張忠義(左一)、梁作勤(左二)在東阿縣考察小麥長勢。
□ 王 凱 劉觀浦 翟榮惠
1992年1月14日,北京中國農(nóng)科院作物所鑒定會現(xiàn)場的會議桌上擺放著琥珀色的PH82-2-2小麥樣品,以及用這種小麥面粉烘烤的面包。
作為我國第一個(gè)高蛋白優(yōu)質(zhì)面包小麥品種的PH82-2-2此次鑒定會通過了專家鑒定,畝產(chǎn)量和品質(zhì)均超過當(dāng)時(shí)德國A9小麥。它標(biāo)志著我國小麥品質(zhì)育種水平跨入先進(jìn)國家行列。PH82-2-2小麥選育成功,結(jié)束了我國優(yōu)質(zhì)面包粉依賴進(jìn)口的歷史,每年將為國家節(jié)約巨額外匯。
就在此前幾個(gè)月,德國小麥品質(zhì)育種專家霍恩海姆大學(xué)克林教授來北京、山東講學(xué)時(shí)說:“中國選育出自己的面包小麥,需要再花20至30年時(shí)間。”
取得這項(xiàng)重大科研成果的,是當(dāng)時(shí)的山東農(nóng)業(yè)大學(xué)冬小麥品質(zhì)育種課題組副教授張忠義、梁作勤和講師田紀(jì)春。
一畝地多結(jié)200個(gè)“雞蛋”
1978年,剛剛畢業(yè)留校的田紀(jì)春,跟教過自己植物生理的張忠義老師搞起了育種。學(xué)校剛恢復(fù)開課,張忠義到我國著名小麥育種學(xué)家李振生先生所在的西北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物所,開展植物抗性研究,發(fā)現(xiàn)長穗偃麥草與普通小麥遠(yuǎn)緣雜交的F3代“個(gè)子高,像野生的”,李振生鼓勵(lì)他“帶回去種種看!”
“當(dāng)時(shí),只是在帶學(xué)生作分析試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),這些種子的蛋白質(zhì)、氨基酸含量特別高,誰也沒提過優(yōu)質(zhì)。”山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究室主任田紀(jì)春回憶起當(dāng)時(shí)的場景,仍記憶猶新。國家科技大會剛剛召開不久,“科學(xué)的春天”到來了,這批的種子引起了他們的濃厚興趣。
“咱為什么不育育看,咱也搞育種,不能光給別人作試驗(yàn)報(bào)告。”有過吃地瓜“不擋飽”,“每天肚子吃得滿滿的,可撐不到時(shí)候就餓了”經(jīng)歷的張忠義老師,提出了自己的“想法”,他們開始了以蛋白質(zhì)含量為目標(biāo)的育種。而當(dāng)時(shí)主流育種目光都盯在產(chǎn)量上,誰也不提蛋白質(zhì)含量,植物生理也只考慮分析光合作用、碳固定量等指標(biāo)。
1981年冬,農(nóng)場氣溫降到零下19℃,絕大部分試驗(yàn)材料受凍害而死,他們就用幸存的幾棵抗凍植株繼續(xù)研究。從1982年等年份株系中選出了一個(gè),定名為PH82-2,并按預(yù)先設(shè)計(jì)的“分世代,有側(cè)重,前期簡單,中期嚴(yán)格,后期全面”的技術(shù)路線開展深入研究。最初選的品系,“蛋白質(zhì)的含量是高,但產(chǎn)量不行,不抗倒伏”,雖然抗性、分蘗、成穗、落黃、抗干熱風(fēng)等性狀都很好,也能正常成熟,但就是個(gè)子太高,麥稈株高達(dá)1米多,跟野草一樣,極容易倒伏。課題組使用鈷60輻射后,使這一性狀得到極大改善。
“搞育種的從種子種下去就是個(gè)盼,就充滿了希望,并不感到田間管理太辛苦。”回憶起那些時(shí)光,田紀(jì)春滿臉幸福。2年5代、2年3代,從溫室,到壩上草原、貴州等地加代。沒有科研經(jīng)費(fèi),田間調(diào)查、管理就自己帶著干糧去；沒有食堂,就蹲在地頭吃、自己帶著飯到農(nóng)民家里吃。每年從4月份開始到田間,5月1日—20日在農(nóng)場雜交,在太陽下呆得時(shí)間長了,有10多年的時(shí)間,田紀(jì)春每年脖子上、肩膀上都要脫層皮。
隨著科研的開展,從開始時(shí)沒有地,到后來有了2分地、1畝地,到最高時(shí)的7畝地,田間工作量也成倍地增長。1982年測出高蛋白含量；1983年選出輻射系；1985年基本穩(wěn)定；1986年,課題組從抗凍、抗病的300多個(gè)株系中,篩選出畝產(chǎn)400公斤、蛋白質(zhì)含量15.2%的PH82-2-2新品系。
