古老的谷子如何“重生”？
谷子，古為粟，籽實去殼后稱為小米，是中國北方傳統的糧食作物。它曾被播種在新石器時代的土地上，儲藏在仰韶文化的陶器中，銘刻在殷商的甲骨上，見證了中華文明的興衰。谷粒微小，卻生命力驚人，不畏酷暑，反而在烈日下愈發茁壯；不懼干旱，反而在貧瘠的土地上頑強生長，仿佛向陽而生的精靈。數千年光陰流轉，當現代社會的繁華與喧囂逐漸淹沒古老的記憶，谷子漸漸從大宗作物變成了小宗作物，卻依然在田間地頭靜靜守望。 古老的谷子如何“重生”？近些年，隨著人們生活品質不斷提高，對谷子的需求也從飽腹延伸到了好吃、美味、營養等各方面。為了讓其在現代社會中煥發出新的生機，科研人員圍繞育種、栽培、加工等環節開展了體系化、系統化的工作，實現了谷子的矮稈、高產、優質，還助推谷子種業“從零到一”，迅速崛起。接下來，讓我們一起，探尋谷子的現代之旅。
“谷子起源于中國，曾經是主糧作物之一，從大宗作物變成小宗作物也就是近40年的事情。”國家谷子高粱產業技術體系首席科學家、中國農業科學院作物科學研究所研究員刁現民感慨。
谷子為什么變成了雜糧？
一方面，隨著我國人口增長加快，人們對于糧食產量的需求隨之增長。從20世紀80年代開始，水稻、小麥等作物經過培育高產品種、改進種植技術等措施實現了綠色革命，單產水平大幅提高，但谷子產量提升卻相對緩慢，受到了諸多限制。 首先，谷子的種植和管理過程頗為復雜，由于籽粒小，在播種、田間管理、收獲等環節都需要精細操作，勞動力成本高。其次，谷子稈高易倒伏、拋穗，導致難以開展機械化作業。再者，谷子屬于狗尾草屬，易受多種蟲害侵擾，籽粒小而密集，易吸引鳥類等小動物覓食，造成減產。另一方面，消費者對食物的偏好也發生了變化，快節奏時代里，人們追求高效與便捷，口感細膩、加工方便的精米白面似乎更能滿足這種需求。而谷子質地較硬，影響口感，加工流程也相對復雜，導致食品加工企業更多地圍繞水稻、小麥等糧食作物開發產品，進一步壓縮了谷子的市場空間。 但如今，這些情況正在發生變化，我們應當重新審視谷子的價值。在樹立大食物觀、構建多元化食物供給體系以及新一輪千億斤糧食產能提升行動中，以谷子為首的旱作雜糧將發揮重大作用。 谷子既是環境友好型作物，也是戰略儲備作物，具有抗旱、耐瘠、營養豐富平衡、糧飼兼用、耐儲藏等特點，目前主要種植在我國北方地區。冷兵器時代常說“兵馬未動，糧草先行”，其中的“草”就是谷草。因此，種植谷子既能維護國家糧食安全，也可以緩解國家飼料飼草進口壓力。去年是聯合國大會第75屆會議確定的“國際小米年”，聯合國糧農組織稱“谷子為自我修復和可持續發展的典范”，正是對其生態價值的極高贊譽。 谷子具有多種營養價值，其蛋白質平均含量為11.42%，高于水稻和小麥；脂肪平均含量為3.68%，其中85%為不飽和脂肪酸，對防治動脈硬化有益。醫學證明，谷子對糖尿病、心腦血管疾病、皮膚病等多種疾病也有食療作用。 除此之外，谷子的食用價值也正在被提升。河北省農林科學院谷子研究所培育出我國第一個高抗性淀粉谷子品種“冀谷T7”，其抗性淀粉含量達10.52%，是一般品種的數倍。抗性淀粉在人體小腸內不能被酶解，不易導致血糖升高，適合糖尿病、肥胖、高血脂患者食用。 