——旱地冬小麥“蘭大211”成長記
今年夏季，在定西市通渭縣平襄鎮(zhèn)旱地農(nóng)作物試驗(yàn)基地里，旱地冬小麥新品種“蘭大211”穗頭壯碩、顆粒飽滿。經(jīng)測定，通渭示范田的“蘭大211”標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量為455.05公斤/畝。同時(shí)，在天水張家川測產(chǎn)示范田，該品種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量達(dá)到了507.54公斤/畝。
從上世紀(jì)九十年代至今，蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李鳳民教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不懈探索，蹚出了一條頗具特色的小麥育種之路。
埋下育種的“種子”
蘭大并非農(nóng)業(yè)院校，李鳳民團(tuán)隊(duì)又怎會(huì)搞起小麥育種了呢？
早在30年前，這顆育種的“種子”，就已播種在了李鳳民的心田。當(dāng)時(shí)，蘭大老一輩科學(xué)家趙松嶺教授在理論生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)上，提出了集水農(nóng)業(yè)理論。研究過程中，他常帶著學(xué)生與農(nóng)民打交道。李鳳民由此在田間地頭認(rèn)識(shí)到，旱地農(nóng)業(yè)生態(tài)研究，必須首先解決農(nóng)民生產(chǎn)中的實(shí)際問題，然后才能真正解決生態(tài)問題。
1995年，借著干旱農(nóng)業(yè)生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立的契機(jī)，李鳳民立志于將生態(tài)學(xué)理論，運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，幫助西北地區(qū)旱地農(nóng)業(yè)更好發(fā)展。
一開始，他追隨趙松嶺的腳步，探索旱地農(nóng)田溝壟覆膜集雨栽培的增產(chǎn)效應(yīng)，幫助農(nóng)民提高作物產(chǎn)量。之后，除了進(jìn)行集雨栽培研究，他的目光還盯向了農(nóng)作物品種。作為甘肅省最重要的“細(xì)糧”作物，小麥“理所當(dāng)然”進(jìn)入了李鳳民的視線。
育種理論生根發(fā)芽
常規(guī)育種，多是依靠個(gè)人感知及經(jīng)驗(yàn)積累。“如果可以把好的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，廣泛運(yùn)用于指導(dǎo)育種實(shí)踐，就能夠不斷提高育種效率。”李鳳民說。
但如何讓這些認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)扎根土壤，“總感覺有一層紙隔著”。經(jīng)反復(fù)思考，他決定深耕一線。
從田間小麥?zhǔn)诜圩銎穑陀N專家長時(shí)期“泡”在一起，不斷請(qǐng)教學(xué)習(xí)。作物進(jìn)化生態(tài)學(xué)理論開始在育種實(shí)踐中“初露鋒芒”。
他們發(fā)覺，“旱地小麥同主產(chǎn)區(qū)小麥一樣，應(yīng)當(dāng)遵循弱競爭和適度密植的原則。相對(duì)主產(chǎn)區(qū)而言，旱地環(huán)境資源稟賦差、波動(dòng)大，高產(chǎn)品種尤其需要保留一定的韌性，不宜過度弱化競爭，這樣才能保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)”。
“但旱地小麥為了弱化個(gè)體間競爭，往往會(huì)縮短花前營養(yǎng)器官生長時(shí)間，成熟期提前，對(duì)收獲后的雨熱資源利用不足。”這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向了新品種選育。
與李鳳民同做農(nóng)業(yè)生態(tài)研究的杜彥磊教授介紹，“作物群體產(chǎn)量與個(gè)體適合度是一種單峰關(guān)系”。就是說，個(gè)體太強(qiáng)或太弱都不利于群體生長。
接下來，育種工作者便根據(jù)旱區(qū)環(huán)境，開始培育能協(xié)調(diào)個(gè)體和群體生長關(guān)系的理想株型。
“蘭大211”拔節(jié)孕穗
李鳳民團(tuán)隊(duì)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我省旱地降雨量少、氣候環(huán)境波動(dòng)較大限制了小麥產(chǎn)量的提升，時(shí)常爆發(fā)的條銹病更是危害嚴(yán)重。
基于上述問題，李鳳民團(tuán)隊(duì)致力于培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)并抗條銹病的小麥品種。
他們選擇了帶有抗條銹基因的不同種蘭天10號(hào)的后代分別作為母本和父本，通過雜交將其抗病基因聚合到一起，以達(dá)到加強(qiáng)抗性的目的。
從配置雜交組合開始，每年的開花期，李鳳民團(tuán)隊(duì)就到田里進(jìn)行人工授粉。
雜交后收獲種子，再播種挑選單株，逐漸淘汰存在發(fā)育遲緩、穗小、條銹病、倒伏等各種問題的單株，挑選出可能形成群體產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)的單株……
2006年以來，團(tuán)隊(duì)通過多次雜交重組系譜選育，獲得抗條銹冬小麥品系，進(jìn)行小范圍種植試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)品種中多重抗逆性狀的聚合。
“經(jīng)過至少6至7代的篩選，我們最終獲得了一批優(yōu)良株系。該株系在通過品種鑒定和品種比較試驗(yàn)后，參加了品種審定區(qū)域試驗(yàn)。”李鳳民介紹。
2020年3月，“蘭大211”通過甘肅省主要農(nóng)作物品種審定，成為能夠走到農(nóng)戶手里、種在田里的小麥新品種；2020年6月，“蘭大211”在天水、隴南、平?jīng)?、定西等地區(qū)推廣試種；2021年7月，“蘭大211”在通渭旱地農(nóng)田實(shí)測畝產(chǎn)超900斤……
從一粒種子到一株小麥，再到成片的試驗(yàn)田，十幾年的寒來暑往，李鳳民團(tuán)隊(duì)選擇了“蘭大211”，“蘭大211”也成就了他們。他們表示，下一步，將進(jìn)一步明確“蘭大211”適種區(qū)域，并從全省小麥種植區(qū)的特點(diǎn)出發(fā)，培育適合省內(nèi)不同種植區(qū)的其他品種，為生態(tài)育種理論提供更多強(qiáng)有力的實(shí)踐指導(dǎo)，幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收。
