前不久，農業(yè)農村部在安徽省宿州市召開了全國大豆玉米帶狀復合種植現場觀摩交流會，推動帶狀復合種植往深里走、往細里做。目的只有一個——提升大豆產能。
我國馴化和種植大豆的歷史超過5000年。大豆，歷來是中國人獲取蛋白質的重要來源。
隨著經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，中國大豆需求量保持持續(xù)增長，國產大豆產能已不能滿足國人需要。近3年，我國每年的大豆進口量在1億噸左右。
在確保糧食安全的前提下，提升大豆產能，提高大豆育種能力和種植技術迫在眉睫。
“提高國產大豆產能，只有兩條路，一是依靠科技發(fā)展提高畝產量，二是擴大種植面積?！苯?，中國工程院院士蓋鈞鎰在接受科技日報記者采訪時說。
現有品種增產潛力只實現約50%
記者：2022年我國的大豆產量達2028萬噸，首次突破2000萬噸。但近3年，我國每年的大豆進口量約1億噸，大豆的供給與需求之間為何有這么大的錯位？大豆是否還有可能大規(guī)模擴種？
蓋鈞鎰：改革開放以后，人們生活水平提高，肉食進入普通家庭的餐桌。國產大豆的產量目前僅能滿足國人的食用需求，但養(yǎng)殖業(yè)對于飼料大豆的需求量還很大。大豆雖然不是主食，但老百姓的飯碗里少不了它，也少不了肉。
生產1億噸大豆，需要約6億畝耕地。現在的18億畝耕地紅線內，我們有約6.5億畝耕地種植玉米，水稻和小麥的種植面積約有8億畝，還有一些耕地要種植棉花、油料、糖料作物，所以在保證口糧生產的前提下，要大面積擴種大豆并不容易。
記者：如果大豆種植面積難以大面積擴增，還有哪些方法能提高大豆產能？目前制約我國大豆單產提高的技術難題有哪些？該如何破解這些瓶頸？
蓋鈞鎰：提高國產大豆產能，只有兩條路，一是依靠科技發(fā)展提高畝產量，二是擴大種植面積。
1952年前，我國大豆產量世界第一，但1952年后，美國就超過了我們。美國大豆現在的平均畝產可達400—450斤，高產品種畝產可達上千斤。而我國大豆現在的平均畝產約為270斤。
國產大豆品種有畝產400—450斤的潛力，但現在的增產潛力平均只實現了約50%。這一是因為長期以來我國的大豆選育、種植技術沒得到足夠重視，農民的種植收益不高，不愿種植大豆；二是好的土地都首選種糧食作物了，種植大豆的土壤有的肥力不夠，有的旱、澇、草、病蟲害嚴重；三是目前的大豆種植技術推廣力度不夠。
由于育種周期長，一般要10年左右，當務之急是改進現有高產大豆品種的種植技術，需要提高在施肥、排水、灌溉、除草、病蟲害控制等領域的技術水平。如果能有好的種植技術，現有高產品種至少可以提高到3000萬噸產量。
有了好技術，還得有專業(yè)的農技推廣團隊。建議明確農技推廣人員的責任，特別是要鼓勵學農的學生學以致用。
只有技術沒有地是巧婦難為無米之炊。目前，我國也在推進大豆玉米帶狀復合種植，支持東北、黃淮海地區(qū)開展糧豆輪作，穩(wěn)步開發(fā)利用鹽堿地種植大豆。
破解產能之困要加快探索生物育種
記者：您幾十年來在作物遺傳育種學領域耕耘，近年來您和您的團隊在大豆育種領域開展了哪些探索？
蓋鈞鎰：最近我們在南京和三亞進行野生大豆片段代換系百粒重基因精細定位和功能驗證。百粒重是大豆產量的重要構成因子，是大豆育種的重要目標性狀。
我們研究發(fā)現，野生大豆100粒只有2克重，但人工栽培大豆100粒重達20克。后者90%以上的基因是野生基因。為何與野生大豆不到10%的基因差異，百粒重卻提高到10倍？我們正在研究這些基因之間存在哪些特殊關系、背后的機制是什么，這不到10%的基因究竟對大豆產量的提高起了什么作用。
此外，目前大豆產量最大的國家依次是巴西、美國、阿根廷。不難發(fā)現，大豆開始向熱帶、亞熱帶地區(qū)發(fā)展。但我國的大豆主產區(qū)在東北，所以我們希望能加快探索，選育一些熱帶品種。南農三亞研究院成立后，我們篩選了1034份南方大豆種質資源在那里進行熱帶環(huán)境適應性鑒定。三亞氣溫高，大豆在三亞的生育期短，這便于我們做加代試驗，縮短育種周期。熱帶地區(qū)的病蟲害也多，我們也要看不同品種的抗病潛力如何。
