你知道一颗水稻种子有多重吗?只有0.02克。

  那它能长出多少稻谷吗?唐朝李绅在《悯农》中说“春种一粒粟,秋成万颗子”。

  真的是这样吗?

  给您科普一下:一粒稻谷播种后,长成一棵稻苗,一棵稻苗大约可以分长出15~30株稻穗,每一株稻穗大约有120~200粒稻谷,合计估算每株稻苗最少可结稻谷1800粒。如果以每碗饭75克约含白米4000粒来计算,那么一粒稻谷长出的谷粒,大约有半碗饭。

  惊呆了!播撒两粒稻谷,收获一碗米饭!

  种子的力量如此神奇,大家还想看看更多的种子吗?

  10月16日到18日,在天津梅江会展中心举行的2021天津国际种业博览会将为您带来近万种神奇的种子,从粮食到蔬菜,从水果到花卉,我们生活中经常接触的植物种子都会看到。

小站稻种子小站稻种子
小麦种子小麦种子
玉米种子玉米种子
黄瓜种子黄瓜种子
大白菜种子大白菜种子
苹果种子苹果种子

  天津国际种业博览会已经连续举办三届,目前已经是中国北方最大的国际性种业博览会。展会规模、效益位列国内同类种业展会的前三名。今年的博览会规模进一步扩大,参展企业超过1000家,其中包括德国巴斯夫、英国禾大、荷兰安莎、日本泷井等国际种业20强企业参展,此外一带一路沿线国家也踊跃报名参加。

  天津的种业在全国占有独特地位,小站稻、黄瓜、菜花、大白菜、青萝卜等农作物良种,被全国种子市场广泛认可,其中,一些品种已经走出国门,走向了世界!仅最近5年,天津培育认定的农作物品种就达到70个。这一切成绩的取得都凝结着农业科研人员的辛勤汗水和农民朋友的不懈耕耘。

  超级小站稻,亩产过吨!

  10月15日,天津市宁河区东棘坨镇赵本村的稻田里,金黄一片,阵阵稻香,多功能联合收割机在田垄间来回穿行。天津市农科院农作物研究所副所长,水稻育种专家王胜军正在带领研究员们为这亩稻田测产。

▲马强(白T恤)在收稻谷准备测产▲马强(白T恤)在收稻谷准备测产

  此时此刻,承包这片稻田的村民马强特别紧张,因为即将收获的是他今年第一次试种的市农科院的新品种小站稻——“津粳优系列杂交粳稻”,这种津产超级稻在实验田中实现了亩产1吨,因此又被称为“吨粮稻”。但新品种的诞生不仅仅要在试验田种植成功,还必须在普通农田种植出同样的效果。

  从春天5亩“吨粮稻”插秧过后,王胜军每周都要往田里跑两三趟,四个多月的时间,累计跑了1万多公里。如今,收获的时刻终于到了。

▲王胜军对马强进行田间指导▲王胜军对马强进行田间指导
▲王胜军在稻田中查看长势▲王胜军在稻田中查看长势

  天津小站稻原产于天津津南,作为皇室贡米,小站稻最大的优势就是品质上乘——米粒色泽白里透青、油光发亮、口感黏香适中、回味甘醇。早在上世纪50年代,小站稻就凭借优良的品质远销国外,全国20多个省市引调小站稻良种。然而,在2000年前后,因水源短缺,小站稻一度陷入低谷。2018年,天津出台“小站稻”振兴计划,小站稻品种的选育也走上了快车道。本市农业科技工作者相继推出津原U99、天隆优619、津川一号、金稻919等高品质小站稻品种,今年全市小站稻种植面积由最低时的11万亩增长到了100万亩。

  我国以往的水稻品种大多“优质不高产,高产不优质”,也就是说:产量高的不好吃,好吃的产量又不高。那能不能在小站稻中,开发出既高产又口感好的杂交稻呢?从2012年开始,天津市农科院的水稻育种团队就一直思考这个问题。王胜军说:那时南方的籼稻品种已经实现亩产一吨,那北方的粳稻也应该能行。当然,困难是显而易见的:“杂交粳稻的创新难度比籼稻可能还要难一些,因为杂交稻里,有差异才有优势;籼稻类型特别丰富,但咱粳稻的类型相对比较单一。这样配起来可能这个难度就大一些。”

