小麥和冰草怎樣實現遠緣雜交？一人高的小黑麥，為何成為西北和中原地區廣泛種植的飼草、飼糧？能夠和世界一流強筋小麥媲美的中國小麥是怎樣育成的？

　　廣袤平坦的黃淮海平原，是我國最大的小麥主產區，種植著超過2億畝的冬小麥。時值三夏，這里進入了一年中最忙碌的收獲季。

　　在黃淮海麥區的中心地帶，河南新鄉的平原上，有一座特殊的農場，這里是中國農業科學院作物科學研究所的實驗基地，常年駐扎著許多農業科研機構。近日，麥收之時，基地舉行了一場線上科技開放活動，展示了農業科學家們數十年育種的成果。

5月7日，中國農業科學院新鄉基地，科學家們線上介紹農業科技進展。中國農科院供圖

　　遠緣雜交，讓草成為小麥改良的資源

　　35年前，剛剛考上研究生的李立會，為自己立了一個“不可能完成”的目標，攻克“小麥-冰草”遠緣雜交的難題，在此之前，這個難題已經困擾了全球育種家們半個多世紀。

　　冰草是一類常見的野草，生命力極其頑強，具有優秀的抗旱、抗寒、抗病性。冰草屬的植物，是小麥的近緣野生種，它的穗和小麥有點像，但穗子較大、小穗、小花更多。

　　假如小麥也能具有冰草那樣頑強的生命力和高產能力，必然會改變小麥種植的歷史。早在上世紀30年代，國外就有科學家開始嘗試將兩者雜交，但一直到80年代，半個世紀過去，無一成功。李立會的導師、著名作物種質資源專家董玉琛院士告訴他，兩者的雜交在國際上已經被判了“死刑”。

　　35年后，河南新鄉的試驗田里，數十種小麥和冰草雜交而成的小麥材料即將成熟，用這些材料育成的新品種，已經有15個，后備新品種也有39個。15個新品種中，有高抗的品種，如甘肅、陜西兩省審定的小麥新品種普冰151，已經是當地條銹病等病害流行和旱地麥區的主栽品種。也有高產的品種，如國審新品種川麥93，穗粒數達54.2粒，增產16.7%。做到這一切，李立會花了三十多年。三十多年里，李立會和他的團隊，解決了小麥和冰草花期不同、生殖隔離、雜交胚胎不能正常發育等諸多問題，為小麥育種增添了多種新的種質資源。“從遠緣雜交成功至今，已經有5000多種冰草的基因，通過雜交進入了小麥中。”中國農業科學院作物科學研究所所長、中國科學院院士錢前說。

基地有1100多畝，常年駐扎著20多個育種團隊。中國農科院供圖

　　“在小麥馴化的過程中，長期的近親繁殖，使得小麥的遺傳相似度很高。”李立會說，“而小麥-冰草這樣的遠緣雜交，引入當前栽培小麥缺乏的關鍵優異基因，不僅產量能提高，抗逆抗病害能力也會增強。”

　　5月27日舉行的線上農科開放日活動中，李立會在河南新鄉的基地中，以視頻的形式介紹了多種“小麥-冰草遠緣雜交”的小麥材料，“比如我手邊的這種，粒數非常高，正常可以達到100粒以上，千粒重可以保證在50克以上，而且株形緊密，有利于畝穗數提高。”

　　小黑麥，一人高的麥子其實是飼草

　　和普通的麥田中整整齊齊的麥子不同，試驗田里的麥子長得有些凌亂，高矮不齊、青黃相間。其實，在每一塊麥田中，都種植著數十上百種育種材料，科學家們則在其中選育那些性狀優良的材料繼續培育，一個新品種的育成，往往需要漫長的時間來重復選育。

　　中國農業科學院作物科學研究所副研究員孟凡華的試驗田里，種著很多近一人高的“麥子”，這些不是普通的“麥子”，而是一種名為“小黑麥”的飼草、飼糧多用作物。

小黑麥是新物種，也是優質的飼糧、飼草作物。中國農科院供圖

　　5月中旬，有地方用小麥做青貯飼料的消息，引發了普遍關注，農業農村部也為此下發通知，杜絕毀麥現象。

　　小麥做青貯飼料并不經濟，在“麥子家族”中，小黑麥才是專門為畜牧業育成的飼草、飼糧作物。孟凡華介紹，小黑麥是一種非常年輕的作物，它的發展史只有140多年。“但它結合了小麥的高產和黑麥的抗寒、耐寒、耐瘠薄、抗三銹、白粉病免疫等性狀，是非常優秀的飼糧、飼草特色作物。每畝生物量在3噸到3.5噸，晾干后的青干草也可以達到1噸到1.2噸。”

