60、70、80、90后接力研究这块甘薯,让“济薯”红遍大江南北!

有一种作物,不远万里从美洲漂洋过海来到中国,在这片土地上已有六百多年的栽种历史。因其具备强大的抗逆性且高产稳产,故在漫长的岁月里,它常常冲在救荒救灾的最前线,成为满足人们最基本食物需求的重要依靠。 它,就是甘薯,也叫番薯、红薯、红苕、地瓜。

张立明与王庆美将毕生心血都倾注在了甘薯研究上,他们一位是团队首席专家,一位是学科带头人,如今,皆年满六十周岁,准备把手中的接力棒传递给年轻的同事。 

尽管要“退休”了,在今年的收品系实验中,他们还都会去地里继续“品尝”地瓜。

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张立明(左二)、王庆美(右一)与团队同事在甘薯田里收实验,讨论品系表现。

儿时经历以甘薯为主粮的年代,后来投身甘薯育种和栽培研究30余载,如今看到甘薯已成为粮食安全的底线作物、经济作物以及健康休闲食品,张立明和王庆美对甘薯的深厚感情,或许只有他们自己能够深刻体会。 

国家甘薯产业技术体系岗位科学家、山东省薯类产业技术体系岗位专家、农业农村部黄淮海薯类科学观测实验站站长、山东省作物学会理事长、山东省泰山产业领军人才;山东省科技进步一等奖、山东省科技进步二等奖、全国农牧渔业丰收一等奖、中华农业科技奖二等奖;主持和参加国际合作、国家科技攻关、863、国家科技支撑计划、山东省农业良种工程等甘薯研究项目20余项,培育品种15个,发表论文100余篇,品种累计推广面积2000余万亩,获授权国家发明专利20余项,农业农村部和山东省主推技术3项……一系列头衔、荣誉和成绩,张立明和王庆美现在讲起来都“云淡风轻”。他们觉得,作为农业科研人员,这是应该干好的一件事,只有做好团队的协作和传承,才能为甘薯事业作出更多贡献。

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团队获得的部分成果荣誉及出版的部分甘薯专业著作。

“往小了说,就是干好一个岗位、一份工作;往大了说,真是有家国情怀。我们搞这个‘小作物’可能一辈子难有太轰动的成就,但我们研发的‘济薯’系列品种和技术的确为甘薯产业发展、为粮食安全和农民增收作出了应有的贡献。”担任国家甘薯产业技术体系岗位科学家16年、现在仍担任山东省农业科学院甘薯遗传育种与栽培团队首席专家的张立明说。

甘薯曾救活了一代人

上了年纪的人,尤其是农村的老人,大多都有过天天吃红薯甚至顿顿吃红薯的记忆。甘薯是粮食安全的底线作物,20世纪50-70年代,甘薯在困难时期为解决群众温饱作出了不可磨灭的历史性贡献。曾有“一季甘薯半年粮,甘薯救活了一代人”及“红薯汤、红薯馍、离了红薯不能活”的说法。

“甘薯是全球重要薯类作物,具有超高产特性,在保障人类食物安全中发挥着特殊的作用。”中国工程院院士、中国作物学会理事长万建民曾这样评价甘薯作为世界粮食生产底线作物的重要价值。

张立明介绍,20世纪六七十年代,山东省甘薯种植面积曾达2700多万亩,当时小麦、玉米、甘薯是山东省三大粮食作物。

关于甘薯,出生于20世纪60年代的张立明,回忆起自己的少年时代,仍然记忆深刻。“那时候,秋收季节我们是要放秋假的,要帮大人干活。收地瓜的时候,大人在前面刨,小孩在后面拾。收获的地瓜,有的切成片晒干储存,也留一部分鲜薯存地窖里。”张立明回忆说。

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我国甘薯四大优势产区。

中国已成为世界上最大的甘薯生产国,种植面积约占世界的40%;总产约占世界的70%;单产是世界平均水平的1.7倍;年平均产量约1亿吨,政策折粮2000万吨,实际折粮3300万吨。

我国甘薯分四大优势产区:北方淀粉和鲜食用甘薯优势区、西南加工和鲜食用甘薯优势区、长江中下游食品加工和鲜食用甘薯优势区、南方鲜食用和食品加工用甘薯优势区。山东甘薯主要种植在鲁南、鲁东南、胶东半岛等丘陵山地,总面积约200余万亩。

