科幻電影《流浪地球》中,空間站冷藏了1億顆農作物種子,保存來自地球的生命“火種”。北京市海淀區農科東大道上,坐落著一座現實版的種子“諾亞方舟”。在這座總體技術達到世界一流水平的國家農作物種質資源庫,科學家利用珍藏的種子,成功培育突破性新品種,為我國育種科研和產業化奠定基礎。
習近平總書記強調,要緊盯世界農業科技前沿,大力提升我國農業科技水平,加快實現高水平農業科技自立自強。近年來,我國加強農業科技創新平臺建設,科技創新能力條件的建設水平和運行效率不斷提升,構建了以重大農業科學工程為“塔尖”、重點學科實驗室為“中堅”、農業科學觀測實驗站和科學試驗基地為“塔基”的“金字塔”式體系框架,為農業科技進步提供了強有力的支撐。
塔尖:“國之重器”奠定創新未來
新疆維吾爾自治區莎車縣巴格阿瓦提鄉常年干旱少雨,土壤泛著鹽堿,莊稼生長困難。今年,村民凱賽爾·熱則克卻種出了畝產600多公斤的高產小麥,原先對產量的擔憂在測產后煙消云散。“我明年還想繼續種這個品種!”他說。凱賽爾種植的品種為二系雜交小麥“京麥189”,是我國通過審定的第一批耐鹽堿雜交小麥品種之一。
一直以來,培育高產、抗旱、耐鹽堿的雜交小麥品種是世界性難題。正所謂巧婦難為無米之炊,沒有攜帶優良基因的種質資源作為“祖先”,就無法培育出優異的新品種“后代”。“京麥189”正是科學家在我國種子材料中發現了光溫敏不育種質資源,這才推動了二系雜交小麥體系的成功構建。可見,保存好珍貴的作物種質資源對實現種業科技自立自強、種源自主可控何其重要。
2021年至2023年,我國開展了第三次農作物種質資源普查與收集行動,至2023年底,新收集農作物種質資源13.9萬份,覆蓋糧棉油糖、果菜茶桑等八大類,全面摸清了種質資源家底。現如今,它們就存放在國家農作物種質資源庫。
走進種質庫,低溫庫、DNA庫、試管苗庫等一應俱全,機械臂、蜘蛛手機器人等設備齊上陣,種子自動化存取充滿“科技范兒”。種質庫保存容量為150萬份,是種質資源保護利用的“國家隊”,更一舉成為目前全球最大的國家級農作物種質庫,總體技術達到世界一流水平。新收集資源極大豐富了我國種質資源戰略儲備,經鑒定編目入庫(圃)后將使我國資源保存總量躍居世界第一,相當于為中國種業科技創新提供了一個巨大的“蓄水池”,夯實了種業振興的資源基礎。
2023年中央農村工作會議提出“支持農業科技創新平臺建設”,2024中央一號文件緊接著提出“優化農業科技創新戰略布局,支持重大創新平臺建設”。以國家農作物種質資源庫等為主的國家重大平臺,為從源頭上保障國家糧食及重要農產品安全提供有力支撐。
依托國家海洋漁業生物種質資源庫的14萬份漁業生物種質實物資源,我國研發了石斑魚胚胎冷凍保存技術等10余種收集與保藏技術,培育出中國對蝦等4個國審水產新品種;國家畜禽種質資源庫預計容量達3000余萬份,建成后將成為全球畜禽種質資源最多、品種最全、體系最完整、智能化水平最高的畜禽種質資源保藏中心;國家農業微生物種質資源庫將打造成世界保藏量最大的農業微生物種質資源庫,預計將具備保藏20萬株500萬份農業微生物菌種、DNA以及微生物樣本能力水平……“國之重器”正源源不斷支撐農業科技創新能力持續釋放效能。
中堅:重大科技基礎設施驅動技術進步
在國家農業生物安全科學中心,科學家每天都對重大外來入侵物種和農作物重大病蟲害跨境跨區域擴散流行進行嚴密監測。中心常務副主任劉萬學介紹,六年前,中心跨境監測站點首次發現草地貪夜蛾由境外傳入我國,農業農村部第一時間向全國下發了預警通知,組織各地技術人員加密監測預警。
“災害一旦發生,將造成不可挽回的損失,因此要加強農業生物安全科學技術研發,防患于未然。”劉萬學介紹。
截至目前,中心研發了入侵生物風險預判預警技術和入侵生物檢測監測技術,研發集成基于“雷達網+”的草地貪夜蛾綜合防治技術體系等,在外來入侵生物預警與防控創新研究和應用、農作物重大病蟲害跨境跨區域監測和防控等方面取得重要突破。
諸如國家農業生物安全科學中心的國家重大科技基礎設施還有很多。
非洲豬瘟來勢洶洶的2019年,生豬養殖業遭到重創。國家動物疫病防控高級別生物安全實驗室聞訊而動,率先開展非洲豬瘟發生規律研究,成功構建輸入風險評估模型,明確了我國非洲豬瘟的主要風險來源及潛在高風險地區,對國內擴散的主要風險地區進行科學預測,為疫情成功防控和豬肉價格穩定提供了重要支撐。
塔基:基礎性長期性科技工作闡明發展規律
在一些極度缺水區域,種什么、怎么種,這些看似簡單的問題卻在相當長的時間里困擾著當地農民。“只有更深入地了解旱地,摸清規律,才能破解旱地作物適水種植的科學難題。”中國農業科學院山西壽陽旱作農業生態系統國家野外科學觀測研究站執行站長孫東寶說。早在1991年,第一代“旱農人”在貧瘠的黃土地建起我國北方旱地農業綜合試驗區,三代科技工作者薪火相傳,通過一組組長達多年的試驗,探索出了一整套旱地農業技術,水資源利用率最高可達到70%,累計應用面積5043萬畝,新增糧食22.1億千克。
長期以來,我國農業生產活動大多依靠經驗,“靠天吃飯”的種植模式已不符合現代農業發展的實際需要。2017年起,農業農村部全面統籌全國456個涉農科研院所、高校廣泛參與,制定種植業、畜牧業、水產業三大產業類型長期定位觀測布局方案,全面開展農業基礎性、長期性科技工作。幾年間,11個農業科學觀測數據中心、148個農業科學觀測試驗站、4萬個農業生態環境國控監測點拔地而起,圍繞作物種質資源、土壤質量、農業環境等十大觀測領域開展長期定位觀測活動,對5100項觀測指標開展長期定位觀測,通過系統觀測農業生產和環境要素獲得大量長期數據,夯實了農業科學觀測基礎。
這些觀測點位和監測數據看似是獨立的,倘若把孤立的點位和抽象數據放到我國地圖的坐標軸上,串點成線,農業生產規律便一覽無遺。首次闡明我國旱地土壤磷素演變特征、探明紅壤農田酸化時空演變特征、初次摸清我國小菜蛾越冬界限……農業科學觀測為揭示農業科學規律、指導農業生產、突破關鍵技術瓶頸、解決產業問題、輔助政府決策等提供了堅實的戰略支撐,“靠經驗”逐漸成為過去,農業生產正逐步走上“靠數據”“靠科學”的新道路。