矮抗58获国家科技进步一等奖增产小麦86.7亿公斤

　　从培育之初一脸盆7斤8两的原种，到如今2.3亿亩的种植面积，矮抗58实现增产小麦86.7亿公斤,增产效益170多亿元。

　　有人曾估算，中国人吃的每4个馒头中，就有一个来自河南;每8个馒头中，就有1个来自小麦品种矮抗58!

　　在10日举行的国家科学技术奖励大会上，河南科技学院茹振钢教授接过了沉甸甸的烫金大红证书。由他主持完成的“矮秆高产多抗广适小麦新品种矮抗58选育及应用”项目荣获2013年度国家科技进步一等奖。

　　一粒种子，何以承载中国最高科技水平?一粒种子，何以成为燎原之势，在短短几年内一跃成为黄淮麦区特大小麦品种?

　　——— 性能优良 ———

　　沃土之上筑粮仓

　　面对万亩示范田，中国工程院院士、著名小麦育种专家程顺和曾赞:“矮抗58具有很好的丰产性和广泛的适应性，它的高产、稳产、抗倒、抗旱、抗病、抗冻等优良特性表现突出，是我国小麦品种改良的重要进展!”

　　矮抗58成功解决了小麦高产大群易倒伏、矮秆品种易早衰、高产品种品质不优和稳定性差、稳产性与广适性难结合等种子培育的四大技术难题，实现了高产稳产、矮秆抗倒不早衰、抗逆抗病适应性广、优质中筋、稳定性好等品种优势。

　　据茹振钢教授介绍，矮抗58的五大优势保证其成为明星品种：一是高产稳产，一般亩产1100—1200斤，高产示范田可超1400斤;二是抗冻耐旱，苗期能耐零下16摄氏度低温，根系发达，苗期根深较一般品种增加20—30厘米，耐旱能力强;三是矮秆抗倒，株高70厘米左右，茎秆坚实重心低，抗倒能力强;四是抗病广适，高抗条锈病和秆锈病，中抗纹枯病和白粉病;五是品质优良，在农业部优质面条小麦品种评比中连续两年名列第一，属优质中筋品种。

　　自2005年生产应用至今，矮抗58历经零下16摄氏度低温、八级大风、短时暴雨、冬春连旱、倒春寒等灾害性天气的考验，“抗寒、抗倒、抗病、高产、稳产”等综合优势明显，灾年不减产，丰年更高产，创造了巨大的经济效益和社会效益，为国家粮食核心区建设作出突出贡献。

　　——— 理论创新 ———

　　创造性地设计出多性状聚合技术路线

　　小麦生态育种理论、网络代谢理论、根系酸碱适应性理论，根系酸碱适应性理论，小麦优质与高产协同并进理论，超高产小麦产量结构三要素(穗粒重、亩穗数、千粒重)的均数平衡理论……

　　一个个创新理论的提出，见证了茹振钢及其科研团队30年的风雨育种路。

　　他们制定出了“增穗壮秆强根系，优化品质聚抗性”的高产小麦育种策略，创造性地设计出多性状聚合技术路线。

　　首先，以多穗大群体实现高产，以减少每排小穗籽粒数实现优质，解决“优质不高产，高产不优质”的矛盾。

　　在矮抗58选育过程中，以亩穗数为主导，连续选择小叶多穗类型，增加亩穗数，提高丰产性。其亩成穗45万左右，最高可成58.5万穗，亩产潜力 700公斤以上。茹振钢团队通过对小麦籽粒品质的长期研究发现，小麦穗子每排小穗基部的两个籽粒品质最好，上部第三个籽粒品质开始下降，第四个籽粒品质急剧下降。矮抗58每排小穗一般为2—3个籽粒，保证了面粉品质。

　　其次，通过降低株高、提高茎秆质量增强抗倒性，强化根系性状选择，解决矮秆易早衰问题。茹振钢告诉记者：“在培育过程中，将材料力学应用到农作物育种中，使小麦茎秆基部刚性强、上部弹性足，承压能力和抗扭曲能力足以支持700公斤以上的亩产量。矮抗58株高70公分左右，重心较低，茎秆坚韧、基部机械组织发达，弹性好，具有Rht-D1b+Rht8矮秆基因组合，更有利于抗倒。”记者了解到，实际生产中，在8级大风情况下亩产650公斤完全没有问题，生产应用至今从未发生倒伏现象。

