科學普及 | 如何成為“有身份”的作物品種？廣適高產優(yōu)質大豆品種中黃13的告白

黃淮海地區(qū)是我國大豆第二大主產區(qū)，大豆常年種植面積在3500萬畝左右，產量占全國大豆種植總面積的1/3。中國農業(yè)科學院作物科學研究所大豆高產優(yōu)質育種團隊，針對我國黃淮海等地區(qū)南北跨度大，生態(tài)條件復雜，品種適應范圍窄、單產低、品質差等突出問題，開展廣適高產優(yōu)質大豆新品種選育與應用研究，并選育出廣適高產優(yōu)質大豆品種中黃13。該品種自2001年通過國家審定以來，已連續(xù)通過安徽、河南、湖北、陜西、山西、北京、天津、遼寧和四川等9個省市審定，適宜全國14個省份推廣種植，適應范圍從北緯29°的四川自貢到北緯42°的沈陽以南，地跨了整整三個大豆生態(tài)區(qū)13個緯度，是迄今為止國內緯度跨度最大適應范圍最廣的大豆品種。2001年通過審定，2003年便迅速推廣到102萬畝，2007年推廣面積居全國第一位，并連續(xù)9年位居全國大豆年種植面積首位，2010年達到1196萬畝，累計推廣面積超1億畝，是近30年來唯一累計推廣面積超億畝的大豆品種，2011年獲北京市科技進步一等獎，2012年獲國家科技進步一等獎，是大豆界唯一一個獲國家科技進步一等獎的大豆品種。

中黃13推廣區(qū)域

一、中黃13成為“有身份”大豆品種的成長過程

1.1 優(yōu)選中黃13的父母本

眾所周知，優(yōu)秀的父母親培養(yǎng)出優(yōu)秀的后代幾率比較高，要培育出優(yōu)良的大豆品種也是同樣的道理。為了選育高產高蛋白大豆品種，選擇親本性狀必須互補。1991年我們選擇高產高蛋白大豆品種豫豆8號為母本，是因為該品種在國家大豆品種區(qū)域試驗中比大面積推廣的大豆品種躍進5號增產17%，增產極顯著，其蛋白質含量為44.6%。父本中90052-76是作物科學研究所選育的高蛋白大豆品系，其蛋白質含量高達46.5%。由此可見，高產和高蛋白質兩個性狀可以形成互補，從而選育出高產高蛋白大豆品種。

1.2 中黃13的遺傳背景十分豐富

我國大豆品種的遺傳背景普遍狹窄，因此必須選擇遺傳背景豐富的材料進行有性雜交，才能選育出遺傳背景豐富的大豆品種。中黃13的親本中的遺傳背景極為豐富，含蓋了黃淮海地區(qū)（包括山東、河南、北京、江蘇、上海等）大豆主要核心親本，如58-161、莒選23、徐豆1號等。

大豆品種中黃13（中作975）的系譜

1.3 不同緯度、地理遠緣的親本雜交可選育出廣適應大豆品種

我們利用來自河南省農業(yè)科學院選育的豫豆8號為母本和來自中國農業(yè)科學院作物科學研究所選育的中90052-76品系為父本，經有性雜交利用系譜法選育出廣適應大豆品種中黃13。光周期鑒定發(fā)現該品種對光周期鈍感，且在長光照條件下，該品種的 GｍCRY1a 基因表達量恒定，初步解釋了該品種的廣適應性特點。另外，地理遠緣親本雜交也可豐富大豆基因庫，中黃13的親本中含有Clark63、Mamoton 等外國品種血緣，豐富了該品種的基因庫，擴大了適應范圍?；蚪M分析也表明了中黃13的基因組與美國品種Williams82的基因組之間存在較大的遺傳差異，包括1404個易位事件、161個倒位事件、1233個倒位易位事件以及在中黃13基因組中出現的505506個小插入缺失和17409個大插入缺失，充分表明了中黃13與國外大豆品種遺傳遠緣。

1.4 大豆決選品系的“千里挑一”

大豆高代品系通過決選后，我們必須對其綜合性狀進行系統鑒定。首先，通過高肥水條件的品種比較鑒定，以明確該品種的豐產潛力和倒伏特性，然后對決選品系后代進行品質性狀分析，以明確其蛋白質和油分含量等。1997年我們對1100份大豆高代品系進行綜合性狀鑒定，篩選出綜合性狀優(yōu)異的1個決選大豆品系中作175（中黃13的小名），然后參加國家和省市區(qū)試。這是名副其實的“千里挑一”。