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甘薯广泛的用途。

甘薯不仅是一种粮食作物,也是一种经济作物。近年来,甘薯从过去的“救命粮”变成了“致富粮”和“健康粮”,已成为乡村振兴的先锋作物之一。

“淀粉型甘薯的亩均效益约在1500-2000元;鲜食型甘薯亩均效益约在2000-3000元。”张立明介绍。

“小”作物也能出“大”成绩

多年来,山东省农业科学院甘薯遗传育种与栽培团队培育的“济薯”系列品种以及为良种配套研发的良法,多次被选为部、省主导品种和主推技术,团队还收集保存了上千份宝贵的种质资源,为山东省甘薯产业、北方薯区乃至全国甘薯产业都做出了巨大贡献。

1996-1998年3年时间,张立明主持的山东省农业良种产业化项目“脱毒甘薯繁育推广”,使得山东省脱毒甘薯面积达到甘薯种植面积的一半以上,1998年全省甘薯单产比未推广脱毒甘薯前增产16.2%,当时在国际上产生了很大影响。为此,1999年,团队获得国家科技进步奖三等奖。

2000-2017年,团队培育的“济薯”系列甘薯新品种实现了山东省甘薯品种第五次更新换代。该成果2017年获山东省科技进步一等奖。包括:淀粉加工专用——济薯21替代徐薯18,鲜食加工专用——济薯22替代北京553,薯脯加工专用——济薯18是中国首个鉴定定名和获得国家植物新品种保护的紫色薯肉甘薯新品种,色素加工专用——济紫薯1号替代日本品种Aya。与泗水利丰食品有限公司合作,创立了“龙头企业+科研+基地+农户”一条龙产业化模式,亩增纯收入300—500元,累计推广1782万亩,新增经济效益72.4亿元。

2010—2020年,团队培育的甘薯新品种济薯25、济薯26实现了甘薯品种的优质、专用。该成果2020年获得山东省科技进步二等奖。以品种授权龙头企业为抓手,建立产供销一条龙的区域化、标准化产业发展模式,累计推广1362.5万亩,新增经济效益56.2亿元;企业新增利润5.54亿元。

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济薯25。

济薯26在2014年通过国家鉴定,成为鲜食型第一主导品种,薯脯加工首选品种;2013-2019年在全国甘薯高产高效竞赛中4次获得冠军,5点次亩产超过5000公斤,12点次亩产4000公斤以上。济薯26入选农业农村部2024年度农业主导品种(唯一甘薯品种)。

同样担任国家甘薯产业技术体系岗位科学家多年的王庆美向记者介绍,济薯26具有抗逆性较强、适应性广、较耐贮等特点,适宜在中国北方薯区河北省、河南省、山东省、陕西省、江苏省、吉林省、辽宁省、内蒙古自治区春季和夏季种植;在中国南方薯区广东省、福建省春季、夏季和秋季种植。

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济薯26。

济薯26不仅产量高,而且品质优。在国家区试中粘度、甜度、香味、食味评分74.5-76.1(对照70) 、可溶性糖20.98 (对照15.71)。因为这些特性,福建连城多家企业将其列为薯脯加工首选品种。

“这个红薯真可谓红遍大江南北,成为了甘薯界的明星品种。”王庆美说。

济薯25在2015年通过省审,2016年通过国家鉴定。成为淀粉型第一主导品种,淀粉加工首选品种,在2014—2019年全国甘薯高产高效竞赛中两次获得一等奖,4次获得二等奖。省区试薯干产量比对照高39.1%,国家区试薯干和淀粉产量均居首位;国家区试评价为淀粉含量最高的淀粉品种;淀粉粘度比普通淀粉高10.9%,粉条断条率低55.6%。济薯25不仅产量高、品质优,而且抗病性强,高抗根腐病(病指15.2)、抗茎线虫病(防效71.3)、抗蔓割病(病指23.3)。

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甘薯杂交制种,人工辅助授粉。

看似成果丰硕,但育出一个好品种又谈何容易。

山东省农业科学院甘薯遗传育种与栽培团队负责人、刚刚担任国家甘薯产业技术体系种薯繁育与质量控制岗位的科学家侯夫云向记者介绍,团队每年大约播4万粒种子,第一年初选出大约600个品系,第二年再进行复选;第三、第四年再进行多点鉴定;第五、第六年再进行两年区域试验。都表现很好了,才能进行品种登记。育出一个品种,至少要7—8年,真的是“万里挑一”。

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李爱贤(左一)与同事在甘薯实验田里进行田间调查、取样。

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团队负责人侯夫云(右一)与李爱贤(左二)、解备涛(左一)、周媛媛在甘薯田里进行实验收获和田间拷种。