同時，對谷子基因資源的發掘，也有望為其他作物的研究提供助力：研究谷子在干旱條件下的水分利用效率、根系發育特點以及滲透調節物質的合成等，有助于開發提高其他作物抗旱性的技術和方法；谷子是C4光合途徑作物，與水稻等C3植物相比，二氧化碳利用率更高，對谷子光合作用的研究可以為提高其他C3作物的光合效率提供理論支持…… 當前，極端氣候、自然災害增加等氣候環境，網絡化、大數據等技術環境，農業供給側結構性改革和生態保護等制度環境，消費升級和品質化等消費環境都迫使谷子品種加速改良，也推動谷子產業的技術、人才、信息等生產要素的配置方式發生了變化。而這一切都需要谷子科研人員“披荊斬棘”。 “農業科研非常辛苦，需要一代又一代資源、認識、經驗的積累，因此穩定的支持對國家、對產業、對科研都非常重要。”刁現民認為，2008年成立的國家谷子高粱產業技術體系（以下簡稱“體系”），為谷子科研人員提供了自主權和資源保障。33位崗位專家與29個試驗站緊密合作，構建起了覆蓋谷子主產區的科研網絡，攻克了重重難關，協同培育優質品種，穩步推動產業技術進步。秋風送穗黃。日前，在位于河南省洛陽市伊川縣的全國谷子現代種業科技成果暨良種繁育示范基地內，68個谷子品種迎來了豐收。小路兩邊的谷子高低錯落、青黃相融，微風一吹便傳來陣陣谷香。記者左手邊的谷子高度齊腰，觸手可及，右手邊的谷子僅過膝，想要進一步觀察谷粒，還需輕輕蹲下。這不足半米高的谷子，看似尋常，背后卻是幾代科研工作者的堅守。 在我國西北與東北地區，水資源緊張，旱情頻發；華北平原亦深受地下水超采的困擾，產生了地下漏斗。谷子以其出色的抗旱節水特性，被視為北方地區作物的理想之選。然而，倒伏問題卻如同一道難以逾越的坎，既限制了谷子的產量提升，也阻礙了機械化的推廣。 “解決倒伏問題有兩種辦法，第一種是降低株高，把重心變低；第二種是讓莖變結實，但作物的生長周期通常只有幾個月，短時間內也不可能把它變得太壯，因此降低株高更具有可行性。”刁現民告訴記者。自20世紀50年代起，谷子科研人員就開始了降低株高的嘗試，但直到80年代，也沒有找到合適的育種材料。因為一旦谷子的株高變矮，根系就會變短，導致作物出現早衰，后期結籽不多 1991年秋天，轉機終于降臨。在河北省農林科學院谷子研究所生物技術研究室的體細胞誘變實驗田的第八十八行材料中，一株特殊的谷子引起了科研團隊的注意。這株谷子株型緊湊，早衰現象明顯減輕。后來，在谷子育種專家趙連元的帶領下，團隊利用細胞工程技術成功將其育成我國首個“緊湊型”谷子新品種——“矮88”。相比1.3～2米高的傳統“高稈大穗型”谷子，“矮88”的株高只有0.85～0.9米，其上部葉片寬短，有利于聚集陽光，下部葉片細長，便于通風。 根據播種時間、生長周期和生態區的差異，谷子被分為春谷和夏谷，春谷是指在積溫比較低的區域，每年只能播種一季的谷子，夏谷則種植在一年兩季區，比如冬小麥夏天收獲后，接著種植夏谷品種。兩者各有優劣，春谷不抗倒伏，但比較優質；夏谷中的矮稈材料比較豐富，但優質資源少。“我們早就想把矮稈、抗除草劑、優質等特性聚合到一起，但實施難度很大。”河北省農林科學院谷子研究所所長程汝宏介紹，在體系支持下，各地育種單位聯合攻關，利用“矮88”及其衍生品種和春谷的優質資源雜交，使谷子的抗倒性提高、穗徑縮短，既提高了機械化效率，也減少了機械收獲掉穗損失，使優質品種在各主產區都落地生根、茁壯成長。 