記者：種子是農業(yè)的“芯片”。2021年，我國通過《種業(yè)振興行動方案》，強調要實現種業(yè)科技自立自強、種源自主可控。您曾經提及，我國在大豆技術研究、生物育種研究方面做了大量工作，但距離實際生產應用還差“一公里”。請問制約打通“最后一公里”的因素是什么？我們又該從哪些方面提高大豆育種能力？
蓋鈞鎰：大豆在過去幾千年的種植史里，已經進化出不少優(yōu)良性狀，但優(yōu)良的基因分散在不同的種質資源中。育種工作者要先找到這些優(yōu)良性狀的基因，再聚合這些優(yōu)良基因。
育種目前面臨的主要問題是現有品種產量比美洲低。最近幾年生物育種技術很流行，這種技術理論上有可取之處，但能不能提高育種效率還有待時間和實踐的驗證。
現在的生物育種技術著眼于提取個別優(yōu)良的基因，但如果育種和生物技術銜接不起來，很難真正育成一個品種。例如選育出一個抗除莠劑的基因，雖然解決了給大豆除草的問題，但本身沒有直接提高大豆產量。如果想提高產量，還需要各種性狀優(yōu)良基因的配合。
我國要建設種業(yè)強國，關鍵要有一支創(chuàng)新人才隊伍。在育種和產業(yè)技術之間，還需要“人”作技術銜接，育種家要向田里走，只待在實驗室不行。高校在考核中也可以對育種有更多的傾斜，提升育種工作在職位晉升和評職稱時的受重視程度，進一步激發(fā)育種工作者的積極性。
帶狀復合種植技術還需要進一步完善
記者：如果短時間內無法大面積擴展大豆種植面積和提高單產產量，是否有新的方法可以提高種植效率？
蓋鈞鎰：多年前，四川農業(yè)大學一個團隊做了試驗，將玉米跟大豆同時種在一塊地里套種，也就是進行帶狀復合種植。結果發(fā)現玉米地并沒有因為種植大豆而產量下降，還可以增加一季豆。這項技術的關鍵是把玉米的行距放寬，再在玉米行間種植大豆，玉米行內株數增加，確?？傊陻挡簧?。
我國現有約6.5億畝土地種植玉米，如果在保證玉米產量的基礎上又能畝產100公斤大豆，就能增產約6500萬噸大豆，土地利用效率會大大提高。
2022年，國家已經在西北、黃淮海、西南和長江流域等適宜地區(qū)推廣大豆玉米帶狀復合種植。但需要注意的是，帶狀復合種植技術還需要進一步完善。眼下的重點是選育出適于復合種植的專用配套品種。套種的玉米和大豆品種要能相互適配，例如套種的大豆要能耐得住玉米的遮陰，玉米要降低遮陰程度。而目前使用的大豆、玉米品種均從純作品種轉來，相互適配程度有待改進。此外，套種大豆后，玉米間的間距要達到多少最適合？什么樣的除草劑和殺蟲劑，能同時對大豆和玉米有效？套種適合在什么樣的土壤和溫濕度環(huán)境下進行？怎樣的農業(yè)機械能同時完成玉米和大豆的田間作業(yè)？這都需要國家設立專門的課題，在全國范圍內重點研究。
記者：您曾經提及，在突破性大豆品種出現之前，挖掘發(fā)揮現有品種的增產潛力，培肥地力是關鍵，尤其必須解決農業(yè)機械化、信息化問題。請問目前我國的農業(yè)機械化、信息化存在什么問題，您認為該如何用智能化的農業(yè)機械賦能大豆育種和生產？
蓋鈞鎰：國家提倡“藏糧于地、藏糧于技”，要點是提高土壤水肥供給和協(xié)調能力，提供必需的裝備和技術。以往大豆用地均是糧食作物選剩的二、三等地，這類藏“豆”的土地必須加緊改造。
此外，這幾年，我國農業(yè)機械基本實現了國產化，但由于在低價競爭條件下技術和材料不達標或標準過低，與發(fā)達國家有差距。我國不同地區(qū)的農業(yè)機械化程度也有差異。東北地區(qū)的大型農業(yè)機械化程度較高，但黃淮海地區(qū)的農機化普及率就要低得多。到了南方丘陵山區(qū)，幾乎沒有適合丘陵地的、從播種到收獲全過程的小型農業(yè)機械，基本靠人工作業(yè)。而如今在一些發(fā)達國家，農業(yè)機械智慧化程度提高，農民在家里就能遠程監(jiān)控大豆田間自動化作業(yè)情況。提高農業(yè)機械的智慧化水平，需要我們在農機材料、傳感設施、網絡技術、科技政策等領域加快探索。
（科技日報記者 金鳳）
