高产不是永恒的命题:讨论之六(调结构和转方式)

高产不是永恒的命题:讨论之六(调结构和转方式)

玉米育种是长期动态过程,包括对产量、杂种优势和非杂种优势等遗传与非遗传因素的再认识,及重新分析育种目标和发展优先序。每个时期有不同的关注点。当前重点是转变玉米产业发展方式,通过技术与政策措施降低生产经营成本,提高生产效率和重建比较优势。转变玉米科研与生产的发展方式,要围绕“一机两改一保障”这个基本战略,才能找准思路、方向与途径。这不但挽救玉米产业,还将影响下游产业和提升国际竞争力。

一、正确认识杂种优势

在玉米杂交育种的初期阶段,人们关注产量和杂种优势。这是吸引投资的理由和舆论热点。随着杂种优势技术的普及应用,科学家重新认识产量与杂种优势的关系。国内外研究证明,几十年来,玉米品种的产量潜力持续提高,但相对杂种优势却逐年下降。两条回归线交叉呈X状。总体来说,美国玉米品种的相对杂种优势从最初的80%降到八十年代的50%。现在大体维持在这个水平。在这过程里,亲本一般配合力与特殊配合力对杂交种产量的贡献彻底颠倒。如今,一般配合力对产量的贡献远远超过特殊配合力。或者,非杂种优势的遗传因素对产量的贡献越来越大。这一阶段的代表人物是美国Iowa大学的数量遗传学家Hallauer教授和先锋公司首席科学家Duvick,他们的理论成为先锋公司和世界玉米育种的指导思想。(自花授粉植物可能会逐渐放弃杂种优势育种。)





种质“多群论”是造成育种技术路线混乱的思想基础,其后果是杂种优势群压缩。经过近二十年试验研究,终于尘埃落定。虽然少数教授继续坚持“多群论”,但已沦为文化与哲学现象,大可不必理会。落后文化只能靠时间去淹没。

现在,人们不再纠结育种方向和技术路线,但一些专家教授仍然可以找出别的理由向国家忽悠钱。先是“超级”和“零缺陷”,在玉米界无人问津。“超级”靠的是名人效应,在科学上站不住脚,只等着时间去盖棺定论。后来,教授们提出“强优势”育种计划,很容易迷惑项目官员。因为杂种优势概念没错,但他们隐瞒了相关的科学知识和杂种优势的演变规律及背后的理论基础。在缺乏实践经验的人看来,杂种优势越强,产量越高。这是误解。站在产业角度,则产量越来越提高,杂种优势确是线性下降的。这是客观规律。

美国玉米品种的杂种优势迅速下降,而我国玉米品种的相对杂种优势却从66%提升到69%。为了这区区3个百分点,农民付出了沉重代价。这3个百分点不代表正确的育种方向。

二、产量就是抗逆性

Duvick倾其一生所做的研究与著述阐明了品种抗逆性与产量增长之间的关系,这既是商业育种的产量来源,又指出了玉米育种的方向。这是一个很简单,却在全世界都有效的育种指导思想。这使玉米育种的产量潜力提升到第二个高台阶。

在李竞雄先生因病卧床和去世后,大多数中国玉米育种者走上相反的方向和背道而驰的技术路线,只有农大108和郑单958最接近抗逆育种的思路。但官僚主义的品种审定“指挥棒”仍然顽固地错指方向。这导致育种者只能模仿,而不能实行抗逆育种的方向和技术路线。在二十多年时间里,中国玉米育种几乎是原地踏步,创新缓慢。这是我国玉米育种最糟糕的二十年!