　　小黑麥在西北黃土高原、青藏高原、沿黃河灘涂鹽堿地、南方冬閑稻田廣泛種植，對種養結合的養殖業有極為明顯的作用。上世紀六七十年代，我國育成自己的小黑麥品種，數十年來，已經成為極好的飼料原料。

　　除了接近一人高的小黑麥，試驗田中還有一米左右的矮稈小黑麥，是飼糧用的小黑麥，孟凡華介紹，在國外，小黑麥主要以飼糧為主，畝產可以達到600公斤，當前，我國也在著力培育飼糧用的小黑麥。

　　中國面包，用中國的小麥

　　面條是否筋道，和小麥品質有關。但實際上，在中國小麥消費中，主要消費的是中筋小麥，與之相對的弱筋、強筋小麥，國內消費量并不多。

　　中筋小麥主要用于面條、饅頭等傳統面食的制作，而弱筋小麥多用于釀酒等工業生產，強筋小麥則多用于制作面包等特種食品。

　　在過去，我國弱筋、強筋小麥生產不足，品種不佳，尤其是強筋小麥，長期依賴進口調劑。隨著農業科技的發展，如今，中國自己的弱筋、強筋品種，已經普遍趕上國際先進水平。

　　在小麥品質與新品種選育團隊首席科學家何中虎的試驗田中，就種植著大片國產強筋小麥中麥578，這是中國農業科學院作物科學研究所和棉花研究所合作，歷時二十年育成的優質強筋小麥，品質優良、抗性好、適應性強。在黃河南北、西北地區都可以種植，預計今年種植面積可達到五六百萬畝。

　　何中虎所在的團隊，有七十多年小麥育種的經驗，最早從1946年開始，由已故的小麥專家莊巧生建立，七十多年來代代相傳，育成了無數全國知名的小麥品種。

　　在新鄉的試驗田里，今年除了種植中麥578之外，旁邊還種著它的親本冀麥22、中麥255等。

幾十年中，基地攻克了許多育種的難關，也為無數科研單位提供著新的育種材料。中國農科院供圖

　　何中虎介紹，中麥255是利用河南的豫麥49和澳大利亞優質小麥品種雜交培育而成的。育成時間是2008年，之后又歷經十多年時間，再次育成中麥578這個中國自己的優質強筋小麥。“中麥578的品質，可以和國外的優質小麥相媲美，做面包或者做優質面條、餃子都很好，且產量高于國外。”

　　中國農業科學院作物科學研究所研究員張勇介紹，“2021年，河南焦作的試驗田中種植的中麥578，創造了841.5公斤的高產紀錄。在規模化生產中，也可達到600公斤左右。2020年，在河北邢臺的一個合作社中，實收589公斤。2021年，同一個合作社，實收607公斤，其中連片種植的865畝中，達到了703公斤。”

　　親近自然，也在不斷抗衡自然

　　“育種是一個漫長的過程，在無數不同的小麥材料中，選擇性狀好的材料，不斷地組合，不斷地選擇，經過漫長的時間，才有可能選育出一個好的品種。”在中國農業科學院作物科學研究所研究員張學勇的試驗田中，種植著許許多多不一樣的小麥，這些小麥正處在選育之中，所以不能稱為品種，在育種中，它們通常被稱為材料。

　　“腳下的這些材料，有的長得壯，有的長得矮，都是不錯的材料，也有的看著很高，但實際上不太好。”張學勇說，“從種質資源到品種，是一個金字塔形態的，底層是無數的種質資源，而育成的品種則是塔尖。”

　　一個好的品種是怎樣的？張學勇介紹，首先要有穩定性，其次要有一致性，第三，還要對當地普遍的病蟲害有較好的抗性。

　　2017年，張學勇團隊選育中麥66，一種為河南選育的優良品種。這是一種矮稈高抗的品種，不但高產，且適合晚播。2021年秋汛致使多地冬小麥晚播，適宜的晚播品種就格外重要。在試驗田中，有一片2021年11月2日播種的中麥66，和其他10月15日播種的品種，幾乎沒有太大差別。

