂改良盐碱土和多功能高效微生物土壤结构,种植衡达自主研发的远缘杂交高粱品种,作绿肥掩青,形成30㎝耕层的生物质隔离层,沃土改土,孵化高附加值产业,从而实现“生态效益+经济效益”的良性循环。目前,该项目正在组织实施,有望未来形成“改土+种植+养殖和改土+种植+秸秆乙醇”等多个产业链,在盐碱土改良过程中和改良后持续种植发挥重要作用。

民间种业创新具有重要意义

随着我国现代农业建设的推进,良种需求迅速增加,种业市场化进程加快,种业企业快速兴起,种子市场规模迅速扩展,呈现出迅猛发展的势头。据估计,我国主要农作物种子市场规模约为亿元,整个种子市场总规模超过0亿元,成为仅次于美国的世界第二大种子市场。

种业是国家战略性、基础性核心产业,是保障国家粮食安全、促进农业长期稳定发展的根本保障。种业作为农业产业链条的首要环节,对于农业结构调整和农产品品质提升,加快农业供给侧改革具有至关重要的作用和影响。

在市场需求的驱动下,一批民营企业和民间研发机构迅速兴起,优质专用型作物品种大量涌现,为种业发展增添了新的活力。深化种业发展体制改革,强化企业尤其是民营企业和民间研发机构的育种主体地位,发挥市场需求对育种开发的引领作用,既是我国种业发展面临的重大课题,也是推动农业供给侧改革的重要举措。

在此行业发展背景下,民间科研人员利用自身掌握传统作物资源和野生种质资源开展育种研究,成为种业市场的重要补充。苏子磻是其中的典型代表之一。作为玉米不同属间远缘杂交创造新品种的开创者,他采用非转基因远缘杂交与理化诱变等育种新理论、新方法,成功跨越玉米与高粱、玉米与薏米、棉花与野棉花、高粱与热带野高粱等物种间自然遗传屏障,培育出近万份远缘杂交种质资源,并成功培育出“高粱玉米”“无毒棉花”“饲草高粱”和“糖高粱”等一系列远缘杂交作物新品种。其所培育的高粱玉米与普通玉米有很大不同,高粱玉米秸秆里面富含蛋白质、脂肪、总糖和淀粉等营养成分,与籽粒相近,使得地上生物学器官(除籽粒外的茎、叶、穗柄、穗轴等)全部变为经济学产品,且产量突出。

总体看来,尽管和科研院所相比,民间研发机构投入相对较少,但其工作的开展都依托于当地民间土专家和当地植物品种资源,结合当地市场需求,对我国当前转方式调结构发挥了不可忽视的作用。

民间种业发展的困惑与未来

近年来国际种业发展的主要趋势之一,是私人部门逐步取代公立机构成为育种研发主体。20世纪以来,私人部门的育种研发活动不仅在投入数量上有了显著增长,而且在整个育种研发体系中逐步取代公共部门成为主导力量。

?年间,私营部门在作物育种上的研发支出总额增长了%(经物价指数调整),与此同时,公共部门的研发支出总额则几乎没有增长。杂交玉米是第一个作物育种由公立部门转向私营部门为主的作物,从年代商业化杂交玉米品种出现以来,私人部门在玉米育种研发支出中的比重由年代的接近50%增加到年70%以上。年代中期以来,全球私人部门在作物育种和生物技术方面的研发投入有了大幅增长。

中国民间种业创新力量一直在发展,但也遇到几方面的困难。首先是品种认定标准单一,不利于民间研发机构优质专用品种的审定。现行的品种审定,以籽粒增产、稳产、抗逆作为判定依据标准,主要是产量导向。这种导向适用于我国产不足需的时代,但与当前农业结构调整,向优质化、专用化转变的大方向是不符。比如,衡达农科院研发的高粱玉米、饲草高粱和糖高粱品种,多抗广适,特别是抗旱耐瘠、耐渍涝、耐盐碱,在低产田改造和盐碱地培肥及土壤改良方面可发挥重要作用;秸秆营养物质含量高,可加工成优质青贮饲草料,亦可为发展生物质能源提供大量的优质原料;其籽粒产量虽然没有明显增产,但是植株营养含量高、全植株重量大,符合了养殖业尤其是奶业对饲料的要求,对于提高奶牛产奶量和品质非常有利,但按照现行标准,却难以认定。

其次,品种审定周期较长。根据现有的审定制度,一般要经过预试、区试和生产试验。这样一个品种通过省审需要3?4年的时间,通过国审还需要3?4年甚至更长的时间。因此对于民间机构而言,培育出的新品种要经过5?6年甚至更长时间才能应用于生产,且费用高昂,民间研发机构难以承受。

再次,在国家科技政策层面,对于民间农业科研单位进行种业创新工作,在政策及经费扶持不足。在“计划”“火炬计划”和“国家重大科技专项”申报方面,在获得国家科技经费和“三农经费”扶持方面,在育种中心及重点实验室建设方面,国家重视程度不够,扶持政策不完善。

最后,在种质资源与知识产权保护方面,国内一些新品种,早在9年起就已被跨国公司种业巨头锁定和追踪,他们从未停止过千方百计获得该种质资源的活动与努力。而我们有些工作则做得不够。

对于民间种业未来的发展,首先建议改革国家育种科研经费投入体制,强化企业和民间研发机构商业化育种的主体地位。育种研发体制改革的主要方向是建立以公益性科研院所为主体的基础性研究和以企业、民间研发机构为主体的商业化育种配合密切、分工有序的种业科技创新体系,解决创新主体错位问题。因此,应改革国家育种研发资金投入机制,取消对科研院所和高等院校等公益性研发机构开展商业化育种的资金支持力度,把种业企业和民间研发机构作为育种开发资金的重点支持对象,培育符合市场需求的多元化、专用化品种,引导我国育种方向进行转变和调整。

在“十三五”期间,在大宗粮油作物领域,应根据我国粮经饲结构调整的迫切需求,重点支持高粱玉米、糖高粱等符合饲料粮发展方向的品种研发。针对当前我国种业企业研发能力不强、投入不足的现实状况,应建立国家商业化育种投入的稳定增产机制,重点强化种业企业和民间研发机构,鼓励种子企业与民间研发机构整合,组建高水平的研发机构,构建商业化育种体系,提升企业种业科技创新能力和市场竞争力。

加快品种审定制度改革,改变现行单一增产为导向的认定标准。对于饲料饲草类、非粮食新品种可探索实行新品种登记制度,让企业和民间研发机构按照市场需求培育开发,以满足农业生产和市场多元化需求为目标,推动农业转方式调结构。同时,通过边缘性新品种登记制度,缩短新品种上市推广周期,加速新品种的推广应用,也减少在品种审定过程中出现品种资源流失现象。

种业是高科技、高投入的产业,没有资本强有力地投入,现代种业难以发展。目前在我国种业集中度偏低、产能相对过剩的大背景下,推动国内种子企业做大做强,需要加大种业产业基金的投入,采用市场化运作方式,吸引金融资本、社会资本参与现代种业投资,加快种子企业兼并重组步伐,培育一批育种能力强的“育繁推一体化”现代种业集团,支持着力提升种子企业专业化水平和核心竞争力。应建立国家种业科研专项资金,采取国家资助、企业参与的方式,引导种业企业和民间研究机构联合,组建商业化育种团队,形成规模化、专业化、市场化的育种科研组织,对关键作物品种开展重大攻关,加快育种突破,改变我国种业科研小作坊式研发的局面,提高我国种业的科研水平。

从体制建设到项目运作,应在国家战略层面上不断完善制度建设;







































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