以“矮88”為親本，2004年，河北省農林科學院谷子研究所率先培育出了“冀谷19”，在當年的區域實驗中比對照品種增產了12%，解決了過去谷子優質不高產、高產不優質的矛盾。截至去年，全國已有83個以“矮88”及其衍生系列為核心親本培育并成功審定、鑒定或登記的新品種。 東北平原廣袤，適宜推廣農業機械化作業，但過去由于“長頸”老品種株高過高，容易使穗間相互纏繞，造成聯合收割機收獲時甩穗落籽，嚴重阻礙了機械化的普及。“自1992年引進‘矮88’，我們培育出了‘公矮2號’‘公矮5號’等系列品種，把株高從1.8米降到了1米左右，實現了全程機械化。”吉林省農業科學院作物資源研究所谷麥團隊首席專家李淑杰說。 “近些年，育種方面的第一個趨勢是矮稈化，其次是抗除草劑，最后就是雜交品種。矮稈化對于雜交育種來說一直都至關重要，因為在谷子去雜過程中，低頭看比抬頭看要容易得多，在制種時，矮稈也便于我們田間授粉。”河北省張家口市農業科學院谷子研究所所長范光宇認為，矮稈化的實質是株型育種，本質在于改善谷子的群體結構，矮稈有利于密植和水肥管理，這也是提高產量的影響因素之一。 在夏谷區，土地上麥茬殘留，谷粒難以與土壤緊密結合，需要增加播種量以確保收成。因此，在谷苗4葉1芯時，就要開始間苗：去弱苗，留壯苗；去病苗，留健苗……一天下來，人人腰酸背痛。 為了解放人力，實現化學間苗，程汝宏帶領團隊在國內外首創3種抗除草劑谷子育種材料，成功研發了谷子簡化栽培育種與配套技術——將抗除草劑和不抗除草劑的品種按一定比例混合播種，再噴灑除草劑，就只留下抗除草劑的強壯苗株。如果有地塊出苗稀疏，農戶可以根據實際情況靈活選擇保留或除掉苗株，從而保障產量。
據統計，近10年，我國谷子總產量從126萬噸提高到234萬噸，增長85.7%，全國平均單產更是從105公斤/畝提高到201公斤/畝。作為綠色革命的關鍵因素，“矮88”的育種利用幫助谷子種植走上了機械化的道路，簡化栽培育種與配套技術推動谷子種植更加輕簡化，隨后，谷子精量播種免間苗技術又將種植流程再度簡化。良種與良法配套，農機與農藝融合，助力谷子產量迅速躍升。 矮化品種以其便于機械化作業的顯著優勢，催生了產量的提升。然而，高產就是唯一的追求嗎？刁現民在東北的考察之旅中，獲得了新的啟發。 “我注意到，當地農民對‘黃金苗’與‘紅谷子’情有獨鐘。”他回憶道，“這些農家自選的品種特點是早熟，但產量并不高。”面對這樣的情形，刁現民好奇地詢問：“為什么不選用內蒙古、遼寧農科院培育的高產品種？”農民的回答令人出乎意料：“產量高不高不是最重要的，米廠只收這兩個品種。”
正是這次考察，讓刁現民意識到科研與市場不能脫節：在農業生產中，相比于提升產量，市場需求也很關鍵。農民的選擇，不僅是對傳統品種的堅守，也是對市場導向的響應。 從時間維度看，谷子的優質育種歷程充分說明了市場導向重要性的提升：在“十二五”之前，谷子育種主要關注產量提升；進入“十三五”時期，谷子的產量與品質并重，并構建出科學的優質米評價體系；從“十三五”到“十四五”，科研人員將春谷的優質基因引入夏谷，實現了春夏谷融合育種的新突破；到了“十四五”，春夏谷雜交研究繼續取得突破，同時對春夏谷的優質和高產的遺傳解析也獲得了重要進展。 那么，小米怎樣算是優質？市場喜歡怎樣的小米？刁現民將其總結為“好看、好吃、好煮、營養、高產”10個字。