有了良种,良法同样不可或缺。

随着我国居民消费观念的转变,鲜食型甘薯消费量逐年增加,经济效益显著。但是,作为耐瘠薄作物,鲜食型甘薯多数种植在土壤肥力差的丘陵薄地和平原旱地,长期以来普遍存在种薯(苗)质量差、农机农艺融合度弱、农药化肥利用效率低以及商品薯率低等问题。针对上述问题,张立明团队开展了鲜食型甘薯品质提升养分调控和绿色可持续病虫害防控技术研发,组装集成了鲜食型甘薯水肥一体化优质高效生产技术。

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李爱贤(右一)与张海燕(右二)在邹城市甘薯种植田中进行现场技术指导。

通过该技术的实施,实现了健康种薯(苗)快速繁育,从源头上减少了病毒病的发生;促进了农机农艺的深度融合,实现了重点环节机械化;实现了水肥药精准供给,解决了水肥利用效率低、劳动成本逐年增加、环境污染加重、产量和品质难以协同提高等问题;实现了病虫害绿色防控,提升了产品质量,降低了环境污染。该技术实现了鲜食型甘薯减肥减药增效生产,保证了鲜食型甘薯的外观和营养品质,对促进鲜食型甘薯优质高效和可持续健康发展具有重要意义。2023年,该技术获评农业农村部主推技术。

产研紧密结合 服务生产实践

今年10月,在泗水县召开的第二届中国甘薯大会上,与会专家发布,2024年,“泗水地瓜”区域公用品牌价值达62.53亿元。

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2024年“泗水地瓜”区域公用品牌价值发布现场。

从业近30年的泗水县甘薯龙头企业利丰食品公司办公室主任王学强说:“泗水甘薯产业的发展,离不开省农科院的科技支撑。”

20世纪90年代,山东省农业科学院甘薯团队开始在泗水开展新品种、新技术、新产品推广应用。30多年来,推广的品种从济薯21、济薯22、济薯18、济紫薯1号到济薯25、济薯26、济薯33、济紫薯2号;推广的技术从地膜覆盖、脱毒甘薯、配方施肥到健康种苗和水肥一体化,实现了品种更新换代,支撑了泗水甘薯产业的健康发展。

2020年4月,山东省农业科学院与泗水县人民政府签署协议,共建甘薯产业技术研究院,重点围绕“新品种培育、脱毒种苗繁育、绿色生产、全程机械化、产后加工”五个领域开展科技攻关,组织召开中国(泗水)甘薯产业发展大会,全产业链打造“泗水地瓜”品牌。

2020—2022年,张立明团队主持的国家重点研发计划项目在泗水建立千亩示范基地,集成了甘薯轻简高效、绿色增效和全程机械化生产技术,解决了种苗移栽效率低、地下害虫为害大、膜下滴灌技术不完善、土壤连作障碍等问题,实现节本增效15%以上。

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团队成员在泗水县指导甘薯脱毒种苗快繁。

2023年8月,农业农村部公布第一批178个农业高质量发展标准化示范基地(国家现代农业全产业链标准化示范基地)创建单位,山东省农业科学院科技支撑的“泗水利丰食品有限公司”示范基地入选,是全国唯一的甘薯产业示范基地。

济薯系列经营授权已转让泗水多家企业和合作社。以泗水利丰食品有限公司为代表的中国大型淀粉加工企业,引领淀粉加工产业,年加工淀粉均在10万吨以上。

为推动甘薯种薯繁育体系建设,2023年7月,团队所在单位山东省农业科学院作物研究所组织召开了甘薯良繁体系建设研讨会,会上进行了济薯26、济薯33生产经营权授权仪式。济宁金藤薯业科技有限公司、邹城市灵丰农作物种植专业合作社、泗水庞海波种植专业合作社等多家企业和合作社获得济薯系列甘薯新品种经营授权。通过生产经营权转让,规范了甘薯种薯种苗市场,促进了甘薯产业健康发展。

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张海燕(前排右二)参加济宁市甘薯产业服务团到生产一线进行技术指导服务。

团队成员张海燕,曾长期担任山东省薯类产业技术体系栽培与土肥岗位专家,现担任国家甘薯产业技术体系栽培生理岗位科学家,主要从事甘薯栽培生理与遗传育种研究。曾任山东省科技特派员创新创业共同体济宁甘薯产业服务团团长,邹城市挂职科技副镇长,先后荣获山东省优秀科技特派员、济宁市创业领军人才等荣誉称号。

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张海燕(中)在邹城市北宿镇为甘薯种植大户进行贮藏期技术指导。

