向“種”圖強，以科技之力“把飯碗端得更牢”
時間：2025-03-14 | 來源：中國科學報 | 字體大?。?span id="big">大 中 小
從今年中央一號文件第22次聚焦“三農(nóng)”工作,，首提“發(fā)展農(nóng)業(yè)新質生產(chǎn)力”,，到政府工作報告強調(diào)“扛穩(wěn)保障國家糧食安全責任,，共同把飯碗端得更牢”,，一系列政策部署無不表明，糧食安全始終處于國家安全的首位,。
如何千方百計推動農(nóng)業(yè)增效？如何全方位開發(fā)食物資源,？如何持續(xù)增強糧食等重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)保供能力,？全國兩會期間，農(nóng)業(yè)科技領域的代表委員圍繞政府工作報告給出的這些“考題”出謀劃策,?！吨袊茖W報》就此邀請多位院士專家分享觀點。
農(nóng)業(yè)“芯片”發(fā)展仍不均衡
“種子被認為是農(nóng)業(yè)的‘芯片’,，國家對種業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予了高度重視,?！比珖f(xié)委員、中國科學院院士種康對《中國科學報》說,，我國在水稻,、小麥等主要糧食作物育種領域成效卓著，處于國際前沿,，展現(xiàn)出強大的引領能力,。
然而種康同時表示，不同作物類型的種業(yè)發(fā)展并不均衡,。在飼草與部分園藝作物方面,，我國對進口種子的依賴程度依然較高，大糧食安全存在風險,。以“牧草之王”苜蓿為例,，我國苜蓿用種對外依存度超過80%，單紫花苜蓿每年進口額就超過6億美元,。
這種現(xiàn)象與我國經(jīng)濟發(fā)展水平,、社會需求的動態(tài)變化密切相關。“以前是只求吃飽,，聚焦主糧,；現(xiàn)在則是主糧與肉蛋奶菜果并重，走向多元化,?！比珖f(xié)委員、中國科學院院士曹曉風對《中國科學報》說,，這種轉變使得糧食安全的概念從傳統(tǒng)的口糧安全,，拓展為口糧與飼料糧安全共同構成的大食物安全體系。
曹曉風表示,，根據(jù)2023年的統(tǒng)計數(shù)據(jù),，我國人均消費主糧和肉蛋奶的比例約為1：0.49，且我國人均奶類年消費量僅為世界平均水平的1/3,，未來這一占比將持續(xù)增加,。這無疑會加大對飼料糧的需求，讓飼草產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為保障國家大食物安全體系的關鍵一環(huán),。保障大糧食安全的任務艱巨,，發(fā)展飼草產(chǎn)業(yè)迫在眉睫。
隨著城鄉(xiāng)居民膳食結構的深刻變革,，全國政協(xié)委員,、中國科學院院士黃三文認為，為全方位開發(fā)食物資源,，農(nóng)業(yè)科研應當從“營養(yǎng)安全”視角出發(fā),，布局研究方向,。
“營養(yǎng)安全是指所有人在任何時候都能獲得充足、安全且營養(yǎng)均衡的食物,，以滿足身體和心理健康需求的狀態(tài),。”黃三文說,，這意味著農(nóng)業(yè)科研應結合食品營養(yǎng)科學和醫(yī)學等多學科知識,，從人體的營養(yǎng)需求出發(fā)，反向推導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求,，定制更加科學合理的種植計劃,，從而推動農(nóng)業(yè)與營養(yǎng)健康的深度融合。
謀篇布局“補短板”
如何解決種業(yè)發(fā)展不均衡的問題,，讓老百姓餐桌更豐富,、更有營養(yǎng)？
種康認為,，飼草育種是其中一個重要突破口,。“有人說，牧草是牛羊‘能吃’的草,，飼草是牛羊‘愛吃’的草,。一字之差，清楚說明了兩種草的品質差異,?！彼f，“尤其是在奶牛養(yǎng)殖的工業(yè)化模式下,，對飼草品質和日糧配方的精準度要求極高,，稍有偏差就會影響一天的產(chǎn)奶量?！?/span>
種康表示,，在當前復雜的國際形勢下，培育具有自主知識產(chǎn)權的優(yōu)質飼草品種尤為重要,。通過研發(fā)高蛋白飼草,，替代部分作為飼料用途的大豆，對于保障我國糧食安全意義重大,。
種康主持的中國科學院生態(tài)草牧業(yè)先導專項歷經(jīng)多年,，已全面了解我國草地資源狀況，研發(fā)恢復退化草原的新技術,，培育羊草,、苜蓿,、燕麥,、甜高粱,、藜麥等新的飼草和牧草品種，將這些品種種植在邊際土地上,，打造飼草生產(chǎn)基地,，并研究飼料青貯技術以提升飼草的營養(yǎng)價值。
在山東東營黃河口的10萬畝示范田中,，“以種適地”成效顯著,。“我們沒有先改造鹽堿地,，而是直接篩選適合在這類土地上生長并能形成產(chǎn)量的草種,。這一探索取得了成功，農(nóng)民收入增加了,，鹽堿地也得到了有效利用,。”種康介紹,，他們正在新疆推廣這一模式,。