　　在矮抗58选育过程中，茹振钢团队创建并应用根系观察箱、根系观察墙和地下根系观察走廊，通过研究根系时空动态变化，选择出生长速度快、根量大、色泽鲜亮、水平根系和垂直根系均发达的根系类型。通过对地上植株性状和地下根系性状同步选择培育出的矮抗58，根系活力好，后期叶功能好，成熟期耐湿害和高温危害，抗干热风，籽粒灌浆充分，解决了小麦矮秆品种易早衰的技术难题。　　

　　最后，通过聚合抗逆、抗病性状，增强广适能力。采用连年早播，利用自然逆境、人工模拟极端低温等方法连续多代选择幼苗抗寒能力强的品系;通过多病原混合接种鉴定，强化选择抗条锈病、白粉病、纹枯病等综合抗病性;通过水旱交替法和酸碱适应性鉴定法，选育出耐湿耐旱、对酸碱性土壤适应能力强的优良株系，聚合抗冻、抗病、耐旱等多种优良性状，优化优质基因组合、选择籽粒均匀一致的结实类型，增强了高产品种矮抗58的稳产性和广适性，解决了高产品种稳产性与广适性难以结合的技术问题。

　　创新抗倒伏强度数字化测定与评价方法

　　随着小麦产量水平的不断提高，大面积倒伏、综合抗性差、品质稳定性差已成为制约小麦高产稳产的突出问题。

　　茹振钢率领科研团队不断探索，研制出便携式作物抗倒强度电子测定仪(2012年获实用新型ZL)，其推力测定范围为0.001—50牛顿，实现了在实验和田间正常生长状态下对小麦单株、群体抗倒伏能力的快速、定量评价与选择。

　　丰富小麦土壤酸碱适应性选择理论

　　该团队研究提出了小麦根系酸碱适应性鉴定和选择方法，这丰富了小麦土壤酸碱适应性选择理论。

　　小麦对土壤的适应性强，各种类型土壤均可种植，但要高产稳产，必须有综合性能较好的土壤。研究发现，不同小麦品种根系对土壤酸碱性的适应能力不同，生长良好的小麦根系组织液通常维持pH值为6.0—6.4。

　　茹振钢团队据此创建了小麦酸碱适应性鉴定和选择方法，用此法选育的矮抗58适宜于黄淮麦区不同土壤类型。应用该方法，他们测定了“百农64”“偃展1号”“偃展4110”等小麦品种，测定结果与实际吻合。

　　——— 设备领先 ————

　　建成全国唯一小麦根系走廊

　　在新乡县朗公庙乡毛庄村，地下3.5米深处有一条长约50米宽约3米的走廊。走廊两侧全是巨型透明玻璃。这里是全国唯一的可观察小麦根系的走廊。

　　由于根系生长环境的特殊性，再加上研究难度高、工作量大、效率低等多方面的限制，人们在育种过程中并没有系统地将根系作为选择目标。根系研究一直是小麦育种、栽培研究的薄弱领域。

　　为了深入研究根系形态、生长发育规律、生理特性及功能、农艺措施对根系的影响及调控等，茹振钢教授科研团队创建了这套小麦根系育种研究的设施。除此之外，学校还建有根系观察箱、根系观察墙等。

　　通过“根系观察箱+根系观察墙+根系观察走廊”组合根系观察设施，可以有效用于研究小麦不同生育阶段、不同环境条件下，不同品种根数量、根毛多少、根毛长度以及根系发育的时空动态和适应性反应等。解决了小麦育种中根系性状与地上植株性状难以同步直观选择的技术难题，为高产品种培育及配套高产技术研究提供了强有力的技术支撑。

　　模拟出的自然界气象条件

　　在河南科技学院的校园内，从分析实验室，到人工气候室，转入智能温室，一圈走下来只用几分钟。可就是这几分钟的路径，将小麦育种的时间减少了6年。

　　茹振钢说，在这里培育一个小麦新品种仅需2年。而在以前，他的导师黄光正教授在田间培育的“百农3217”，用了8年。

　　学校建成的价值两百多万元的人工气候室，可人为模拟自然界的气象条件而不受地理、季节等自然条件的限制。根据需要，可任意设置和精确控制室内的温度、湿度、光照及CO2等指标，根据需要预先设置随时间的变化曲线，自动实现四季或昼夜变化，很容易地模拟出需要的环境。

　　在人工气候室，小麦实现了“一年四熟”，意味着“一年干四年的活”。“这是一个加速器。”这句话茹振钢反复提及。一年四熟，两年可以出一个好品种，特殊的类型，一年就可以出来。对于育种行业，如果在田间，二十年已经换了两大代，而在这里五年就能实现。