张海燕还帮助引进济薯33、济薯34、济薯35等高产高抗品种10余个,试验示范深耕深翻、配方施肥、水肥一体化等技术8项,在邹城市张庄、城前、田黄等镇,泗水县圣水峪镇等甘薯主产镇建设试验示范基地6处200余亩,甘薯单产得到大幅度提升。2022年在大旱之年获得5000公斤以上高产;大面积示范获得4230公斤单产;平均亩产达到2461.2公斤,亩产值4280元,山区一季种植超过平原地区小麦玉米双季收入。

今年1月,团队成员、山东省薯类产业技术体系育种岗位专家李爱贤,作为省派乡村振兴服务队成员驻乳山市服务。李爱贤通过深入调查走访,熟悉当地甘薯生产状况,结合山东省薯类产业体系工作,在乳山市安排鲜食甘薯品种展示项目1个,核心区面积210亩,依托山东省农业科学院以及威海、济宁、烟台、泰安等市农业科学院的最新科研成果,引进24个优质鲜食型甘薯新品系,开展试验示范,辐射带动周边4.5万亩的鲜食甘薯生产。

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王庆美(左一)与张立明(左二)在安丘市柘山镇指导甘薯品种选择和种植技术。

此外,团队还在莒南、安丘、胶东地区等多地通过科技赋能,助力当地甘薯产业发展。

侯夫云向记者介绍,目前团队的重点研究领域包括三个方面:甘薯育种技术及新品种培育——甘薯种质资源收集、保存与利用,分子标记、基因工程等育种技术研究以及优质、多抗、宜机化甘薯新品种选育等;种薯种苗繁育与质量控制——开展茎尖脱毒、病毒检测、病毒传播媒介防控、提纯复壮、高倍快繁、安全贮藏、种薯壮苗培育、冷凉地区种薯繁育等技术研究,集成健康种薯种苗繁供技术体系;轻简化配套栽培技术集成与示范——围绕甘薯新品种,开展肥水需求规律、物理控旺、地下害虫绿色防控、机械化筛选等技术研究,集成育成品种轻简化配套栽培技术,以规模化订单种植为抓手,在不同的主产区进行新品种、新技术的示范推广。

“我们选育品种、研发技术,都是紧盯产业需求,为了能够服务生产实践。而且,现在倡导树立和践行大食物观,我们更应该把甘薯这个健康食物做好。”侯夫云说。

团队协作与传承

今年国庆假期没过完,侯夫云就与团队同事开始跑甘薯田里收实验。“几乎整个10月份,我们要跑遍全省约20个点。”侯夫云告诉记者。

10月10日,邹平市临池镇实验田里,约20亩地种了500多个甘薯品系。侯夫云几乎对每个品系都拿起一个,用小刀削去皮,咬上一口,粗略尝尝口感,估计淀粉含量。尝着好的,就当宝贝一样收起来,作为备选种质资源。

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侯夫云(右)在品尝实验甘薯品系的口感。

“一整天要在这块地里来来回回‘串游’看、尝数百个地瓜,挺锻炼人的,都习惯了。”侯夫云笑谈,这个活儿不仅锻炼体力、脚力,还锻炼牙齿的咬力,“相较于张院长(张立明曾担任山东省农业科学院副院长)和王老师(王庆美)那个年代,我们现在条件好多了。”侯夫云说。

那天,到邹平临池收实验的团队中有“60后”张立明和王庆美、“70后”李爱贤、“80后”侯夫云以及刚刚博士毕业加入的“90后”蒋志成。“70后”张海燕和“80后”段文学也带了另一组成员到其他布点收实验。“我们团队齐整吧!团队协作非常好,梯队培养和传承也非常好,我们得接续把这个甘薯事业做下去。”侯夫云告诉记者。

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团队一起收实验(右一为蒋志成)。

张立明1981年上大学,学的是农学,研究生读的是作物栽培与耕作专业。1991年研究生毕业后,他被分配到山东省农业科学院作物研究所甘薯室。当时,山东省甘薯种植面积不到1000万亩,属于相对小作物。

“刚进甘薯室时,没项目,缺经费,更缺种质资源。”张立明介绍。

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张立明(左)与王庆美(右)在查看甘薯品系实验表现。

张立明回忆,20世纪90年代,他们团队到外地收实验,交通很不方便,通常要先坐公共汽车,再坐拖拉机,再坐脚蹬三轮车,才能到达实验田。基本上一出去就是一个月。在外地住宿,他们经常需要住到当地农户的家里,有一次晚上睡觉,他发现老鼠在自己的被子上跑。

“不管干什么,都要有干一行、爱一行的精神,只要坚守和努力,总能出点成绩。”张立明说。

(大众新闻·农村大众记者 任治安)