“超级”和“强优势”站在玉米育种的第一台阶,是满怀浪漫主义色彩的遐想。Duvick指引的抗逆育种则脚踏实地站上了第二台阶,未来第三台阶是籽粒(或经济)生产效率,将成为突破产量屏障的理论基础。这大概需要几十年的基础性研究作为知识积累。我这二三十年不过是引领中国玉米育种方向站到了第二台阶上。但我望到了下一个台阶,尽管那不是属于我的时代。

三、调结构和转方式

中国农业正处于调结构、转方式的关键时期,首先要明确杂种优势与非杂种优势的遗传原因对产量的相对贡献。当前,品种抗逆性对产量的贡献潜力最大,而我们在这方面有很大的育种空间还没有释放出来。这个实事求是的育种方向与技术路线不被科技部理解与支持,于是下面的专家只好瞎忽悠,才能搞到项目。

做项目,钱是必须的,但知识分子和科技人员向科技部提项目的时候要实事求是,不可隐瞒真相,误导全国的育种方向。但话说回来了,如果科技人员实事求是讲真话,通常拿不到科技部的项目。

我国种业发展缓慢,原因之一是强大的公益性机构没有做产业发展所需要的公益性研发,却以大量资源涌入竞争性的商业育种,同时挤占了产业的话语权。幸好国家及时启动了现代农业产业技术体系,还能够为种业发展做一点公益性研究。

调结构,首先是转变育种方向和技术路线,在杂种优势的基础上挖掘抗逆性产量来源,相当于转变增产方式。

玉米产业技术的发展战略归纳为“一机两改一保障”。转变玉米科研与生产的发展方式,要围绕这个基本战略,才能找准思路、方向与途径。这意味着以全程机械化为核心,培育的新品种和研发的新技术都必须适应全程机械化作业。推广使用大中型机械才能施行深松和改良土壤,包括秸秆还田等。这方面增产潜力很大,尤其在旱、涝灾害年份,增产幅度更大些。

另一个巨大的增产潜力是品种改良必须适应机械化。与此相关提高种植密度带来的增产潜力能达到21%,最近几年经过产业技术体系推动,玉米主产区每亩种植密度增加了大约500~1000株,产量潜力提高了8%至12%。今后仍有继续增加密度和提高产量的巨大潜力,但必须换品种。土壤改良的增产潜力在15%以上。这取决于年份、灾害类型与程度。

综合来说,今后几十年我国还有40%~50%的潜力继续提高玉米单产,但这需要30-40年时间才能逐渐释放出来。在这过程里,相对杂种优势肯定会下降。“超级”育种肯定被扫地出门,“强优势”育种思路必然被产业拒绝。

多数种子企业既不认同错误的育种方向,也不认同“永恒论”、“超级”、“零缺陷”和“强优势”。专家教授可以用这些概念向国家要钱,但骗不过企业和青年科技人员。企业知道农民需要什么品种,他们还知道,每年库存积压的种子都是高杆晚熟稀植大穗繁茂型品种,属于高风险类型,一次又一次使企业陷入困境。企业在市场遭到惩罚是要长记性的。科技人员要倾听来自基层的声音。

四、改良品质

调结构和转方式要务实。以前,我国把很大一部分农业科研经费投入竞争性育种研发,投入少,见效快。随着国力增强,今后有足够能力向农业机械、土壤改良和植物保护等增加投入,挖掘更多的增产潜力。所以,要调整研发结构,均衡各领域的研发投入。

品质育种要分析看。总体来说,这是中长期研究方向,但某些非主流品种,如甜、糯、爆裂和青贮饲料玉米,交给市场去推动,用不着国家层面专设项目管理,更用不着国家、省区域试验和审定管理。

高淀粉玉米有点忽悠。产量高的品种,淀粉含量较高;而蛋白质含量高的品种淀粉含量必然低,产量也低。这是近百年玉米杂交种演变的总趋势。以前,品种审定的管理者被忽悠,允许高淀粉玉米产量降低5%,这是犯傻。以其人之道,还治其人之身,应该把高淀粉玉米的产量指标调高5%~10%。这意思是说,不要得了便宜还卖乖。