  杂交稻可以集合不同水稻品种的优势性状,这个品种产量高、那个品种抗某种病虫害,需要把这些带有不同优良性状的种子不断地进行杂交实验,每个杂交周期就是150多天。上百次的失败过后,迎来的可能依旧不是成功。王胜军告诉记者,在“吨粮稻”开始育种的前几年并不顺利,原因就在于高产粳稻抗病基因并不稳定,并且受植物生长周期、自然气候环境等因素影响制约较多。转机出现在2016年。在市财政的大力支持下,市农科院引进建设了全球领先的农作物遗传育种重点实验室,从提取基因入手,杂交的周期大大缩短了:“我们建立一个重点实验室,引进了一个基因检测系统,可以大规模高通量检测,让我们才有这个能力快速地把好的基因给它聚合起来,不好的基因给它剔除掉,等于给育种家安上火眼金睛。”

  在科技助力下,经过反复杂交、实验,口感好、产量高的津产“吨粮稻”品种终于诞生了!王胜军骄傲地说:“吨粮稻一个穗子最大的有七八百粒,相当于正常水稻5个穗子左右。它抗倒性、抗病性、产量、品质、综合性都非常好!并且这种新品适应性还特别好,在黄淮以北,辽宁以南大部分地区都可以种植。“

  那么,在普通农田里,“吨粮稻”的表现到底如何呢?

  最终的测产数据终于出来了——“亩产2138.59斤!”超过1吨!现场响起一片欢呼声和张生!马强的脸上露出灿烂的笑容,他算了一笔账,目前种植的一般水稻亩产最多就是1600斤,按照今年稻谷收购价一斤1块3,种植“吨粮稻”,一亩增收500块钱,要是自己的1000多亩水稻都种植“吨粮稻”,那就能增收50多万!

▲现场计算出的数据▲现场计算出的数据

  而王胜军却显得淡定许多。他已经开始思考下面的工作:“要试种,让农民认识接受,然后为大面积推广做好准备。我们也希望通过我们的这种创新,让农民增收、为农业增效、促进乡村振兴。同时解决种业卡脖子问题,保证国家粮食安全。”

  中国人每年人均吃掉10公斤黄瓜有咱天津贡献!

  中国是全球种植和消费黄瓜的大国,近年来生产规模始终占据全球半壁江山、稳居世界第一。中国人每年人均消费黄瓜大约10公斤,占到所有蔬菜消费的1/10。百姓能安心吃到质优价廉的好黄瓜,是因为中国人自主研发的黄瓜种子占据了90%以上的国内市场,赢得了市场主动权,稳定住了种子价格。而在“国种自强”的背后,离不开天津黄瓜研究所的研究人员,几十年如一日的辛勤耕耘,刻苦攻关。

  一年四季,走进菜市场,都有新鲜的水黄瓜、旱黄瓜、水果黄瓜等琳琅满目的黄瓜供市民选择。

  黄瓜是市民生活中离不开的蔬菜,在果菜类蔬菜中产量仅次于番茄。而黄瓜近些年一直价格稳定,是因为种子牢牢掌握在中国人手里。这背后离不开已故工程院院士、天津黄瓜研究所创始人、我国著名黄瓜育种专家侯峰和他的团队,几代农业科技工作者的接续努力。

  上世纪六、七十年代,天津黄瓜研究所的专家们攻关解决的是黄瓜如何抵抗病虫害,实现稳产。侯峰院士通过抗病育种,把我国黄瓜产量从过去的每亩四五千斤直接提升到八千斤。

▲侯锋和爱人吕淑珍当年在大棚中进行科学研究▲侯锋和爱人吕淑珍当年在大棚中进行科学研究

  进入八十、九十年代、如何让黄瓜高产,从“细菜”发展到一年四季都吃得起的“大路菜”,是专家们育种的方向。而2000年以后,尤其是“十三五”期间,注重品质让百姓吃得更好,成为了研究人员的目标。

  今年已经67岁的李加旺,是天津黄瓜研究所研究团队的一员,从事黄瓜研究四十一年。他现在还是像过去几十年一样,喜欢整天泡在黄瓜育种基地里,为百姓选育产量更高、品质更好、口感更好的新品黄瓜,新品种。

▲天津科润黄瓜研究所主任研究员——李加旺。(视频截图)▲天津科润黄瓜研究所主任研究员——李加旺。(视频截图)

