張忠義(左一)、梁作勤(左二)在東阿縣考察小麥長(zhǎng)勢(shì)。
□ 王 凱 劉觀浦 翟榮惠
1992年1月14日,北京中國(guó)農(nóng)科院作物所鑒定會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的會(huì)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(guó)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(huì)通過(guò)了專家鑒定,畝產(chǎn)量和品質(zhì)均超過(guò)當(dāng)時(shí)德國(guó)A9小麥。它標(biāo)志著我國(guó)小麥品質(zhì)育種水平跨入先進(jìn)國(guó)家行列。PH82-2-2小麥選育成功,結(jié)束了我國(guó)優(yōu)質(zhì)面包粉依賴進(jìn)口的歷史,每年將為國(guó)家節(jié)約巨額外匯。
就在此前幾個(gè)月,德國(guó)小麥品質(zhì)育種專家霍恩海姆大學(xué)克林教授來(lái)北京、山東講學(xué)時(shí)說(shuō):“中國(guó)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(guò)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(kāi)課,張忠義到我國(guó)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(kāi)展植物抗性研究,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)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(shuí)也沒(méi)提過(guò)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(chǎng)景,仍記憶猶新。國(guó)家科技大會(huì)剛剛召開(kāi)不久,“科學(xué)的春天”到來(lái)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(guò)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(kāi)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(shuí)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(chǎng)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(jiǎn)單,中期嚴(yán)格,后期全面”的技術(shù)路線開(kāi)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(méi)有科研經(jīng)費(fèi),田間調(diào)查、管理就自己帶著干糧去；沒(méi)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(kāi)始到田間,5月1日—20日在農(nóng)場(chǎng)雜交,在太陽(yáng)下呆得時(shí)間長(zhǎng)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(kāi)展,從開(kāi)始時(shí)沒(méi)有地,到后來(lái)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(zhǎng)。1982年測(cè)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(shuō),當(dāng)時(shí)樸素的想法只是“讓咱國(guó)家的人在吃面粉時(shí),不知不覺(jué)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(lái)得知,當(dāng)時(shí)的提法并“不完全對(duì)”,因小麥中的蛋白質(zhì)只相當(dāng)于雞蛋的42%,“多說(shuō)了一個(gè)”,以后再講就改成了1個(gè)。
榮獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)
“國(guó)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(guó)農(nóng)業(yè)育種的首要課題。全國(guó)科學(xué)大會(huì)召開(kāi),才開(kāi)始提出“不僅要吃飽,而且還要吃好”,為此,國(guó)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(tái)。
1984年夏,全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)會(huì)在南京召開(kāi),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(lái)的麥子磨成面粉,背到會(huì)上,交給廚師做成饅頭。沒(méi)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(lái)的饅頭竟然成了又黑又硬的死面疙瘩!“原來(lái)高蛋白小麥就這個(gè)樣兒?!”有不少人發(fā)出疑問(wèn)。為此,還落了個(gè)“山東的面不發(fā)”的名聲。
“別管別人怎么說(shuō),你的品種是最好的,搞品質(zhì)育種是方向。”當(dāng)時(shí)在場(chǎng)的中國(guó)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(jiàn)都沒(méi)見(jiàn)過(guò)的測(cè)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉光田教授,也紛紛鼓勵(lì)。后來(lái),李宗智教授還專程帶病前來(lái)參加了品種鑒定會(huì)。
測(cè)定!從南京開(kāi)會(huì)回來(lái),課題組開(kāi)始對(duì)新品種進(jìn)行生化分析。由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)搞品質(zhì)測(cè)定的人很少,很多儀器設(shè)備都沒(méi)有,只能用最原始的方法展開(kāi):面筋含量怎么測(cè)?不知道,就先用手洗出面筋來(lái),再稱量計(jì)算；測(cè)蛋白質(zhì)含量,連最普通的消化裝置也沒(méi)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?jiàn),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(jiǎn)單器具,就建立了我國(guó)首個(gè)面粉質(zhì)量評(píng)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(guó)小麥面粉“優(yōu)質(zhì)專用”的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。
從此,從麥種到面包和饅頭的全過(guò)程研究——育種、栽培、成分分析、加工,對(duì)每種市場(chǎng)和商業(yè)需要的加工品質(zhì)都進(jìn)行了監(jiān)測(cè),并再將這些結(jié)果反饋到育種中。
1989年?yáng)|阿縣農(nóng)業(yè)局長(zhǎng)聽(tīng)說(shuō)后,來(lái)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(huì)效益都很明顯。由于全國(guó)市場(chǎng)上沒(méi)有做面包粉的麥子,我國(guó)的優(yōu)質(zhì)面包類企業(yè),都只能從國(guó)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(guó)終于有了自己的面包小麥。”田紀(jì)春說(shuō),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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥品種鑒定會(huì)現(xiàn)場(chǎng),新當(dāng)選的中國(guó)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(guò)國(guó)際規(guī)定的優(yōu)質(zhì)面包小麥的標(biāo)準(zhǔn),成為我國(guó)第一個(gè)高蛋白優(yōu)質(zhì)面包小麥品種,這標(biāo)志著我國(guó)小麥品質(zhì)育種水平跨入先進(jìn)國(guó)家行列。
消息發(fā)布的第二天,很多世界小麥出口國(guó)紛紛詢問(wèn)我國(guó)今后進(jìn)口小麥的情況,俄羅斯還通過(guò)代理商積極要求購(gòu)買這一優(yōu)質(zhì)小麥品種。
1993年,PH82-2-2小麥獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng),成為本年度農(nóng)業(yè)成果類最高獎(jiǎng)(一等獎(jiǎng)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(wàn)畝以上,年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥近4000萬(wàn)公斤,農(nóng)民增加收入1000多萬(wàn)元,開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)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(guó)小麥育種進(jìn)入了新的階段,也為我國(guó)育種事業(yè)開(kāi)辟了一個(gè)新的方向——品質(zhì)育種。
“吃飯問(wèn)題壓力大,‘優(yōu)質(zhì)’就不穩(wěn)定。”回顧近30年來(lái)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(lái),我國(guó)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(guó)糧食生產(chǎn)的首要問(wèn)題,我國(guó)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(guó)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(lái)了,“吃好”的聲音會(huì)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(hào)召不行,而必須靠市場(chǎng)需求啟動(dòng)、經(jīng)濟(jì)效益推動(dòng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展決定。上世紀(jì)90年代,隨著面粉增白劑——“過(guò)氧化苯甲酰”的廣泛使用,其危害很快表現(xiàn)出來(lái)。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(méi)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(shuō)。
本世紀(jì)初,針對(duì)國(guó)內(nèi)外10多年來(lái)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(jí)小麥育種”課題,共育出了54個(gè)國(guó)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(jí)小麥育種目標(biāo)。
同時(shí),針對(duì)我國(guó)小麥的需求及生產(chǎn)上存在的問(wèn)題,田紀(jì)春提出現(xiàn)階段我國(guó)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(kāi)發(fā)相應(yīng)的新型食物資源。
田紀(jì)春認(rèn)為,我國(guó)是世界小麥產(chǎn)銷大國(guó),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(guó)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(guó)的地位,以品質(zhì)改良促進(jìn)世界小麥生產(chǎn)意義重大。
