2023年12月19日 星期二
兰州大学草地农业科技学院研究团队深耕乡土草选育20年 ——
在沙海铺展绿色画卷
通讯员 张毅 曹洁 王耀辉 本报记者 尹晓军

    ■躬行乡村 赋能振兴

    开栏的话

    习近平总书记指出,实施乡村振兴战略是关系全面建设社会主义现代化国家的全局性、历史性任务。教育在乡村振兴中发挥着基础性、先导性作用。实现振兴乡村教育和教育振兴乡村“双轮驱动”,是教育系统的职责和使命。本报今起开设“躬行乡村 赋能振兴”栏目,旨在发掘宣传各地各校服务乡村振兴实践过程中涌现出的好经验、好举措,敬请关注。    

    腾格里沙漠,面积约4.27万平方公里,是中国四大沙漠之一。在这里,生长着一种豆科乡土草——牛枝子。

    2003年,兰州大学草地农业科技学院的团队在内蒙古阿拉善盟发现,豆科牛枝子作为少有的优良牧草,在年降水量为100毫米的荒漠草原生长良好。由此,对这一品种开展驯化选育。

    2023年8月底,农业农村部公布2023年全国草品种审定委员会审定通过草品种目录。历经20年,由兰州大学草地农业科技学院、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室教授张吉宇主持选育的“腾格里”牛枝子新品种名列其中。

    20年精心培育新品种

    乡土草是指自然生长于当地的植物,可直接驯化选育为栽培牧草或生态修复用草。张吉宇在中国工程院院士、兰州大学教授南志标和兰州大学教授王彦荣的指导下,将目光放在了这一领域。

    品种选育是一个漫长的过程。张吉宇团队收集到野生牛枝子种质资源后,在阿拉善盟建立了牛枝子原始材料圃,并通过观察从503个单株中筛选出40个优良单株作为原始群体。

    “每次野外调研都很辛苦,在围栏禁牧的荒漠草原上只能徒步行走。但这一工作也是最重要的,如果采集的种质不具代表性,那一切工作都没有意义。”团队成员、草地农业科技学院博士后闫启回忆说。

    以适宜栽培和产量性状为选育目标,2003年至2012年,团队在阿拉善盟和兰州市榆中县对野生牛枝子进行栽培驯化,筛选出了性状稳定、叶量丰富和生产性能良好的新品系,并定名为“腾格里”牛枝子。

    筛选出来的优良品系不能马上推广,还需经过严密的测试。“腾格里”牛枝子在经过品种比较试验、生产试验及区域试验等后,于2023年送至国家有关部门审定。其间,团队还解决了种子生产困难、收获技术、抗旱性与植物生物量等一系列生产技术和生物学基础问题。

    数据显示,驯化选育后的“腾格里”牛枝子的生产性能与适应性较原始群体有很大提升。“出苗率从65.5%提升至87.2%,越冬率高达100%,每公顷种子产量由330.7公斤提升至540.7公斤,相较于其他豆科牧草品种也显示出了强大的适应性与优越性。”张吉宇说。

    生态修复系统更稳定

    物种栽培驯化以后,团队首先要关注的是种子生产技术。团队成员、博士生陈利军瞄准种子扩繁与收获技术等难题,开展水肥一体化试验与生产收获技术开发等工作,探究种子生产的最佳条件组合。目前,基地种子产量一亩能达到35公斤,年产种子量约为2000公斤,种子储备量约3000公斤。

    新品种生产面临的另一难题是“硬实”,即坚硬的表皮使种子没办法获得水分,不能萌发,会长期进入休眠状态。早在牛枝子驯化选育初期,从事草类植物种子生态学研究的兰州大学教授胡小文就针对牛枝子硬实破除,开展了相关试验,并获得了国家发明专利。

    在解决种子生产问题之后,团队着眼于实际的生态修复应用研究,建立了“腾格里”牛枝子与“腾格里”无芒隐子草组合的“豆禾”混播技术体系,二者按种子量1∶2的配比异行条播种植,修复效率相比单播能够提高21%,在达到最佳修复效率的同时,也使生态修复系统更稳定。

    筑牢生态安全屏障

    西北地区降雨稀少且蒸发量大,植被覆盖稀疏,致使水土流失严重。缺乏适应严酷自然条件、可用于退化生态系统恢复重建的草类植物品种,是导致这一现状的原因之一。

    中国工程院院士、兰州大学教授任继周将草地农业生态系统分为前植物生产层、植物生产层、动物生产层、后生物生产层,而优良品种的培育是整个生态系统的物质基础。在前植物生产层,景观、生态建设需要种子的助推。

    2022年,依托兰州大学建设的草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室,张吉宇团队聚焦草种创新与新品种培育的“卡脖子”技术,围绕“种质—品种—种子生产—应用”任务链,着力在草地生物种质资源挖掘与抗逆机制等4个研究方向进行攻关。

    “腾格里”牛枝子可以兼顾生态修复与生态系统构建两大功能,应用场景十分广泛。目前,该品种及相关技术体系已经在内蒙古乌海矿山修复、祁连山生态修复等项目中推广利用,展现了良好的抗逆性和广阔的推广空间,并实现相关成果转化2项。

    同时,张吉宇团队还在围绕“腾格里”牛枝子试验更多不同的群组组合,提升修复效率,并将在国土绿化、防沙治沙、“三北”工程建设中推广新品种及相关技术体系,为筑牢我国生态安全屏障绘就绿色画卷。

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中国教育报