田紀(jì)春說,當(dāng)時(shí)樸素的想法只是“讓咱國家的人在吃面粉時(shí),不知不覺每斤面就等于多吃了兩個(gè)雞蛋”。普通小麥的蛋白質(zhì)含量12%—13%,而新育出的種子蛋白質(zhì)含量高達(dá)15%—17%,按畝產(chǎn)小麥400公斤計(jì)算,每畝地能多產(chǎn)12—16公斤純蛋白質(zhì),約200多個(gè)雞蛋,約相當(dāng)于每斤多出一個(gè)雞蛋。后來得知,當(dāng)時(shí)的提法并“不完全對”,因小麥中的蛋白質(zhì)只相當(dāng)于雞蛋的42%,“多說了一個(gè)”,以后再講就改成了1個(gè)。
榮獲國家發(fā)明二等獎
“國外育種已經(jīng)是講究品質(zhì)、講吃的好了,我們還在抓產(chǎn)量。”據(jù)田紀(jì)春介紹,上世紀(jì)80年代,糧食產(chǎn)量不足仍是困擾我國農(nóng)業(yè)育種的首要課題。全國科學(xué)大會召開,才開始提出“不僅要吃飽,而且還要吃好”,為此,國務(wù)院提出了要發(fā)展“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè),為品質(zhì)育種提供了廣闊的舞臺。
1984年夏,全國農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)會在南京召開,課題組認(rèn)為自己育出的小麥蛋白質(zhì)含量高,“讓專家們嘗嘗”,就特意用新收下來的麥子磨成面粉,背到會上,交給廚師做成饅頭。沒想到,廚師仍按普通面粉處理,“醒”(發(fā)酵)的時(shí)間太短,做出來的饅頭竟然成了又黑又硬的死面疙瘩!“原來高蛋白小麥就這個(gè)樣兒?!”有不少人發(fā)出疑問。為此,還落了個(gè)“山東的面不發(fā)”的名聲。
“別管別人怎么說,你的品種是最好的,搞品質(zhì)育種是方向。”當(dāng)時(shí)在場的中國農(nóng)科院王光瑞研究員專門找到張忠義鼓勵(lì)他,并愿意提供當(dāng)時(shí)山農(nóng)大老師連見都沒見過的測定儀器。
“這個(gè)品種可能是加工面包最好的品種,應(yīng)該做一下全面品質(zhì)分析。”河北農(nóng)業(yè)大學(xué)作物種質(zhì)研究中心的李宗智教授和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉光田教授,也紛紛鼓勵(lì)。后來,李宗智教授還專程帶病前來參加了品種鑒定會。
測定!從南京開會回來,課題組開始對新品種進(jìn)行生化分析。由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)搞品質(zhì)測定的人很少,很多儀器設(shè)備都沒有,只能用最原始的方法展開:面筋含量怎么測?不知道,就先用手洗出面筋來,再稱量計(jì)算；測蛋白質(zhì)含量,連最普通的消化裝置也沒有,田紀(jì)春就自己設(shè)計(jì)連續(xù)加液裝置,由于整天在高溫下跟濃硫酸、鹽酸和雙氧水等腐蝕劑打交道,衣褲上燒的破洞經(jīng)?？梢?手臂的腐蝕白斑一片連一片。最終,課題組僅用水浴鍋、燒杯和計(jì)時(shí)器等簡單器具,就建立了我國首個(gè)面粉質(zhì)量評價(jià)系統(tǒng):P值(Pelshenke值:小麥粗粉發(fā)酵時(shí)間)小于30分鐘的面團(tuán)品質(zhì)差,60—80分鐘的面團(tuán)可以加工較好的饅頭和面條,大于80分鐘的面團(tuán)才可以加工優(yōu)質(zhì)面包。由此,奠定了我國小麥面粉“優(yōu)質(zhì)專用”的評價(jià)基礎(chǔ)。
從此,從麥種到面包和饅頭的全過程研究——育種、栽培、成分分析、加工,對每種市場和商業(yè)需要的加工品質(zhì)都進(jìn)行了監(jiān)測,并再將這些結(jié)果反饋到育種中。
1989年東阿縣農(nóng)業(yè)局長聽說后,來山農(nóng)大要回種子,一下種了7000畝,不僅當(dāng)年平均產(chǎn)量比其它品種高15%左右,而且價(jià)格也平均比普通小麥高出0.4元/公斤,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都很明顯。由于全國市場上沒有做面包粉的麥子,我國的優(yōu)質(zhì)面包類企業(yè),都只能從國外買麥子,而當(dāng)時(shí)進(jìn)口的“金龜粉”價(jià)格竟高達(dá)24元/公斤。PH82-2-2,一炮打響。