1.5 中黃13“合法身份”的獲得

中黃13要想獲得合法的身份，必須經過兩年國家和省市區(qū)域試驗和生產試驗，在產量、品質和抗病性等方面進行多年多點的進行系統性評價，最終在各項指標達到審定標準的情況下，經過國家或省市大豆品種審定委員會投票表決審定為大豆新品種，從而獲得了合法身份。

1．6 中黃13通過國家和9個省市審定

1999-2000年中黃13以品系名稱中作975參加安徽省大豆品種區(qū)域試驗與生產試驗。全部試驗點均增產，兩年區(qū)試平均畝產為202.7公斤，比對照增產16%，生產試驗平均畝產為192公斤，比對照增產12.7%，列參試品種首位，是安徽省大豆區(qū)域試驗中第一個產量超過200公斤的大豆品種。1998-2005年間中黃13在天津、陜西、北京、遼寧、四川等地參加區(qū)域試驗和生產試驗，普遍增產10%左右。2009-2010年，該品種還參加了湖北省區(qū)域試驗，達到193.6公斤的高產，比對照增產16.98%，增產效果極顯著。在安徽省區(qū)域試驗中表現出顯著的增產效果，充分表明大豆品種中黃13的產量高而且種子純度保持較好，雖已推廣十年，仍然顯著增產。2007-2010年，為進一步擴大該品種示范區(qū)域，在河南、山西等省進行引種示范試驗，均獲得推廣種植。近十年來，中黃13實現了國家和9個省市審定，適宜全國14個省份的推廣種植，跨三個大豆生態(tài)區(qū)13個緯度，是迄今為止適應范圍最廣的大豆品種。

二、中黃13為何能夠實現大面積推廣應用？

2.1制定高產優(yōu)質高效安全栽培的定量化指標和栽培技術規(guī)程

開展中黃13原種生產和配套栽培技術研究，提出了群體數量、肥水調控、播種收獲、良種精選等定量化實用指標，研制針對廣適大豆品種的超高產、優(yōu)質、高效、安全栽培的關鍵調控技術，并進行集成和高產示范，制定出針對中黃13的定量栽培技術規(guī)程，加強原良種繁殖、提純復壯，促進了中黃13品種大面積推廣種植。

針對中黃13的廣適、半矮桿、抗倒伏、抗病性強、單株粒重高、單株莢數和粒數多、有效分枝多、經濟系數高等特點，提出產地環(huán)境條件、群體產量結構、生育指標和精確定量栽培技術要點，制定了適合不同地區(qū)春/夏播種植的中黃13定量栽培技術規(guī)程，保證了中黃13超高產潛力的充分發(fā)揮。通過與企業(yè)合作，大面積推廣了配套的先進栽培技術。

2004-2005年在山西省襄垣縣針對中黃13開展營養(yǎng)診斷和配方施肥試驗，連續(xù)兩年創(chuàng)造小面積產量超過300公斤的高產典型，重演性好。2004年創(chuàng)畝產312.4公斤的黃淮海地區(qū)高產紀錄，2005年經重復試驗達305.6公斤的產量，并制定出針對中黃13畝產高于300公斤的關鍵性高產栽培技術規(guī)程。

2.2通過構建育、繁、推一體化推廣體系，實現黃淮海地區(qū)的快速覆蓋

通過聯合種子公司、推廣部門和繁種示范基地，實現“科研單位-推廣部門-種子公司-種植農戶”的科研和推廣合作的育、繁、加、銷一體化推廣模式，擴大中黃13的推廣規(guī)模。由科研單位負責提供中黃13原原種與配套栽培技術，充分利用種子公司和地方推廣部門的推廣網絡優(yōu)勢向農戶傳播新品種和新技術，采用與企業(yè)協作模式，組織集中成片展示與示范中黃13大豆品種，建立中黃13的百畝示范片和萬畝示范片，加強示范作用，促進中黃13大豆種子產業(yè)和大豆生產的發(fā)展。