　　農業是靠天吃飯的行業，而科技的進步，讓人類擁有了更多與環境、與自然相處的能力。

　　“比如中麥66，它有很好的抗病性，使用農藥較少，籽粒中的殘留、對地下水的污染也更小，這也是我們在育種中，為何要一直強調抗性的原因。”張學勇說，“在環境友好方面，育種中還會強調肥料使用的效果，怎樣通過加強品種利用肥料的能力，使得人類可以減少化肥的使用，同時又能達到高產的效果，這也能有效減少肥料對土壤的污染。中麥66是一種對肥料不敏感的品種，在缺水缺肥的時候，也能長得比較好。事實上，中麥66的畝產水平普遍可以達到1250斤到1300斤，管理特別好的時候，可以達到1400斤，具有很好的推廣價值。”

　　一把青稞一杯酒，農耕文化的新與舊

　　中國農業科學院作物科學研究所研究員楊平的麥田中，高大的麥子已經徹底熟透了，這里種植的是大麥，和小麥相比，它的麥芒更長，且成熟后，麥粒和殼仍舊緊緊連在一起。

　　大麥是傳統的農作物，和小麥一樣，起源于西亞，在漫長的歷史中傳播到世界各地，脫粒后的大麥，就是人們熟知的青稞，它是重要的飼糧作物，也是釀造青稞酒、啤酒、威士忌的主要配料。

　　在全球范圍內，大麥種植非常廣泛，楊平介紹，全世界大麥種植面積約為7.6億畝，每年產量在1.4億噸左右，其中70%是飼料，20%用于釀酒，5%作為糧食使用，比如我國的青藏高原地區，居民多以大麥為食。在今天，大麥作為健康食品，食用群體正在變得更加廣泛，“比如北方常見的大麥茶，也是由大麥制成。同時，大麥中富含β-葡聚糖等多種成分，對防治高血糖、高血壓、高血脂等有不錯的效果，可以作為健康食品食用。”

　　在新鄉的試驗田中，幾乎種植著近七十年來大部分的主栽品種，有早期的農家品種，也有近年來育成的新品種，還有大量正在選育中的大麥材料，“這里既是一個種質圃，也是大麥育種歷史沿革的一個展示區，通過了解育種歷史的演變，尋找未來的育種方向，育成農民需要的品種。”

　　在傳統不斷演變的過程中，新的育種方法，也在改變著育種的狀態，尤其是分子育種、智慧育種技術的進步，使得育種的速度、效果都在快速提升。在楊平的試驗田中，有一片特殊的大麥材料，是科研人員通過誘變育種的技術獲得的材料，其蛋白質含量高出傳統品種40%左右。

　　錢前院士：育種國家隊要做什么

　　種子是農業的芯片，種業技術的進步，是農業發展的基礎，也是保障14億人糧食安全的重要前提。一組來自中國農業科學院的數據顯示，從1978年到2018年，40年間，中國農業全要素生產增長率，年均達到了3.26%，其中技術進步的貢獻是78%。

　　小麥是我國居民的兩大口糧之一，我國的小麥育種，早在二十世紀上半葉就已經開始，數十年中，一步步走到了世界的前列，得益于一代又一代育種家們的不懈探索。

　　位于北京的國家作物種質庫中，保存著5萬多份小麥種質資源，而在河南新鄉的基地中，20多個研究組，每年在這里進行著60多項科研任務，面向黃淮海及周邊地區，培育一個個新的品種，同時也為無數科研單位，提供育種的材料。

這里育成的小麥品種，在黃淮海及周邊麥區廣泛推廣種植。中國農科院供圖

　　“這就是國家隊要做的事情。”錢前說，“比如李立會建立的小麥-冰草遠緣雜交體系，為豐富小麥種質資源作出了巨大的貢獻，每年為數百家單位提供素材。再如何中虎他們育成的中麥578，可以和國外的高檔小麥面粉相媲美。而這些，都是從小麥育種中的原始創新開始的。”

　　來自中國農業科學院作物科學研究所的資料顯示，這片1100畝左右的新鄉基地，自1993年開始建設，2003年正式入駐，是黃淮海小麥主產區唯一的綜合性實驗基地，近二十年來，這里取得了國家科技進步一等獎、國家科技發明二等獎等多個獎項。基地育成了多個系列的糧食作物新品種，其中中麥895已成我國第三大小麥品種，強筋高產小麥中麥578秋播面積達到500萬畝。

　　中國農業科學院作物科學研究所副所長王文生介紹，基地具有科普的功能，每年面向政府、企業、種植戶及中小學開放，會向更多人介紹育種的故事。