李宇:中国航天育种领跑世界
2013-07-03 09:46:48   来源:  作者:  评论:0  点击:

图为:作者与中国--东盟航天国际生态园项目专家组成员于2013年3月在广西实地考察 习近平主席指出,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。这句话,象征着习近平主席提出的中国梦正在向太空延伸,中国正坚定地向着航天强国的梦想迈进。神十成功发射开启了中国航天事业的新篇章,标志着中国正加速实现宏伟的太空计划,彰显了中国日益增长的

图为:作者与中国--东盟航天国际生态园项目专家组成员于20133月在广西实地考察

 

 

习近平主席指出,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。这句话,象征着习近平主席提出的中国梦正在向太空延伸,中国正坚定地向着航天强国的梦想迈进。神十成功发射开启了中国航天事业的新篇章,标志着中国正加速实现宏伟的太空计划,彰显了中国日益增长的综合国力。

我国是最早,也是唯一将航天诱变育种技术直接用于农作物培育的国家。航天诱变育种被联合国粮食及农业组织列为多种诱变育种方式之一,也意味着中国开拓的航天与生物技术相结合的新领域为世界所认可。

直至今天,航天农业科技可以这样定义:作物空间诱变育种,一场革命。

航天科技派生了航天农业并发展了25年,在助推现代农业这一高科技新兴产业上,取得了举世瞩目的成就,航天育种也从搭载卫星的“配角”成为“主角” ,领跑世界,成为带动现代农业前行的“主力军”,获得了“三好三高”成果

一、品质好、产量高

1987年以来,我国通过10艘神舟飞船及16颗返回式卫星,开展了26次航天工程育种搭载试验,获得了一些对产量有突破性影响的罕见突变,选育出一些有应用前景的新品系。这一方法的特点是变异幅度变大、有益变异增多、育种周期缩短。科研人员利用航天诱变技术,已选育出一批特大穗高产型种质、特优质种质、抗病种质、优异新矮源种质以及极早熟优质种质等育种新材料。如,优质抗倒型水稻新种质“航1号”和“航2号”,优质大穗型水稻恢复系“航恢6号”、“航恢7号”、“航恢8号”,优质极早熟小麦新种质“早优8581”等。我国科学家还培育出了特大粒的红小豆、特长的油菜、含铁量增加69%的巨穗谷子,紫色、红色、茶色、绿色的水稻,早熟高产的红薯和高产大葱等。抗病番茄、优质棉花、高产小麦等也相继诞生,这些为提高农作物的产量和质量,促进我国农业发展作出了巨大贡献。

我国第一个航天种子品种在1998年通过省级审定后,大批航天种子如雨后春笋相继而出。

有资料显示,在26次航天生物学试验中(航天搭载和地面培育),试验品种近5000种,包括粮食作物、油料作物、经济作物、蔬菜、花卉、草、树等,目前已有200多个品种培育成功并加以推广应用,3000多份材料正在进行地面选育。

据我国著名航天工程育种科学家郭锐介绍,航天育种技术对于航天、生物、农业技术等三项要求缺一不可。所有种子在搭载前都要严格进行种子的纯度检测,搭载回来以后的种子要进行4年时间的地面试验,第一次试种,会出现很多性状分离的。例如高矮不齐、要对每一株进行检测,并把有良好变异的单株进行第二代种植,把形状不好的、产量低的、无价值的全部淘汰掉,把好的突变体后代进入第三代种植。进入第四代后,留存稳定的、有推广价值的品种。中国休闲农业协会副会长张明沛认为,高真空、强辐射、微重力等特殊的太空环境,会给种子烙上“太空印”,将会在提高农作物产量、提高抗病害能力、提高植物抗逆性等方面有显著表现。

实验表明,福建省农业科学院培育的航天育种稻3个品种,百亩亩产达到800公斤,其中“II优航1号”是全国首个百亩亩产突破900公斤的超级稻,至今仍保持再生稻头季、再生季和全国百亩亩产3项世界记录,推广面积达到200多万亩。“华航1号”水稻新品种穗大、粒多、结实率高,可增产10%,亩产达500公斤以上,已推广300多万亩。尤溪县大面积种植,头季稻平均亩产900公斤,再生稻平均亩产500公斤,年平均亩产1400公斤,品质达到部颁二级标准。