外觀上，要形態圓潤，色澤金黃，顆粒均勻無瑕；口感上，要香甜軟糯，熬成的粥入口即化；烹飪時，要適應現代人的快節奏生活，讓美味盡快“上桌”。 其中“顏值”是第一要義。怎么判斷小米漂不漂亮呢？消費者主要看顏色，小米越黃越受歡迎。“與幾年前相比，現在市面上的谷子都非常好看，好品種都是優中選優。”范光宇介紹，是黃色素賦予了谷子鮮黃的外觀，黃色素含量更高的谷子不僅更好看，也更營養、更好吃，“中谷19”和“中谷25”就是其中的佼佼者。“中谷19”是刁現民團隊培育的春夏兼播型優質小米品種，口感香糯，且具有較強的抗倒伏和抗除草劑能力，適合在華北、東北、西北以及南方的浙江和四川等地區種植，在全國第十四屆優質食用粟米評選中被評為一級優質米。而作為“中谷19”的姊妹品種，“中谷25”表現也很搶眼。其米粒整齊、米色鮮黃、易蒸煮，米粥中的米粒“看有形、食無形”，香氣撲鼻，同樣被評為國家一級優質米，并在第三屆中國（伊川）優質小米鑒評大會上獲得商品品質、食味品質和綜合品質三項冠軍，目前已成為多家知名小米企業的主開發品種。 9月中旬，在伊川縣的高產千畝示范方進行實收測產時，“中谷25”畝產達到625.92公斤，創造了我國華北地區夏谷區谷子畝產的最高紀錄。洛陽市農業技術推廣中心研究員郭新建告訴記者，伊川縣采用了寬窄行的谷子栽培方式，這有利于大型機械進行中耕除草等作業，還能充分發揮“邊行優勢”，使作物的通風透光條件得到改善，實現增產增收。 當前，“伊川小米”品牌已入選全國名特優新農產品名錄，產品遠銷各地，供不應求。當地通過“企業+合作社+農戶”模式，構建起了從育種、種植到加工、銷售的全產業鏈，“中谷19”“中谷25”等優質品種也助力伊川谷子產業的發展再上新臺階。 漫步在成方連片的旱地丘陵間，記者眼前的谷地一望無際，青枝黃穗，飽滿且整齊，不見任何病害和倒伏。有農戶正在田間查看“中谷25”的長勢，當被問起今年的收成，頓時眉開眼笑：“現在春谷已經收獲了，小米金黃，特別好看，大家都說這是相當好的品種，現在夏播谷子還沒收，就已經有很多人來訂了！”“賣完了！都賣完了！”正當記者準備離開谷地之際，洛陽三康米業有限公司總經理任贈徽匆匆趕來，激動地說：“前天我加工的50噸‘中谷25’小米投放市場后，僅僅2個小時便被搶購一空，零售價高達每斤8～10元，大家都對這個小米的品質贊不絕口。” 市場的熱烈反響、農戶的豐收喜悅以及實打實的測產結果，無不說明了當前谷子品種正在實現從“高產”到“優質”的歷史性跨越。這一跨越，不僅為農民帶來了實實在在的收益，也激勵著農業科研人員持續培育出更優質的谷子品種，以滿足人們日益增長的對高品質農產品的需求。自2018年實施谷子品種登記制度以來，我國谷子登記品種數量迅速增加，目前達到了857個。“這幾年，不僅谷子優質品種‘井噴式’涌現，谷子種業也迅速崛起。”體系產業經濟研究室主任李順國告訴記者，從谷子品種到谷子種業，看似一字之差，背后卻是一個充滿挑戰的發展歷程。 曾經，谷子加工企業多數是小企業，普遍存在組織化程度低、產品結構趨同、品牌建設乏力等問題，谷子的產量和質量參差不齊，農戶也“各自為戰”，與市場難以有效對接。
