在南繁硅谷萃取良种芯片

蔡原征

　　南繁科研育种起源于1956 年，至今已有60多年历史。三亚国家南繁科研育种基地是国家宝贵的农业科研平台，是集科研、生产、销售、科技交流、成果转化为一体的服务全国的“南繁硅谷” 。每年有来自全国29个省份、超过800家“育、繁、推”相关种业企事业单位、超8000名科技人员在海南从事南繁育制种工作，每年有超过300万份以上的育种材料及品种进入南繁区。

用北稻南移增产增收

　 国家农业部本地品种与外引资源高效结合与利用专项课题组首席专家周晓东研究员来三亚南繁育种已经25年。由他主持的农业部公益性行业专项《本地与外引种质资源高效结合与利用》课题中的子课题——海南三亚北稻南移项目获得成功。

三亚水稻国家公园北稻南移试验基地。

　　周晓东团队从每年无霜期90天左右的黑龙江漠河北极村出发，将东北超早熟水稻的种植逐步向南推进，一直种到海南省三沙市的永兴岛，从寒温带大陆季风性气候到热带海洋性气候，经历了从北纬53度向北纬16度跨纬度种植试验。整个区域试验过程穿越了辽宁、天津、江苏、海南、四川、西藏等省市自治区，在高原、海岛、高温、低寒等特殊环境下，进行水稻生长的极限试验，并获得了宝贵的实验数据。其中，在西藏察隅县进行的高原稻种植试验，培育出适合高原低温生长的特殊品种，对维护国家粮食安全意义深远。

2017年4月，周晓东科研团队在三亚水稻国家公园试种了6个品种480亩的东北水稻。实施北稻南移，就是把好吃的东北稻米移植到南方，并保证其产量和品质稳定。袁隆平院士150亩的杂交稻试验地在路南侧，周晓东团队的350亩北稻南移试验地在路北侧，中间有一条4米宽的水泥路，三亚水稻国家公园的工作人员都叫他们“南袁北周”。

由于岛上潮湿大米容易变质，不能长期保存，为了解决这个问题，他们用近20年的时间在海南三亚对东北1000多个品种进行驯化，终于选育成功6个口感与北方相同，产量与北方相当的三亚能够种植的东北水稻。目前，这项特殊技术从根本上解决了东北大米在海南的口感不佳和食品安全问题，大量节约了成本。　

　他们实施阶梯种植法，把北稻南移项目同时也做成了农业观光项目。游客不管哪个月来，都能有成熟的水稻收割，都是吃上新大米。在三亚水稻国家公园内出现了那边插秧，这边收割，那边翠绿，这边金黄的景象。稻田直通餐桌，实现了藏粮于地。他们在三亚试种了6个品种480亩的东北水稻。并将试验成果逐步向五指山、乐东、博鳌等地区推进，开始小面积试种。

2019年8月15日，他们在海南省博鳌市实现了水稻种植一年四熟的历史性突破。过去，在海南省的北纬18度地区每年只能够种植3次水稻，这种种植模式已经有千年的历史。周晓东研究员介绍辽宁省的水稻品种在辽宁省的成熟期为135天到150天，移到海南后成熟期缩短到90-95天，采取插秧种植的方法田间生长期只有70-80天。经过测产亩产在800-1000斤左右。北方的品种在海南种植米质并没有发生变化是最大的突破。多种一茬水稻可增产1000斤。

北稻南移试验在四川获得成功。

北稻南移试验在四川获得成功。在四川省荣县，周晓东团队从100多个粳稻品种中筛选出表现好、品质优的品种21个，到荣县开展田间试验。通过多样化播种、规范化移栽、精准化施肥、生态化防控等加强田间管理。经测产，平均亩产500公斤，最高产量654.7公斤，初步分析有3-5个品种具有进一步试验的价值，北稻南移项目取得了阶段性的成果。他们采取免催芽技术，比传统方法提前7天播种。采用直播种植法取代传统的插秧、抛秧。根据当地小地块不适合大型农机具耕作的特点，采用无人机播种、施肥和植保。这样操作，每亩增加收入200元。

