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从一粒种到一条链,江苏育种人“万里挑一”寻觅“理想”油菜
2024-08-21 14:45:00  
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8月12日,位于南京高淳区的南京禾田坊谷物种植家庭农场的菜籽油加工车间里,一粒粒饱满的菜籽历经烘干、压榨、精炼等重重“考验”后,变成清透醇香的菜籽油。“2个月榨的24吨油菜籽全卖掉了,比往年卖得多卖得快!”农场主魏清告诉记者,今年他种了670多亩“宁杂1818”,产量高、品质好、榨油香。

油菜是我国播种面积最大、分布最广、产量最高的油料作物。在江苏,油菜种植面积超过300万亩。魏清口中的“宁杂1818”是江苏省农科院油菜遗传育种团队选育的适宜全程机械化作业的品种,亩产超过400斤,含油量达45%。

在省农科院经济作物研究所的“试验田”里,像“宁杂1818”一样的优良品种还有很多,成立于上世纪60年代的油菜遗传育种团队至今已育出45个油菜品种,为“油瓶子”多装“中国油”增添底气。

挖掘优质基因,60载选育45个品种

今年春天,江苏省农科院的一片彩色油菜田火了。金黄、橘红、肉粉、奶白、浅紫……五颜六色的油菜花引来众多市民前来打卡。

靓丽风景背后,离不开“科技与狠活”。

“这里共有2000多份油菜种质资源。”省农科院油菜团队首席研究员张洁夫说,这片美得像景点的田实际上是省农科院的油菜基因库。

上世纪60年代,我国的油菜亩产仅有五六十斤,不足发达国家平均产量的三分之一。面对差距,国内最早的油菜育种学者之一——江苏省农科院(原中国农业科学院江苏分院)油料作物系研究员傅寿仲决心提高油菜产量。

高产基因藏在油菜种质资源里。为提高产量,傅寿仲老先生等老一辈育种专家开始了油菜种质资源的收集、挖掘与保存。

“那个时候中国主要种白菜型油菜,含油量和产量都很低,要高产,得杂交育种。”张洁夫讲述,傅老在上世纪70年代选育出的“宁油7号”等就是将甘蓝型油菜和白菜型油菜杂交而来,亩产可达300斤。

油菜育种,既要看菜籽产量,更要看榨油成分。“宁油7号”等一批高产品种问世后,团队将育种目标转向“双低化”。张洁夫解释道:“‘双低’就是低芥酸、低硫甙,菜籽油中的芥酸和硫甙对人体不好,双低的菜籽榨的油更有益健康。”

上世纪90年代,傅寿仲从澳大利亚搜集到一批单、双低油菜品种,后来成功培育出江苏第一个双低杂交油菜品种“宁杂1号”。“这个品种既双低又高产,但出油率不是很高,只有39%左右。”张洁夫告诉记者,此后,出油率成了团队油菜育种研究中的重要方向。

“高含油量就等于增产。”省农科院油菜栽培推广方向负责人、研究员高建芹举例,如果同样一亩地收200公斤,菜籽含油量为40%,那亩产油量只有80公斤;如果菜籽含油量50%,亩产油量就是100公斤,相当于增产25%或者面积扩种25%。

从提产量,到双低化,再到提高出油率,团队不断调整育种方向,只为将更多优质基因聚合进一粒菜籽中。几十年辛勤耕耘,团队已选育出45个产量、出油率“双高”,芥酸、硫甙“双低”的油菜品种。

“像团队老专家戚存扣研究员培育的黄籽油菜‘宁油10号’,出油率超过43%,‘宁杂1818’出油率超过45%;还有近期通过国家登记的‘宁杂182’,含油量高达50%。”谈起团队的育种成果,张洁夫如数家珍,语气里满是自豪。

寻觅“理想”油菜,十年如一日“万里挑一”

“313.85公斤/亩!”今年5月,盐城东台的金东台农场盐碱地上传来丰收喜讯,省农科院选育的耐盐碱油菜“宁杂811”首次在盐碱地种植,在前期受冻害、成熟期遇降温的情况下,亩产仍突破了300公斤。

广袤滩涂上分布的盐碱地,是我国最具潜力的后备“粮仓”。江苏沿海拥有近1000公里的海岸线,沿海滩涂总面积1000多万亩。早在2007年,省农科院就围绕盐碱地改良开展油菜相关的科研。“我们当时是‘以地适种’,把几千份油菜种质材料拿到盐碱地去种,让油菜适应盐碱地、改良盐碱地。”张洁夫介绍,油菜是一种天然绿肥,是有效改良土壤、修复盐碱地的理想作物。

2022年,育种方向从治理盐碱地适应作物转向选育耐盐碱植物适应盐碱地,“以种适地”催生出一批高产优质的耐盐碱油菜品种,2023年登记的“宁杂811”便是其中之一。该品种在平均盐分0.5-0.6%的中重度盐渍土地上表现优异。目前,“宁杂811”正在大面积推广应用。