  2000年以后,外国种子企业加快了进入中国的步伐,从国外引进的各种蔬菜种子逐年上升。为了在与国外黄瓜种子的竞争中赢得市场,李加旺和团队潜心研究、反复试验,在2006年培育出了颜色均一、瓜顶圆润的黄瓜新品种“津优35号”。李加旺清楚记得,当年上市推广后,快速得到市场认可。“河北武邑县我们做了一个实验,一个老农种了两个温室7分地,一个是津优35,一个是老传统品种。同样的管理同样的支出,最后的收益我记得很清楚,老传统品种卖了16400,咱津优35号卖了29400,整整多了一万多块钱。津优35号这个品种出来以后,一下把国外进入中国一些都站住脚的品种,统统打下去了。”

▲津优35号▲津优35号

  时至今日,‘津优35号’仍然是我国西北、西南地区的黄瓜主栽品种。没有止步于畅销十几年的“津优35号”,李加旺带领团队加大新品种研发储备力度,紧贴市场需要、百姓需求,不断推出一个又一个黄瓜新品种。“80后”姑娘李愚鹤是李加旺研究团队中的一员,跟着李老师在田间地头摸爬滚打有十几年了,她亲身见证了黄瓜品种向高品质的迈进:“这几年市场上开始注重黄瓜的品质了,刺溜要好,对颜色的要求更高了,我们就从“津优35”的基础上升级到了“津优315”、甚至进入“365”,这样颜色更好了。但后来从光泽度上又有要求了,要有油亮型的,我们又研发了“津优385”,是市场上第一个深绿油亮型的品种。无论市场如何变化,我们都能根据市场需求推出相应的品种。”

▲李愚鹤在黄瓜育种基地▲李愚鹤在黄瓜育种基地
津优365津优365
津优358津优358
津优315津优315

  种业被比喻为农业的‘芯片’,是粮食安全的根基,有业内专家表示,“米袋子”“菜篮子”一旦被人“卡脖子”,带来的影响远远超过芯片领域。

  传统的黄瓜育种方式主要在田间地头靠大样本实验去筛选,效率低又不稳定。解决这一难题的单倍体育种技术,过去属于商业机密,掌握在国外一家企业手里。黄瓜研究所研究员、天津市蔬菜产业技术体系创新团队首席专家杜胜利带领团队,通过十几年技术攻关,终于填补了我国在这一领域的空白,建立了一套高效稳定的黄瓜单倍体育种技术体系,使黄瓜育种年限由6—7年缩短到3—4年,保护了国产黄瓜种子的稳固地位。

▲天津黄瓜研究所研究员杜胜利▲天津黄瓜研究所研究员杜胜利

  杜胜利给记者讲了一个实例,过去国外水果黄瓜进入中国市场,种子按粒卖,一粒种子要卖到人民币一块钱;而当时国产的普通黄瓜种子一粒才几分钱。这意味着:如果农民一亩地种大约3000株水果黄瓜,光种子成本就要花3000元。后来我们国内研究出来这种类型的国产水果黄瓜,种子价格直接降到了一粒一毛钱,既为农民减轻了成本压力,降低了水果黄瓜的市场价格,也打破了这个品种的国外垄断。

  因为国产黄瓜种子质优价廉,很多国外大型种业公司在竞争中纷纷败下阵来,拿水果黄瓜来说,国产种子一毛钱一粒还能做到有盈利,国外种子低于3毛钱一粒就会亏损。竞争不过,他们想“另辟蹊径”,出高价想挖走我国的黄瓜育种专家。李加旺就曾经遇到过拎着一大包现金游说他跳槽的,还有开出几百万高薪的,都被他拒绝了。他和黄瓜研究所多年坚守科研一线的团队有同样的想法,自己是国家培养成才的,科研成果自然要回报国家、回馈人民。

  “十三五”期间,我国黄瓜基础研究得到了快速发展。杜胜利团队承担了两项国家重点研发课题,其中一项是关于黄瓜基因定位和分子标记开发。杜胜利介绍说,这项技术有助于破解黄瓜的基因密码、改良基因,培育出更多优质黄瓜品种。

  种业振兴,基础在知识产权。杜胜利团队另一项国家重点课题,就是在国际上首次发现了黄瓜雄性不育的突变体, 并对此进行研究,这对我国黄瓜种子的知识产权保护具有重要意义。

