矮高粱种植-黑土地上“矮高粱”熟了 为把高粱变矮已经努力二十年
秋收季节,大兴安岭南麓,黑龙江省北大荒农垦集团总公司九三分公司鹤山农场的黑土地上,收割机驶过农田,矮壮的秸秆举着高粱穗,饱满的籽粒把大地变成火红的海洋。
与人们熟识的高粱不同,没有高高的秸秆,没有能够遮住人眼的青纱帐,这里的高粱,高度都不超过1.3米,还没有一个成年人高,就是这样的高粱,产量却远超以往的高秆高粱。
国家谷子高粱产业技术体系首席岗位科学家、中国农业科学院作物科学研究所研究员刁现民告诉记者,这里种植的,是黑龙江农业科学院作物资源研究所焦少杰团队,经过二十多年努力选育而成的矮秆高粱品种龙杂17,与传统的高粱相比,它们保持着原有的品质,同时兼顾抗倒伏、耐密植、适宜机械化种植,是高粱机械化种植的标配品种。
在黑龙江鹤山农场的黑土地上,正在大规模机械化收割矮秆高粱。受访者供图
做不了“青纱帐”的矮秆高粱
“高粱变矮了,还叫高粱吗?”在网上,这是搞笑段子的内容。很少有人了解,现实中的高粱,其实已经真的变矮了,而且,为了让高粱变矮,科学家们付出了二十多年的辛勤努力。
为什么要把高秆作物变矮?其实,在整个禾本科的作物育种史中,变矮是普遍的发展趋势和研究方向,是最重要的革命性育种成果之一。
上世纪六十年代,小麦开启了“绿色革命”,这使得全球小麦的产量大幅提高,几乎在同一时期,水稻也完成了“绿色革命”,实现了产量显著增长。而在“绿色革命”众多的技术成果之中,矮秆化无疑是最重要的。
“矮秆对禾本科作物抗倒伏、提高产量有关键的作用,”刁现民研究员介绍,从上世纪末,我国科学家就开始了高粱矮秆化的研究,“到现在也有二十多年了,老一辈育种家在这方面做了大量艰辛的工作。”
东北是我国主要的高粱产区之一,“漫山遍野的大豆高粱”,是许多东北乡村的真实写照,但今天的高粱已经和过去截然不同,刁现民说,“漫山遍野的高粱都遮不住人了,过去把高粱地叫作青纱帐,是因为高粱很高,普遍超过两米,人进去就看不到了。经过二十多年的改良和选育,目前大部分高粱品种已经降到一米五以下,用青纱帐来形容高粱地已经不合适了。”
高粱矮秆的秘密,藏在四个特殊的基因中,刁现民解释,科学家们在多年的研究中,发现了四个矮秆基因,并利用有性杂交等育种方法,创制了一批矮秆的育种核心材料,以这些材料为基础,育成了多个适合各地种植的矮秆高粱品种。在鹤山农场种植的龙杂17,就是最典型的代表品种。
焦少杰研究员(左二)及其选育的龙杂17高粱品种。受访者供图
为何要把高粱变成矮秆?