需要研究高直链淀粉玉米和淀粉转化成糖的效率。这难度很大,应该由公益性机构做基础性研究和积累数据。遗憾的是现行体制下,科研机构很愿意做商业育种,却没有做公益性基础研究的积极性。科技部推波助澜的体制改革没有满足产业发展需求,反而束缚了产业发展。

应从国家层面继续支持优质蛋白玉米(QPM)研究,这是边缘化地区贫困农民需要的品种类型,对农民生计有帮助。国内外这个领域的研究一直没有停顿。基础研究探索性强,必然会带来不同意见和学术争论,但任何人不要霸道。随着产业发展和基础研究趋于成熟,这类探索性研究将能够找到发挥作用的时机与方式。

五、重建比较效益

我国农业生产方式正在静悄悄地发生一场革命性变化。农户的生产经营已经从产量增长型转变为效益驱动型。这一新特征在大农户表现得尤为明显。他们对品种和技术的要求主要是稳产,还要求配套的生产管理技术和专业化服务,并期盼农业保险。有农村工作经验的人甚至告诉我,如果一个品种的产量潜力很高,比如每亩1500斤,而另一个品种的亩产量较低,比如1000斤,但只要后者经济效益高于前者,农民就毫不犹豫地选择经济效益而不在乎高产。另一个事实,各地农民从来没有因为产量潜力低而投诉企业,但严重病害、倒伏和不结识则成为投诉理由。这就是农民的价值标准。

农民正在转变生产和经营方式,作为企业和科研机构,也要跟着转变自己的研究方向和技术路线,以适应变化了的农业生产方式。

在过去几十年,由于技术进步,大宗农产品的国际市场价格一直下跌。预计今后仍然会继续下跌。而我们却由于所谓粮食安全和“永恒论”而没有预见和适应这种变化,国内玉米市场价格比进口玉米高近1000元/吨。国家玉米产业技术体系曾经分析,通过改进技术,可以把高出的那部分累赘成本降低大约三分之一,包括推广大中型农业机械,培育和推广矮密早和宜机收的新品种,深松改土,秸秆还田和加强病虫害防控等。剩下三分之二属于政策空间。这就是说,今后我国玉米产业发展空间,三分之一来自技术创新,三分之二来自体制创新。改变扭曲的市场价格与补贴政策,可以逐渐降低三分之二的累赘成本。这样,可以在很大程度上缓解比较优势下降的竞争压力。今后的技术研发必须有助于重建产业的比较优势。

重建比较优势,目的是增加农民收入,满足消费者需求,减少国家补贴和维护产业可持续发展,在新的层次重建国家粮食安全和保障体系。

种子企业和科技人员应在国家和区域层面调结构和转方式,重建比较优势。调整区域结构要进行比较分析,适当控制粒用玉米的生产规模,使之与国民经济相适应,同时围绕畜牧业集中产区适度发展青贮玉米的生产和育种研究,增加种质和技术储备。

种子产业链比较短,但企业可以设法延长产业链,把种子业务与其他生产资料和技术服务捆绑在一起,或延长到产品收购与储藏加工领域,一方面获取更多的利润空间,一方面稳定农民客户群。这些属于转变经营方式。

重建玉米产业的比较优势,不但造福玉米农户,还影响下游产业的比较优势和竞争力,如养殖业和加工产业,从而降低食品价格,造福城乡消费者,同时也减少国家补贴。这是当前国家亟需要解决的重大经济难题。

转变发展方式是当前和今后一个时期加快推进农业现代化的根本途径,要增强粮食生产能力,保障粮食安全。在调结构转方式的时候,不能把自力更生理解成闭关锁国。适度进口农产品是保障国家粮食安全和保护国内生产能力的重要调控手段。玉米产业面临重建比较优势的难题。国民经济发展对玉米的需求会继续增加,但保障供给要综合考虑农民和下游产业的经济效益,消费者需求和国家利益。既增加农民收入,还要降低生产成本和市场价格。这些都需要长期努力才能实现发展目标。

(2015年5月13日星期三修改稿,2015年8月30日星期日再定稿)

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