河南省农业科学院选育的“太空5号”、“太空6号”小麦新品种,不仅产量高,而且品质好。“太空6号”品种属春性弱筋小麦,子粒粗蛋白质含量9.98%,湿面筋含量20.8%,粉质仪吸水率54.2%,形成时间1.3mln,稳定时间1.5,弱化度210,达到国际优质弱筋小麦标准。

中国农业科学院油料作物研究所选育的芝麻新品种“中芝11号”在鄂、豫、皖、赣多点种植,单产比对照豫芝4号增产21.12%。新疆自治区农业科学院选育的哈密瓜新品系在品质风味、果实大小、外观及抗性等综合性状超过了主栽品种皇后等。

江西广昌县利用航天育种培植出了特大粒白莲种卫星3号,每粒莲子2.4克以上,比常规品种可增产60%,目前成了江西广昌的品牌和脱贫致富产业。1994年,广昌县白莲科研所首次将地方白莲品种搭载“940703”号返回式卫星,之后又搭载了两次,培育出多个“太空莲”系列品种,具有生育期长、花多、蓬大、结实率高、颗粒大、产量高、抗病性强等特点。如今,广昌太空莲年产值四五亿元,由种植业向太空莲种业延伸,全国八成左右的莲产区用了太空莲种子,种业产值1亿余元,已形成太空莲产业。

山西省农科院与中国科学院植物研究所合作培育的“晋杂-25”、“晋杂-26”高粱品种,成熟期提早了15天,株高降低了40厘米,穗粒数增加了400粒,亮氨酸增加15%,可溶性糖增加25%,与传统种子相比有明显优势。这两个品种已通过山西省农作物品种审定委员会审定,进入到推广种植阶段。在山西省雁北、晋中、忻州等地,种植有约19万亩这种高粱,年产量最高可达每亩900公斤。且收获的高粱已进入到了生产环节,清徐老陈醋厂、汾阳汾酒厂等企业,就在使用这种高粱作为酿造原料。

在西安国家民用航天产业基地西安航天育种科技产业示范园主要种植从神舟七号、八号、九号搭载过的60余种蔬菜花卉品种进行选育,园区目前种植有太空搭载育成的辣椒、茄子、五彩辣椒、观赏蛋茄、太空特大南瓜、葫芦、太空百合、新几内亚凤仙等,另外还种植天竺葵、非洲菊、星辰花、海棠、西番莲、玫瑰、兰花、香蕉树等多种花卉和景观植物。

二、口感好、营养高

联合国国际粮农组织、国际卫生组织、国际原子能机构已经联合认定:太空种子是安全种子,太空种子培育出的农作物是健康食品。

中国生态研究院院长冯洪章强调,太空育种所培育的一些蔬菜品种在营养价值上要高于普通蔬菜,维生素含量高于普通蔬菜两倍以上,铁、锌、铜、磷、锰等微量元素含量都有提升。而太空蔬菜的优势往往还表现在口感方面:太空甜椒可直接生吃,味道微甜,清脆爽口;太空紫红薯生食味甜,水分足,口感犹如优质水果。

据了解,在山东、河北、江苏等城市都已有航天蔬菜的销售市场,这些城市销售的航天蔬菜个头多比普通同类蔬菜大一点,价格会比普通蔬菜贵一点,但不乏消费人群。主要原因在于航天蔬菜的口感好,营养丰富,经过国家相关机构的对比,航天蔬菜比普通蔬菜的营养成分高30%左右。太空樱桃番茄含糖量高达13%,与柑桔含糖量相当,口感鲜甜,可当水果食用;太空青茄维生素C是普通辣椒的3倍,太空玉米则可长出5种颜色,味道也比普通玉米好质量重达五六百克的“太空椒”、像胳膊一样粗的“太空黄瓜”、有1.4米长的“太空莲藕”、像月季花一样多重瓣的“太空莲花”新品种,已在一些省市问世,获得了良好的社会效益和经济效益。