“这个品种适合盐碱地,出油量也高。”东台市农业技术推广中心推广研究院王国平告诉记者,耐盐碱油菜的种植让金东台农场变得越来越有价值。

除了耐盐碱,抗除草剂也是团队近年来的油菜育种重点。

“草害对油菜危害很大,严重影响油菜收成。”张洁夫表示,与国外直接使用抗除草剂的转基因品种不同,团队致力于寻找非转基因的抗除草剂材料。

相关探索始于2004年。那时候,团队为找到抗除草剂的材料“万里挑一”——从一片长满育种材料的试验田里,筛选出使用除草剂后仍可存活的油菜。

“一开始‘全军覆灭’,后来一轮轮地试,发现了5株。”高建芹讲述。2007年,团队用0.4%的EMS(一种常用的化学诱变剂)半致死浓度处理油菜品系N131,2008年夏收获M1种子,2009年夏收获约30kg的M2种子,2010年获得5株生长变慢但心叶青绿没有药害症状的5株植株,开花后套袋自交……十年如一日寻寻觅觅,他们成功育成了我国具有自主知识产权的第一个非转基因抗除草剂油菜品种“宁R101”。

2022年,盐城东台种植的1600亩“宁R101”示范丰产方机收实产超300公斤/亩,创新单产记录。2023年6月,在安徽白马湖农场油菜示范区,安徽省油料作物产业技术体系首席专家、安徽农业大学周可金教授评价宁R101“抗寒性、抗倒伏能力强,丰产潜力大”。今年,“宁R101”成功入选农业农村部主导品种。

全链条支招,榨尽一颗油菜里的“含金量”

5月,在南京禾田坊谷物种植家庭农场,伴随着联合收割机的轰鸣,600多亩“宁杂1818”油菜从割倒、输送、脱粒到清选等作业一气呵成。

“省农科院的团队给我们支招,机器播种、无人机施肥打药、机械收割,几乎都不用人下田。”农场主魏清告诉记者,这片油菜田2015年就开始摸索油菜机械化种植,2020年实现从种到收、到加工的全程机械化,主要种植“宁杂182”、“宁杂1818”等品种。

“在新品种示范推广过程中,我们发现,就现有技术和装备来看,油菜产能还有很大提升空间。”高建芹透露,2016年起,团队还在育种基础上增加了推广配套技术的工作。“比如机械播种可以提高种植效益,但油菜籽比较轻,用种量少,我们就建议农户把种子和肥料一起播撒,撒后通过镇压保墒来保证均匀出苗。”2018年,团队探索出了“宁杂1818”油菜生产全程机械化的可行路径。

南京高淳区东坝街道的陈福明谷物种植家庭农场负责人陈蓉说,农场今年在省农科院油菜团队高建芹研究员的指导下进行田间管理,包括减量播种、使用油菜专用缓释肥、及时做好田间冻害管理等,产量较去年明显提升,每亩至少200公斤。

面向广阔的盐碱地,团队也在结合优质品种探索特色技术模式,联合中国农业科学院油料作物研究所开发的油菜“双密双高多抗”技术便是其中之一。2023年6月,东台市弶港镇采用“双密双高多抗”技术连片种植的200亩“中油杂501”,在苗期和蕾薹期历经多轮雨雪冰冻天气后,机收实产达323.87公斤/亩。

不止以育种为核心进行油菜生产的全周期技术探索,团队还从全产业链的角度为农户支招,推广“菜油”两用品种、指导种植大户建立自己的菜籽油加工厂。

如今,魏清的农场里,既卖菜薹,又加工菜籽油,还将榨油剩下的菜籽饼作为肥料进行销售,真正将一颗油菜“吃干榨净”。从种植到榨油只需要4个人干活,产品类型增多,收益也翻了几番。

从一粒种到一条链,团队的工作重点以育种为核心不断向外延伸。采访现场,高建芹算了一笔账:“如果按油菜籽平均产量195.6公斤/亩、平均售价计算,亩收益仅为1173.6元,扣除种植成本大约700元,平均利润为360~540元/亩,采摘油菜薹的话,成本再加50~70元/亩,就能多收1200元/亩,再加上菜籽油销售,每亩纯利润可达2000元左右。”

“吃”的链条只是其中之一,围绕油菜多功能开发利用展开育种,团队还为油菜“观”的链条提供智慧。今年春天,在位于南京浦口区的永宁河岸花海,省农科院经作所配置了10多个多色油菜新品,并通过技术手段延长花期8~10天。浦口区永宁街道张圩社区党总支书记刘明海说:“好看的油菜吸引了更多的游客前来观光打卡,增加了不少门票收益。”

新华报业·新江苏记者苑青青实习生黄紫彦

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