  数据表明,截至2019年底,天津黄瓜研究所研究团队已经先后培育了“津研”、“津杂”、“津优”等6大系列120多个黄瓜品种,在30多个省市大面积推广,占全国华北类型黄瓜栽种面积40%以上。  

▲今年5月份在北京举办的京津冀鲜食番茄黄瓜品种擂台赛上,杜胜利团队培育的一个黄瓜新品种凭借好口感,斩获“擂主奖”。▲今年5月份在北京举办的京津冀鲜食番茄黄瓜品种擂台赛上,杜胜利团队培育的一个黄瓜新品种凭借好口感,斩获“擂主奖”。

  黄瓜研究所的专家们告诉记者:“十四五”期间,他们给自己设定了新目标:要培育更多新品种满足国内市场,让黄瓜更清甜可口;推动天津黄瓜种子走出去,让更多国家人民吃上天津黄瓜。

  天津菜花

  将“洋种子”牢牢挡在国门之外

  菜花,有个好听的学名叫“花椰菜”,曾经是高档西餐厅里才能看到的稀罕物。菜花曾经又贵又少见,是因为多年前,我国菜花种子市场曾经被国外控制长达20年。天津市农业科学院研究员孙德岭带领团队,30年如一日,坚守菜花育种一线,培育出了优良的国产菜花品种,让菜花走进寻常百姓家。

▲菜花种子▲菜花种子

  天津市农业科学院武清创新基地的菜花试验示范田里,天津市农科院研究员孙德岭,拖着前些年脑梗导致不太灵便的腿脚,往返于田间,逐一观察着5000多个试验品种:“菜花不休息,我们也不能休息,否则我们就不知道它怎么长成的……”

▲孙德岭在天津市农业科学院武清创新基地选育松菜花品种▲孙德岭在天津市农业科学院武清创新基地选育松菜花品种

  谁能想到,眼前这位皮肤黝黑,衣着朴素的“菜农”,竟然是农业部授衔的国内唯一一位花椰菜产业体系育种专家。孙德岭从事菜花育种研究至今整整三十年,他带领育种团队先后育成了“夏雪” “丰花” “津雪” “津品”四大系列20多个具有自主知识产权的花椰菜品种,其中8个获得植物新品种权,这是我国首批列入《国际植物新品种保护公约》保护的菜花品种。从天津走出的菜花新品已经推广到全国20多个省份,累计创造社会效益59.5亿元。

  谈起三十年前进入菜花育种领域,孙德岭说:“有点戏剧性”。1991年,我国著名育种专家魏迺荣先生想选一位菜花育种接班人,看中了硕士研究生毕业、学习成绩优异的孙德岭,但孙德岭本硕学的都是蔬菜栽培,1985年研究生毕业分配到天津市蔬菜研究所也是从事本专业,当时蔬菜栽培团队的负责人并不想放他走。最后是蔬菜研究所所长出面协调,从国家搞育种更急需人才的大局角度做工作,才把孙德岭调入菜花育种课题组。就这样,当年已经30岁的孙德岭半路转行从零学起,进入菜花育种领域。

  菜花当时为什么这么急迫需要育种人才呢?上世纪七、八十年代,我国菜花育种研究还非常薄弱,80%以上的菜花杂交种子依赖进口。在当时外汇紧张的情况下,每年买菜花种子要花掉外汇200万美元,因此菜花“金贵”得很,每斤卖到一块多钱,普通百姓更是吃不起。

  “选出有自主知识产权的菜花品种,为国家节省外汇,让中国人吃上自己的菜花”!孙德岭信心满满地加入菜花育种课题组,但万万没想到:两个月后魏迺荣先生就被检查出患上癌症,三个月后溘然离世。悲痛之余,年轻的孙德岭挑起重担,带领平均年龄不到27岁的课题组成员继续攻关。  

  魏迺荣先生去世后,面对满屋子的资料、一堆外人几乎看不懂的数字代码、几千个没有标注的种子,孙德岭没有时间茫然无措,白天经常天不亮就骑上自行车奔向种植基地,一个瓦盆、一个瓦盆地把种子种下,观察记录长势,给这些种子重新建档;晚上回家后他查资料、破译难懂的数字代码,经常加班到深夜。没有周末、节假日概念,每天只睡三四个小时,这样的工作状态孙德岭一坚持就是几年,终于破译了魏迺荣先生的数字代码,弄懂了先生留下的资料和种子,为后面的菜花育种研究奠定了基础。回忆那段时间,他说感觉自己心里有一团火,要尽快把资料弄明白。他说那几年都不敢坐下,“因为只要一坐下就会睡着”。