在烟台蓬莱,航天育种培育的进程已经持续了9个年头。经过不断改进,北沟镇的徐家集村航天育种培育基地培育的航天丹参取得突破性进展,产量比普通丹参翻了一番,普通丹参亩产只有两三千斤,航天丹参能达五六千斤,培育出的种苗供不应求;航天大豆产量与传统大豆相比高出百分之四五十,蛋白质含量高出8.7%

蓬莱仙山茶业有限公司丹参是航天种子的第六代。丹参茶的抗老化能力是普通绿茶的6倍,此外还有安神、降三高的功效。

、市场好、效益高

2008年,一份经过深度论证的行业报告《太空经济:未来航天发展的主战场》,已经释放出了清晰的信号--太空经济时代已经到来,航天农业蕴藏着巨大的商机,越来越向产业化的方向发展。1998年获得第一个航天育种作物品种的短短十几年间,保守估计,航天工程育种产业已经创造直接经济效益近2000亿元。为加快培育具有自主知识产权的优质新品种,全国各地建立了各种类型的航天育种种植推广基地100多个,推广种植面积近2000万亩,航天育种创造的新种质资源促进了农业增产和农民增收。

航天搭载技术已让不少企业看到其中潜藏的商机。目前太空育种方面较引人注目的是天士力集团培育的太空丹参“天丹一号”。20089月,天士力将源自商洛的5克丹参种子,搭载神七飞船进入太空,20093月开始了第一代的繁育,获得变异材料144个植株。经过株系繁育,20107月获得第一批种子,太空丹参繁育进入到第二代,获得143个株系,共有1999株太空诱变丹参材料,有单株的重量达到1000g以上,为普通丹参的3倍。经过近两年一代和二代温室繁育,观察证明有大量遗传变异出现,有的植株丹参素含量最高达到2.48%。“天丹一号”现已通过省级中药材新品种鉴定。

海南航天工程育种研发中心于20111月设立,建设试验示范基地,主要开展热带作物、瓜菜育种研究和南繁育种,与企业开展“常年瓜菜”攻关和航天育种成果在海南的产业化推广。位于文昌市境内大致坡镇的80亩海南航天工程育种长势良好。

北京东方红航天生物技术股份有限公司致力于空间生物技术产业发展,其依托航天工程育种技术研发生产的益脂康片、航力片、宇航口服液等系列保健食品早已进入市场。

现在,各地的航天育种基地越来越多,航天农业产品可谓遍地开花,其应用价值被普遍看好。毫无疑问,这是航天科技服务社会的有效途径,航天农业被人们视为经济效益和社会效益并存的朝阳产业。水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等多种作物的种子已先后送上太空。它们的后代,进入省级以上区域试验的优异新品系有200多个,已育成并已通过国家或省级鉴定的新品种多达72个。

在地方政府和企业的双重驱动下,如今,太空育种成了新的“摇钱树”——目前共有224个航天育种研究小组分布在各科研院所,各地授牌兴建的航天育种基地也已超过60个,广东深圳、海南文昌等地早已雄心勃勃地兴建了太空育种主题公园。北京太空梦想科技有限公司联合国家级西安航天基地航天育种产业示范园、香港祥业集团、北京航天祥业投资有限公司、中新房北部湾实业有限公司、广西秋燕投资有限公司等单位,将在广西投资总值23.6亿元人民币,建造国内首个以“飞天6+1”为主题的航天文化国际公园,打造中国--东盟航天国际生态园。

结语:航天农业25年发展的经验表明,“三好三高”成果的取得,倾注了一代又一代航天科学家和农业科学家的心血与才智,展示了航天农业美好的前景,每一次航天工程品种的成果都标志着农业生产力的极大解放和升级。航天育种科技是助推现代农业发展的“主力军”,有三大通路可助借势发展:运用快捷方式--航天育种的使用;运用稳健方式--先做示范基地而后推广与复制;运用高超方式--自有品种通过飞行器搭载回来自己选种培育。

两粒航天种子、一片财富森林。

 

 

【作者简介】

 

李宇 管理学博士  中国航天农业独立经济研究专家

中国城市经济可持续发展委员会绿色产业发展中心副主任

 中国危机管理研究中心副秘书长 副研究员

 中国农业硅谷课题组组长、项目开发发起人

 中国农业危机研究专家

 中国企业发展模式规划研究院副院长

 中国西部航天品牌项目推广人

 

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