【院士访谈】
本报记者 金 凤
前不久，农业农村部在安徽省宿州市召开了全国大豆玉米带状复合种植现场观摩交流会，推动带状复合种植往深里走、往细里做。目的只有一个——提升大豆产能。
我国驯化和种植大豆的历史超过5000年。大豆，历来是中国人获取蛋白质的重要来源。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，中国大豆需求量保持持续增长，国产大豆产能已不能满足国人需要。近3年，我国每年的大豆进口量在1亿吨左右。
在确保粮食安全的前提下，提升大豆产能，提高大豆育种能力和种植技术迫在眉睫。
“提高国产大豆产能，只有两条路，一是依靠科技发展提高亩产量，二是扩大种植面积。”近日，中国工程院院士盖钧镒在接受科技日报记者采访时说。
现有品种增产潜力只实现约50%
记者：2022年我国的大豆产量达2028万吨，首次突破2000万吨。但近3年，我国每年的大豆进口量约1亿吨，大豆的供给与需求之间为何有这么大的错位？大豆是否还有可能大规模扩种？
盖钧镒：改革开放以后，人们生活水平提高，肉食进入普通家庭的餐桌。国产大豆的产量目前仅能满足国人的食用需求，但养殖业对于饲料大豆的需求量还很大。大豆虽然不是主食，但老百姓的饭碗里少不了它，也少不了肉。
生产1亿吨大豆，需要约6亿亩耕地。现在的18亿亩耕地红线内，我们有约6.5亿亩耕地种植玉米，水稻和小麦的种植面积约有8亿亩，还有一些耕地要种植棉花、油料、糖料作物，所以在保证口粮生产的前提下，要大面积扩种大豆并不容易。
记者：如果大豆种植面积难以大面积扩增，还有哪些方法能提高大豆产能？目前制约我国大豆单产提高的技术难题有哪些？该如何破解这些瓶颈？
盖钧镒：提高国产大豆产能，只有两条路，一是依靠科技发展提高亩产量，二是扩大种植面积。
1952年前，我国大豆产量世界第一，但1952年后，美国就超过了我们。美国大豆现在的平均亩产可达400—450斤，高产品种亩产可达上千斤。而我国大豆现在的平均亩产约为270斤。
国产大豆品种有亩产400—450斤的潜力，但现在的增产潜力平均只实现了约50%。这一是因为长期以来我国的大豆选育、种植技术没得到足够重视，农民的种植收益不高，不愿种植大豆；二是好的土地都首选种粮食作物了，种植大豆的土壤有的肥力不够，有的旱、涝、草、病虫害严重；三是目前的大豆种植技术推广力度不够。
由于育种周期长，一般要10年左右，当务之急是改进现有高产大豆品种的种植技术，需要提高在施肥、排水、灌溉、除草、病虫害控制等领域的技术水平。如果能有好的种植技术，现有高产品种至少可以提高到3000万吨产量。
有了好技术，还得有专业的农技推广团队。建议明确农技推广人员的责任，特别是要鼓励学农的学生学以致用。
只有技术没有地是巧妇难为无米之炊。目前，我国也在推进大豆玉米带状复合种植，支持东北、黄淮海地区开展粮豆轮作，稳步开发利用盐碱地种植大豆。
破解产能之困要加快探索生物育种
记者：您几十年来在作物遗传育种学领域耕耘，近年来您和您的团队在大豆育种领域开展了哪些探索？
盖钧镒：最近我们在南京和三亚进行野生大豆片段代换系百粒重基因精细定位和功能验证。百粒重是大豆产量的重要构成因子，是大豆育种的重要目标性状。
我们研究发现，野生大豆100粒只有2克重，但人工栽培大豆100粒重达20克。后者90%以上的基因是野生基因。为何与野生大豆不到10%的基因差异，百粒重却提高到10倍？我们正在研究这些基因之间存在哪些特殊关系、背后的机制是什么，这不到10%的基因究竟对大豆产量的提高起了什么作用。
此外，目前大豆产量最大的国家依次是巴西、美国、阿根廷。不难发现，大豆开始向热带、亚热带地区发展。但我国的大豆主产区在东北，所以我们希望能加快探索，选育一些热带品种。南农三亚研究院成立后，我们筛选了1034份南方大豆种质资源在那里进行热带环境适应性鉴定。三亚气温高，大豆在三亚的生育期短，这便于我们做加代试验，缩短育种周期。热带地区的病虫害也多，我们也要看不同品种的抗病潜力如何。