“PH82-2-2小麥產(chǎn)量與品質(zhì)兼顧,在協(xié)調(diào)高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的矛盾方面是一個(gè)突破,中國終于有了自己的面包小麥。”田紀(jì)春說,品質(zhì)生理生化的研究,大大促進(jìn)了高蛋白面包小麥的選育進(jìn)程。1992年1月14日,在北京中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥品種鑒定會現(xiàn)場,新當(dāng)選的中國科學(xué)院學(xué)部委員、76歲的莊巧生研究員興奮地宣布:PH82-2-2以畝產(chǎn)量400公斤、蛋白質(zhì)含量16.7%、籽粒容重810—830克/升、沉淀值54.5毫升、濕面筋45%、面包體積827—880立方厘米等各項(xiàng)指標(biāo)均超過國際規(guī)定的優(yōu)質(zhì)面包小麥的標(biāo)準(zhǔn),成為我國第一個(gè)高蛋白優(yōu)質(zhì)面包小麥品種,這標(biāo)志著我國小麥品質(zhì)育種水平跨入先進(jìn)國家行列。
消息發(fā)布的第二天,很多世界小麥出口國紛紛詢問我國今后進(jìn)口小麥的情況,俄羅斯還通過代理商積極要求購買這一優(yōu)質(zhì)小麥品種。
1993年,PH82-2-2小麥獲國家發(fā)明二等獎,成為本年度農(nóng)業(yè)成果類最高獎(一等獎空缺),農(nóng)業(yè)部將這一品種列為“八五”豐收計(jì)劃推廣品種。這時(shí)的東阿縣,已經(jīng)成方連片種植達(dá)10萬畝以上,年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥近4000萬公斤,農(nóng)民增加收入1000多萬元,開創(chuàng)了我國產(chǎn)業(yè)化種植優(yōu)質(zhì)小麥的先河。
讓小麥既優(yōu)質(zhì)又高產(chǎn)
高蛋白優(yōu)質(zhì)面包小麥品種PH82-2-2的選育成功,標(biāo)志著我國小麥育種進(jìn)入了新的階段,也為我國育種事業(yè)開辟了一個(gè)新的方向——品質(zhì)育種。
“吃飯問題壓力大,‘優(yōu)質(zhì)’就不穩(wěn)定。”回顧近30年來的小麥品質(zhì)育種經(jīng)歷的“三次高潮”,田紀(jì)春充滿感慨。多年來,我國要用占世界7%的耕地養(yǎng)活占世界22%的人口,吃飽仍是中國糧食生產(chǎn)的首要問題,我國真正重視小麥品質(zhì)改良工作起始于上世紀(jì)70年代末、80年代初,隨后由于國內(nèi)糧食供求的不穩(wěn)定性,小麥品質(zhì)改良也隨著產(chǎn)量的變化,起起伏伏、走走停停、波浪式前進(jìn):糧食產(chǎn)量上來了,“吃好”的聲音會強(qiáng)些,一旦出現(xiàn)糧食緊張,品質(zhì)宣傳聲音就低下去了。
田紀(jì)春認(rèn)為,優(yōu)質(zhì)專用小麥生產(chǎn)僅由專家呼吁和政府號召不行,而必須靠市場需求啟動、經(jīng)濟(jì)效益推動、經(jīng)濟(jì)發(fā)展決定。上世紀(jì)90年代,隨著面粉增白劑——“過氧化苯甲酰”的廣泛使用,其危害很快表現(xiàn)出來。1997年,田紀(jì)春前瞻性地提出“高白度小麥育種”課題,宣稱“靠小麥面粉的‘自然白’讓增白劑下課”,并選育出了一批高自然白度的小麥新品種。“當(dāng)時(shí)沒有引起足夠重視,10年后事實(shí)還是驗(yàn)證了我的判斷。”田紀(jì)春說。
本世紀(jì)初,針對國內(nèi)外10多年來小麥單產(chǎn)徘徊不前的局面,田紀(jì)春又提出了以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)兼顧為目標(biāo)的“超級小麥育種”課題,共育出了54個(gè)國家和省審定小麥新品種。其中,濟(jì)麥19、泰山9818、淄麥12、煙農(nóng)19、山農(nóng)22等20個(gè)小麥新品種都達(dá)到了畝產(chǎn)700公斤的超級小麥育種目標(biāo)。
同時(shí),針對我國小麥的需求及生產(chǎn)上存在的問題,田紀(jì)春提出現(xiàn)階段我國小麥品質(zhì)改良的重點(diǎn):改良面筋強(qiáng)度——培育強(qiáng)筋和弱筋小麥品種,改良面粉和食品色素——培育高白度饅頭小麥新品種,改良淀粉特性——培育優(yōu)質(zhì)面條小麥新品種,改良必需氨基酸、礦質(zhì)元素和微量活性物質(zhì)含量——培育功能性小麥新品種,尋求與研究開發(fā)相應(yīng)的新型食物資源。
田紀(jì)春認(rèn)為,我國是世界小麥產(chǎn)銷大國,小麥生產(chǎn)面積、總產(chǎn)量和進(jìn)口量都位居世界第一,在保證國內(nèi)小麥的生產(chǎn)和供應(yīng)前提下,充分利用小麥產(chǎn)銷大國的地位,以品質(zhì)改良促進(jìn)世界小麥生產(chǎn)意義重大。