  在当时的进口菜花种子中,日本菜花品种“雪山”占据了我国90%的市场,而且对我国限量供应。孙德岭提出了“超雪山”课题——为了取得菜花育种翔实的科研数据,团队常年从早到晚蹲守田间。每年要种几千个组合的菜花,每个品种至少要种20株,实验数据一记就是上万份。之后再回到实验室里作比对、检测、筛选。运气不好,一年也找到不一个理想的组合;运气好的话,从几万份里能选出1—2个性状优良的组合。都说做育种要耐得住寂寞,其实,这份坚守,是源于广大农业科技工作者们心中不灭的梦想!

  十几年的时间过去了,1999年,孙德岭团队终于育成了花球品质、产量、适应性、抗逆性都强于国外品种的国产菜花“津雪88”和“云山”两个品种,不仅价格远低于“雪山”,而且其抗性、产量和品质等指标遥遥领先,逐渐成为市场上的标杆。此后,孙德岭团队又先后培育出“夏雪” “丰花” “津品”系列等20多个具有自主知识产权的菜花品种,推广到全国二十多个省市,将“洋种子”牢牢挡在国门之外,也将菜花变成了市民生活中的大众菜。 

  “津雪88”和“云山”

  随后,为了彻底解决菜花良种“卡脖子”问题,孙德岭又在国际上首次研制出“花椰菜育种专家系统”,将信息技术应用于菜花育种,填补了国内外菜花领域的空白。他主持完成菜花游离小孢子培养技术研发项目,创建了菜花小孢子培养技术体系,使菜花育种周期从传统的8~10年缩短到4~5年。在世界上首次完成了菜花全基因组测序,该项研究使我国菜花基因组学研究水平跻身国际前列……

  现在孙德岭不再为菜花“卡脖子”问题担心了,数据显示:1961年~1990年,我国菜花种植面积占全世界菜花种植总面积14%~16%;而到2000以后,这一数字变成了37%以上,种植面积和居民消费量都达到世界第一!

  总往地里跑,孙德岭咋看咋像个农民。生活中他一样朴素,不论是上厅堂还是下田地,常年都是一双鞋;穿衣裳也从不讲究,下地干活方便就行。后来他被任命为天津农业科学院副院长,经常要出席一些重要会议,妻子想着,这下老孙该注意着装了。没想到他有自己的对策:“比如秋天的时候,如果下午开会,我上午下地就把西服脱了,穿着秋衣秋裤,等去开会时,再把西服和裤子套在外面。” 

  心里从不装着自己的孙德岭,却一直把农民放在心中。云南省楚雄彝族自治州元谋县,是发现最早猿人遗址的地方;那里有一个叫凹乍的彝族村寨,由于处于偏远山区,当地人生活十分贫困,全寨子五、六十户人家,人均年收入不足千元。从2002年起,孙德岭把这个村寨作为育种基地,每年几次进山,手把手教当地农民菜花繁种。第一年这个寨子收入达到了30多万元,寨子里有人买了手机;第二年扩大了种植面积,收入100多万元,寨子里有了摩托车;第三年收入达到200多万元,村民人均年收入达到2万,外地姑娘都抢着嫁进来。2005年,元谋县20个致富状元中,4个出自凹乍。现在这个寨子被称为“状元村”将“菜花”被叫做“发财菜”。如今那里已成为全国最好的也是最大的菜花繁种基地,成为科技部全国脱贫致富的典型。

▲2015年孙德岭在云南省元谋县彝族村寨指导农民菜花播种▲2015年孙德岭在云南省元谋县彝族村寨指导农民菜花播种

  “十四五”期间,孙德岭带领团队又计划研究如何让中国百姓从菜花中吃出健康。我们相信,不久,美味又营养的新品菜花将在天津诞生!

  为把稳定高产的良种掌握在自己手中,今年起,天津开始打造农作物种质资源库,资源库建成后可满足未来50年全市农作物种质资源保存战略需求,并将为进一步培育优质高产的良种提供技术支撑。

  稳稳的米袋子、丰富的菜篮子就是百姓生活的小确幸!在此感谢几代农业科技工作者的默默坚守和辛勤付出!

  未来,天津种业可期!