记者：种子是农业的“芯片”。2021年，我国通过《种业振兴行动方案》，强调要实现种业科技自立自强、种源自主可控。您曾经提及，我国在大豆技术研究、生物育种研究方面做了大量工作，但距离实际生产应用还差“一公里”。请问制约打通“最后一公里”的因素是什么？我们又该从哪些方面提高大豆育种能力？
盖钧镒：大豆在过去几千年的种植史里，已经进化出不少优良性状，但优良的基因分散在不同的种质资源中。育种工作者要先找到这些优良性状的基因，再聚合这些优良基因。
育种目前面临的主要问题是现有品种产量比美洲低。最近几年生物育种技术很流行，这种技术理论上有可取之处，但能不能提高育种效率还有待时间和实践的验证。
现在的生物育种技术着眼于提取个别优良的基因，但如果育种和生物技术衔接不起来，很难真正育成一个品种。例如选育出一个抗除莠剂的基因，虽然解决了给大豆除草的问题，但本身没有直接提高大豆产量。如果想提高产量，还需要各种性状优良基因的配合。
我国要建设种业强国，关键要有一支创新人才队伍。在育种和产业技术之间，还需要“人”作技术衔接，育种家要向田里走，只待在实验室不行。高校在考核中也可以对育种有更多的倾斜，提升育种工作在职位晋升和评职称时的受重视程度，进一步激发育种工作者的积极性。
带状复合种植技术还需要进一步完善
记者：如果短时间内无法大面积扩展大豆种植面积和提高单产产量，是否有新的方法可以提高种植效率？
盖钧镒：多年前，四川农业大学一个团队做了试验，将玉米跟大豆同时种在一块地里套种，也就是进行带状复合种植。结果发现玉米地并没有因为种植大豆而产量下降，还可以增加一季豆。这项技术的关键是把玉米的行距放宽，再在玉米行间种植大豆，玉米行内株数增加，确保总株数不少。
我国现有约6.5亿亩土地种植玉米，如果在保证玉米产量的基础上又能亩产100公斤大豆，就能增产约6500万吨大豆，土地利用效率会大大提高。
2022年，国家已经在西北、黄淮海、西南和长江流域等适宜地区推广大豆玉米带状复合种植。但需要注意的是，带状复合种植技术还需要进一步完善。眼下的重点是选育出适于复合种植的专用配套品种。套种的玉米和大豆品种要能相互适配，例如套种的大豆要能耐得住玉米的遮阴，玉米要降低遮阴程度。而目前使用的大豆、玉米品种均从纯作品种转来，相互适配程度有待改进。此外，套种大豆后，玉米间的间距要达到多少最适合？什么样的除草剂和杀虫剂，能同时对大豆和玉米有效？套种适合在什么样的土壤和温湿度环境下进行？怎样的农业机械能同时完成玉米和大豆的田间作业？这都需要国家设立专门的课题，在全国范围内重点研究。
记者：您曾经提及，在突破性大豆品种出现之前，挖掘发挥现有品种的增产潜力，培肥地力是关键，尤其必须解决农业机械化、信息化问题。请问目前我国的农业机械化、信息化存在什么问题，您认为该如何用智能化的农业机械赋能大豆育种和生产？
盖钧镒：国家提倡“藏粮于地、藏粮于技”，要点是提高土壤水肥供给和协调能力，提供必需的装备和技术。以往大豆用地均是粮食作物选剩的二、三等地，这类藏“豆”的土地必须加紧改造。
此外，这几年，我国农业机械基本实现了国产化，但由于在低价竞争条件下技术和材料不达标或标准过低，与发达国家有差距。我国不同地区的农业机械化程度也有差异。东北地区的大型农业机械化程度较高，但黄淮海地区的农机化普及率就要低得多。到了南方丘陵山区，几乎没有适合丘陵地的、从播种到收获全过程的小型农业机械，基本靠人工作业。而如今在一些发达国家，农业机械智慧化程度提高，农民在家里就能远程监控大豆田间自动化作业情况。提高农业机械的智慧化水平，需要我们在农机材料、传感设施、网络技术、科技政策等领域加快探索。
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