和高秆高粱相比,矮秆高粱有何优势?刁现民解释,高粱品种选育的目标主要有三个,抗倒伏、产量高、适宜机械化种植。
“抗倒伏很容易理解,不管是小麦还是水稻,不管是玉米还是高粱,长得高就容易倒伏,尤其是生育后期,遇到大风大雨,很容易成片倒伏,不仅影响产量,还会影响机械收获。而矮秆不仅是株高矮,茎秆也比较粗壮,不易因风雨造成倒伏。”刁现民说。
在产量方面,矮秆高粱品种具有耐密植的特性,采用与之配套的栽培技术,使得单位面积的株数显著增加,刁现民介绍,传统的高粱品种不耐密植,每亩只有三四千株,但矮杆品种,可以达到两万株左右,“密度上去了,生物量增加了,产量自然也就高了。”今年鹤山农场公开测产的数据显示,高粱品种龙杂17平均亩产达到了600公斤。“在东北黑土地上,大面积种植的中矮秆高粱品种亩产都可以达到600公斤左右,比传统高粱的产量提高了20%—30%。甚至在个别管理、水肥好的地块,亩产可以达到700公斤以上。”
适宜机械化种植是现代农业的基础要求,中矮秆高粱在这方面的表现也优于传统的高秆品种。刁现民介绍,“以前株高两米多的高粱,完全不适合机械化种植。但在今天,有条件使用机械的地方,基本上都已经实现了全程机械化种植。而且,让80后、90后乃至更年轻的种植户,拿着锄头、镰刀下地劳作,也不现实。所以,适合机械种植必然成为育种的目标之一,矮秆品种的出现也为实现这一目标创造了有利条件。”
在东北高寒区,高粱育种还要解决一个特殊的问题,即早熟的问题,刁现民说,“与华北不同,东北春天升温慢、化冻晚,秋季霜冻来的早,有效积温少,所以培育适合东北种植的高粱品种,一定要具备熟期早这一重要的特性。目前,我国已经育成了一批早熟、高产、矮秆的高粱品种,这使得黑龙江第四积温带种植高粱成为了现实。”
我国最北部优质酒用高粱生产基地。受访者供图
种出的高粱去哪儿了?
数据显示,2021年,我国高粱种植面积超过千万亩,总产量超过500万吨。这些高粱都是哪里种植的?又去了哪儿?
刁现民介绍,我国高粱主产区分布在东北的黑龙江、吉林、辽宁,以及内蒙古地区,华北的山西、河北,西南的四川、贵州等地。
高粱是人类最早驯化栽培的禾本科作物之一,在我国,高粱起初被称为“蜀黍”,意为在蜀地种植的“黍”,至上世纪八十年代,高粱一直是许多地方的主食之一。
随着现代农业技术的发展和人们膳食结构的改变,高粱早已退出了主食的行列,成为了杂粮之一,而且,食用高粱的人群也在逐渐减少。刁现民介绍,我国目前生产的高粱主要作为酿造原料用来酿酒、酿醋等。比如山西的汾酒和陈醋,贵州的茅台酒等。
酿造的需求,使得大面积种植成为了高粱生产的首选方式,刁现民介绍,“一般来说,酿造企业由于生产的需求,对高粱品质的一致性有较高的要求,这样可以减少筛选的过程,同时降低因原料品质不一造成的产品质量差异,在加工操作的过程中更加程序化、规范化。所以主要的种植区,正在向华北、东北这些适宜机械化作业的大平原转移。”
未来要高产和品质兼具
二十多年的科研攻关,完成了高粱的矮秆化、高产化、机械化,实现了“绿色革命”。刁现民介绍,“现如今,我国大部分地区种植的高粱,都已经是中矮秆的品种。在东北,中矮秆已经完全取代了高秆高粱,在华北和西北,中矮秆高粱也正在逐年扩大种植面积。”
作为国家谷子高粱产业技术体系首席科学家,刁现民介绍说,国家现代农业产业技术体系的稳定支持,对高粱实现中矮秆绿色革命起到了重要作用,体系中的多位科学家,多年来已经创制出一批中矮秆高粱材料,这些材料在育种家的手中,转变成一个个适合不同地区的优质中矮秆高粱品种。
在未来,高粱育种又有何新的目标?刁现民介绍,“在实现了中矮秆、高产、机械化种植的目标后,新的目标是兼顾品质。比如红缨子,是生产茅台酒用的高粱品种,是一种糯高粱,它经过九蒸七取,反复蒸煮,最后还要粒粒分明,不会因为多次蒸煮而散开,达到整粒发酵的效果。当前,培育适合不同酿造工艺的优质高粱,是育种的主要方向之一。国家谷子高粱产业技术体系的岗位科学家们,正在对红缨子等优质高粱品种进行改良,争取选育出更高产、更优质的好品种。”
新京报记者 周怀宗
编辑 唐峥 校对 陈荻雁
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