過去幾年，曹曉風帶領團隊與合作者通過生物育種,，讓生長在南方熱帶沿海地區(qū)的豆科植物田菁“南草北種”,，在吉林、黑龍江曾經(jīng)寸草不生的光板蘇打鹽堿地上長出一人多高的耐鹽堿高產(chǎn)飼草,。
這些年的研究讓曹曉風越來越意識到我國飼料糧供應格局存在的問題,。“目前，我國飼料糧主要依賴北方供應,，但北方水資源匱乏,、溫度積溫短，發(fā)展受限,。與之形成鮮明對比的是,，南方擁有得天獨厚的光熱水土資源，卻未在飼草產(chǎn)業(yè)上充分發(fā)揮優(yōu)勢,?！彼f，“我們急需摸清土地資源的家底,，進行科學合理的規(guī)劃和區(qū)劃,。”
“目前,，我國牧草育種審定的品種僅700多個,，遠低于美國的數(shù)千種。適宜南方種植且具有我國自主知識產(chǎn)權的優(yōu)良品種更是極度短缺,?！辈軙燥L呼吁,，重視田菁、柱花草等潛在的優(yōu)質飼草資源研究,，優(yōu)化資源配置,，推動南方飼草產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
馬鈴薯,、西紅柿,、黃瓜……在育種領域，黃三文是一個“多面手”,。他表示,，目前，全球約1750個植物種質庫保存著超700萬份種質資源,，然而研究資源主要集中在少數(shù)幾個物種上,，許多珍貴遺傳資源尚未得到充分利用?！瓣P于許多農(nóng)作物和模式植物的基因組信息,，科學家已經(jīng)積累了豐富知識，聚合了優(yōu)勢基因,。因地制宜,、按需定制個性化人工設計育種的時代大幕已然拉開?！秉S三文對《中國科學報》說,。
“虛擬”育種賦能智慧農(nóng)業(yè)
“當下，人工智能（AI）大模型在各領域廣泛應用,，農(nóng)業(yè)也不例外,。AI輔助的基因組選擇技術能夠快速分析上百萬基因型，將在新一輪育種中發(fā)揮巨大作用,?！秉S三文說。
黃三文表示,，我國科研人員已開發(fā)出基于深度學習算法的基因組選擇模型和全流程智慧育種平臺,，有效提高了水稻、玉米,、小麥等主糧作物的育種效率,。未來，將AI垂直模型與生物育種技術結合,，一定能推動農(nóng)業(yè)新質生產(chǎn)力的實際應用,。
“我們應開發(fā)適用于作物育種的垂直領域模型，并且針對每種作物打造專屬模型?！?黃三文解釋說,，這些垂直模型將整合作物遺傳學、基因組數(shù)據(jù),、栽培生理學等育種鏈條中的多方面知識，讓AI分析現(xiàn)有品種和資源的優(yōu)劣,，為育種提供精準參考,。
種康也認為，AI將對人工設計育種產(chǎn)生極大的推動作用,?！耙蕾嘇I，農(nóng)業(yè)科學家提出的‘虛擬’育種——在計算機上利用植物知識庫里的信息,，選擇適宜的性狀進行育種設計,，將得以實現(xiàn)。設計好方案后再在大田實施,，能讓作物育種大幅提速,、性狀更加精準?！?/span>
“虛擬”育種什么時候才能實現(xiàn),？種康表示，這依賴于兩個方面,，一是基礎研究的知識積累速度,，二是AI算法的進步程度。現(xiàn)在我們可以實現(xiàn)水稻AI“虛擬”育種的初級版,?！拔覈暡萦N群體較小，大規(guī)模育種起步較晚,，飼草的基礎生物學研究薄弱,，這是一個‘卡脖子’問題。我們希望把水稻等作物育種最前沿的技術用在飼草育種上,，但這并不是簡單的‘技術移植’,，因為它們的生產(chǎn)性狀不一樣?！?/span>
不過種康表示,，目前國家對飼草基礎研究加以重視，國家自然科學基金委去年專門啟動飼草基礎生物學專項,，同時依托飼草和牧草全國重點實驗室,，為飼草基礎研究知識的積累提供動力。
雖然我國作物育種技術較為先進，但飼草產(chǎn)業(yè)鏈仍存在不足,，種子企業(yè)不夠發(fā)達,，商業(yè)化育種體系相對落后。對此,，種康建議,，未來育種應從系統(tǒng)角度思考品種研發(fā)，提高品種附加值,。“國外一些品種會與配套的除草劑,、農(nóng)藥等關聯(lián)起來，雖然種子價格可能較低,，但可通過后續(xù)產(chǎn)品實現(xiàn)盈利,。我們也應朝這個方向努力，讓我國種業(yè)在國際市場上更具競爭力,?！?/span>
黃三文也表示，我國在種質資源保存和部分品種選育方面成績斐然,，但在商業(yè)化育種體系建設上與國際種業(yè)巨頭仍存在差距,。關鍵短板在于成果轉化路徑不夠順暢，科研人員,、育種家與企業(yè)之間缺乏有效的成果共享和利益分配機制,。
“雖然我國農(nóng)業(yè)科研領域有不少原創(chuàng)成果，部分也在與企業(yè)聯(lián)合推廣,，但仍有大量成果面臨轉化難題,。構建合理的利益共享機制、激發(fā)各方積極性迫在眉睫,?！秉S三文說。
來源：中國科學報
作者：馮麗妃 李晨
