小農(nóng)菌語：氮肥中含有作物營養(yǎng)元素氮，對(duì)作物生長起著增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量的作用，而實(shí)際上，農(nóng)作物對(duì)肥料的吸收率也各不相同，施肥量與糧食產(chǎn)量并不是正比例關(guān)系。就如同人一樣，腸胃消化吸收不好，怎么吃也不會(huì)胖。因此，研究揭示氮高效利用作物種子機(jī)理，選育氮高效利用作物品種是大勢(shì)所趨。
想少用化肥?
用分子手段設(shè)計(jì)氮高效大麥種子
上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長黃劍華正以大麥種子作為突破口，研究氮肥的高效利用問題。這一研究如果成功，可將農(nóng)作物的氮肥利用率從目前的35%左右提升到約60%。這還將惠及與大麥近源的水稻和小麥，并為上海打造種源農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新平臺(tái)，提供育種共性技術(shù)的支持。
我國農(nóng)業(yè)高肥耗向來被人詬病，水稻單產(chǎn)跟日本差不多，氮肥用量卻是日本的3倍。“和每個(gè)人的胃口大小有差異一樣，農(nóng)作物對(duì)肥料的吸收率也各不相同。”黃劍華說，“目前農(nóng)作物的氮肥平均利用率只有35%左右，這也意味著絕大部分肥料由于不能被農(nóng)作物吸收，隨農(nóng)田排水流向江河湖海或滲透到土壤中。”據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種污染已經(jīng)成為了我國農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源之一。
我國正在打造環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，減少農(nóng)藥和化肥使用量是其中的一篇重頭文章。黃劍華說，要減少污染，一個(gè)“治本”的辦法是從提高農(nóng)作物對(duì)氮肥的吸收能力入手，減少化肥的流失量。目前，他主持了一個(gè)名為“基于細(xì)胞、基因水平的節(jié)肥、抗病、抗旱種質(zhì)創(chuàng)新新方法”的項(xiàng)目，計(jì)劃利用3年~5年培育出一個(gè)能高效吸收氮肥的大麥新品種，在比常規(guī)用肥少20%~30%的情況下，保證產(chǎn)量、品質(zhì)等持平。
對(duì)農(nóng)業(yè)稍熟悉點(diǎn)的人都知道，三五年想搞出一個(gè)新品種，談何容易。從挑選出所需性狀到雜交純合，再到育成穩(wěn)定品種，花費(fèi)10年也很平常。黃劍華說：“這幾年，國外育種技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。”黃劍華指的是國際流行的分子標(biāo)記技術(shù)和加倍單倍體技術(shù)，前者能夠很快從分子層面篩選到農(nóng)作物的所需性狀，后者則能夠快速將性狀穩(wěn)定下來形成新品種，用這種復(fù)合育種技術(shù)，只要三五年就能推出一個(gè)新品種。
黃劍華對(duì)單倍體加倍技術(shù)有很深的研究，但想要推出“氮高效種子”，他卻苦于沒有一個(gè)好的分子標(biāo)記。“事實(shí)上，在農(nóng)業(yè)科技含量最高的育種技術(shù)上，我國與國外有相當(dāng)大的差距。”
黃劍華說，以前我國對(duì)農(nóng)作物育種的主要目標(biāo)是高產(chǎn)，但如今，營養(yǎng)、氮高效和抗病蟲害等因素也變得越來越重要。發(fā)展我國自己的分子育種技術(shù)，是他心系的另一個(gè)目標(biāo)。
高價(jià)的種子
需要大量的科學(xué)研究
不久前，每斤10萬元的荷蘭布利塔茄子種子讓人們意識(shí)到，農(nóng)產(chǎn)品也能賣出蘋果手機(jī)的價(jià)格，然而想要成為賣得出高價(jià)的種子，卻需要大量的科學(xué)研究。黃劍華表示，世界種業(yè)研究已從傳統(tǒng)的常規(guī)技術(shù)育種階段，進(jìn)入到依靠生物技術(shù)育種階段。世界種業(yè)巨頭在生物技術(shù)和新品種研發(fā)領(lǐng)域投入巨資，開發(fā)出了一大批攜帶抗病、抗蟲、耐除草劑等目標(biāo)基因的玉米、棉花、大豆新品種，并十分重視種質(zhì)資源的收集。通過并購，跨國公司不僅獲取了技術(shù)和市場(chǎng)，也掌握了大量的種質(zhì)資源。
數(shù)年后，黃劍華希望把近30年的育種經(jīng)驗(yàn)整合成共性技術(shù)，為上海打造種源農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新平臺(tái)。“農(nóng)業(yè)科技體系建設(shè)是科技創(chuàng)新中心建設(shè)的重要組成部分，上海加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，必須抓住附加值最高的種源環(huán)節(jié)。”黃劍華說。