“周晓东1号”在西藏收割的情景。

　　2020年9月4日，由育种专家周晓东研究员主持的北稻南移项目试验在西藏察隅县获得成功，这是东北水稻首次在西藏高原地区种植。经过当地农业科研部门的测产，亩产500公斤，质量和口感与东北大米相同。北稻高移是在北稻南移的基础上，将东北水稻由低海拔地区向高海拔地区种植的过程。让东北水稻在南方和高原其仍然能保持东北大米的口感和品质。北稻高移科研成果落户西藏，让藏族同胞9月份就能吃上本地产的东北新大米，是西藏地区粮食生产的一次革命，也是藏族同胞一次餐桌的革命。

“南繁+航天”培育出小麦良种

航天育种也叫太空育种，又称空间诱变育种。周晓东研究员介绍，太空育种主要是通过强辐射，微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响，一旦进入失重状态，同时受到其他物理辐射的作用，将更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。

2004年10月15日，周晓东借助我国第二十颗返回式科学试验卫星成功搭载了13个小麦品系共计54克种子遨游太空。通过太空育种后，周晓东欣喜的发现麦穗变大了，麦粒又大又饱满，口感中有一种遥远的野麦香味。还有高产、矮秆、早熟的特点，其产量较一般品种高5.1%。2012年12月24日，由周晓东用高代品系70149太空育种选育而成的小麦品种沈太2号， 经第三届国家农作物品种审定委员会第一次会议审定通过。之后，周晓东又进行了三次航天搭载。沈太2号杆壮超早熟的特性，解决了小麦晚熟和倒伏的世界性难题。

　　周晓东研究员（右）和中国农业科学院作物研究所原所长杜振华（左）查看用“南繁+航天”培育的“沈太2号”小麦。

周晓东团队利用“沈太2号”超早熟的特性，在辽宁试验麦稻一年两熟获得成功。2010年的秋天，周晓东在辽宁省不同地区试种的小麦、水稻粮食作物“一年两熟”获得成功，填补了该地区种植业历史的空白。实现了辽宁省传统的大田粮食作物一年一熟种植模式的历史性突破。综合试验数据显示，第一茬小麦平均亩产400公斤，第二茬水稻平均亩产413公斤，亩产比单种一季水稻多200公斤。这种“一年两熟”的生态高效型的种植模式能在辽宁地区推广，每年即可节约灌溉用水30%。相当于又在辽宁又建设了一个大伙房水库。同时，每年可提高土地被绿色植物覆盖时间2个月，每年多吸收二氧化碳800多万吨，多释放氧气240多万吨，减少沙尘100万吨，收获金山银山和绿水青山。

　　实施藏种于民战略。行业内没有人愿意研究小麦育种的一个主要原因，是因为小麦自花授粉作物，农民第二年可以留种。农民得到了实惠，育种单位形不成小麦种子每年的垄断经营，效益无法保障。从另外一个角度看，优质小麦种子的知识产权很难得到保护。在小麦研究机构呈现萎缩态势时，周晓东团队搞小麦育种虽然没有直接经济效益，但他选育的小麦良种却得到了老百姓的自然推广。东北麦区的农场、农民，使用我他选育的麦种“以粮代种”，自愿种植，推广种植面积达到数百万亩。在东北和华北地区，周晓东团队培育的“沈太2号”小麦新品种比当地主栽品种亩增产50公斤，累计为国家增产粮食20亿斤。

周晓东研究员认为，小麦育种必须研究，不能看眼前利益。现在依赖进口，但中国人的粮食安全永远不能依靠外国。外国对我们“卡脖子”时，还得靠我们发扬南泥湾精神，自己种地养活自己。所以说小麦育种必须研究，还要藏种于民，延续种植。不能让我们的小麦种子退化失传，也要保留小麦的种植技术。前些年进口粮食价格优势影响了农民种地的积极性，但不能让农民丢掉农具，要养成中国人端稳中国饭碗的习惯，吃饭问题不能受制于人。储存良种、良田和农业技能，让利于民就是农业战略储备。俄乌战争爆发后，小麦翻倍涨价，证实了农业科研人员的研判。