為了改變分散且計劃性的育種格局，2000年，我國頒布《中華人民共和國種子法》，開始推動建立現代種業制度，引導建立市場化的種業環境。這在一定程度上促進了科研單位與企業間的緊密合作，也加速了谷子新品種的應用與轉化。 近十年來，合作社等新型經營主體快速發展，谷子大戶生產模式逐漸普及，多個谷子優勢產區應運而生。同時，在干燥工藝、熟化技術和現代化生產設備等支持下，小米的深加工產品也逐步增多，速食小米粥、雜糧代餐粉等產品陸續上市。 今年1月，由程汝宏團隊培育的國內首個高油酸加工專用谷子品種“冀谷48”品種經營權正式轉讓，宣告了更適宜加工的谷子品種的誕生。“谷子的油酸含量低，導致其加工食品在運輸、儲藏過程中容易產生酸敗，而‘冀谷48’將延長谷子的保質期，使其便于小米深加工產品的生產。”程汝宏告訴記者。 內蒙古自治區赤峰市敖漢旗是世界小米的起源地，歷經歲月變遷，敖漢小米非但沒有消失，反而綻放出新的活力，谷子種植面積常年穩定在百萬畝以上，年產量6億斤以上。在當地，“大金苗”等傳統優質谷子品種歷史悠久，但也長期受到不抗除草劑、易倒伏和病害等問題的困擾。 為了突破瓶頸，赤峰市農牧科學研究所研究員王顯瑞依托體系的支持，成功培育出“金苗K1”——其株高適中，不僅繼承了“大金苗”的優質基因，還增添了抗烯禾啶除草劑和出色抗逆性的新特性，深受市場歡迎，成果轉化效益顯著。 “我育種的思路就是以品質育種為主線，利用春夏谷雜交提高谷子的適應性，通過構建理想株型和雜種優勢利用來提高產量。”王顯瑞說。隨著“龍頭企業+合作社+農戶+基地”的經營模式日益成熟、品牌化運營成效顯著、網絡推廣如火如荼……2023年年底，在第十屆內蒙古品牌大會暨內蒙古知名品牌價值評價信息發布會上，以“金苗K1”為核心品種的敖漢小米，品牌價值已達273.15億元。 在河北，張家口市農業科學院與河北巡天農業科技有限公司緊密合作，以“張雜谷”品種知識產權的10%企業股權為連接點，共同開創了成果轉化新局面。雙方攜手繁育“張雜谷”系列優質種子，確立了嚴苛的“谷子雜交種”質控標準和栽培技術規范。同時與國內種業領軍企業隆平高科聯手，成為其重要控股子公司，實現了從育種到繁育再到推廣的全鏈條整合。 在科研工作之外，山西農業大學谷子研究所副研究員王根全還有另一個身份——太行沃土農業產品有限公司的“科技副總”，相當于技術顧問。“我了解農業生產中的實際問題，能為企業的科研方向提供精準指導。”王根全說，“另外我也能將最新的科研成果和技術快速引入生產流程，為企業帶來經濟效益。”
2023年，河北省谷子產業集群、山西省谷子產業集群獲得農業農村部、財政部產業融合項目立項支持，從品種培優、品質提升、品牌打造與標準化生產方面推進谷子產業高質量發展。
凡此以往，皆為序章，挑戰與機遇總是如影隨形。雖然谷子在大眾化、功能性和休閑食品市場的滲透率還有望提高，谷子的文旅產品也不夠豐富，但在科研層面，刁現民團隊在全球首次完成了谷子高質量圖泛基因組圖譜，并發掘了1084個與表型相關的位點，將為谷子的分子育種提供重要的基因信息和理論支持，在踐行大食物觀的當下，谷子多樣化的生態與營養價值也必將得到進一步發揚。 小米，承載著悠久的農耕文化，在金燦燦的陽光變成黃澄澄的谷子后，又通過一道道工序轉化為農民口袋里的真金白銀。從田間到車間、從農戶到企業、從“高產”到“優質”，谷子品種愈發豐富，谷子產業愈發壯大。向陽而生，生動詮釋著中國農業的韌性與活力。
信息來源：農民日報
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