選育的廣適高產優(yōu)質大豆新品種中黃13不僅適應范圍廣、產量高，品質佳、商品性好，而且由于連年抓原良種繁殖，品種純度高，形成了加工企業(yè)喜歡收購中黃13，農民喜歡種植中黃13的良性循環(huán)，加速了中黃13的推廣速度。自2007年以來連續(xù)9年位居全國大豆年種植面積首位，也是30年來全國唯一累計種植面積超億畝的大豆品種，年種植面積占黃淮海地區(qū)三分之一，占全國十分之一。截止2020年累計推廣超1億畝，顯示了廣闊的推廣應用前景，為我國大豆食物安全和農民增收做出的突出貢獻。

三、中黃13為我國大豆產業(yè)做出重大貢獻

3.1 中黃13的育成和推廣對黃淮海地區(qū)大豆面積的穩(wěn)定和擴大發(fā)揮了關鍵作用

2001年是中黃13通過國家審定的，這一年，也是我國加入世貿組織的年份。加入世貿組織以后，我國大豆進口關稅降為3%，實際執(zhí)行關稅只有1%，大豆產業(yè)遭受進口大豆的嚴重沖擊。在嚴峻的市場環(huán)境下，中黃13主推區(qū)域黃淮海南部的大豆面積不僅沒有縮小，反而有所擴大。以安徽省為例，2001年，全省大豆面積為1020萬畝，到中黃13面積處于高峰期的2008年，安徽省大豆面積達到1482萬畝，與2001年相比增加45.3%。當年中黃13在安徽省的面積為679萬畝，占全省大豆面積的45.8%。自中黃13大面積推廣以來，安徽省大豆面積一直保持在1200萬畝以上，穩(wěn)居黃淮海地區(qū)第一位，成為全國大豆主產省之一。安徽省大豆面積的穩(wěn)定和擴展對于全國大豆生產的穩(wěn)定和發(fā)展發(fā)揮了舉足輕重的作用。中黃13推廣過程中，構建了品種推廣聯合體，形成了獨到的品種推廣方式，推動了種子企業(yè)的成長，對于黃淮海大豆種業(yè)發(fā)展產生了積極作用。高蛋白大豆品種的推廣，還推動了當地大豆加工業(yè)的發(fā)展。

3.2 中黃13對農民增收貢獻大

中黃13的集中種植區(qū)域在黃淮海南部地區(qū)和長江中游地區(qū)，這些省份也是我國農村勞動力輸出大省。中黃13早熟、抗倒伏、多分枝、多抗的特性正好滿足了外出務工家庭的需求。中黃在9月下旬成熟，比以前的品種早熟一周以上，可在國慶節(jié)期間收獲。外出務工的農民利用國慶黃金周假期回家收割大豆，播種小麥，又可安心地回城工作了。中黃13葉片大，分枝多，封壟快，抗倒伏，即使在播種質量差、缺苗斷垅和肥力不均的情況下，也能通過自身的調節(jié)能力，形成良好的冠層，獲得較好的產量。同時，大豆茬土壤疏松、肥沃，有利于主糧作物小麥的生長。農民工家里有豆子、有麥子，可以滿足留守人口的營養(yǎng)需求，他們的基本生活得到保障。從這一點來講，中黃13為加入世貿組織后中國的經濟的騰飛和工業(yè)化、現代化做出了特殊的貢獻。

3.3 中黃13促進了人民健康和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展

中黃13蛋白質含量達45.8%，比我國大豆平均蛋白含量高約5個百分點，比進口大豆高6-7個百分點，特別適合加工豆制品，豆腐產率高，可滿足消費者對健康食品日益增長的需求。大豆面積的擴大，使黃淮海南部地區(qū)較好地保留了麥豆兩熟種植制度，保證了土地的用養(yǎng)結合、主糧作物安全生產和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

四、中黃13選育和推廣心路歷程

中黃13為中國農業(yè)科學作物科學研究所大豆高產優(yōu)質育種研究組王連錚先生（第一育種人）自1991年退休后開展的大豆雜交組配育種工作，經過10年大豆品系的篩選、綜合性狀鑒定和區(qū)試與生產試驗，到2001年通過國家審定以后，又先后通過9個省市審定，再經過20年大面積推廣種植，前后經歷了30年選育與推廣，最終在王連錚先生逝世的2018年實現了累計推廣面積達1億畝，增產糧食10億公斤，增收100億元，為大豆產業(yè)做出了重大貢獻，也最終實現了王連錚先生的一生伴“豆”，一生奮“豆”的夙愿。

出品：科普中國

作者：孫君明（中國農業(yè)科學院作物科學研究所 研究員）

監(jiān)制：中國作物學會 光明網科普事業(yè)部

統籌：程維紅 徐琴