“硬核”重器“新”突围|湖南省_新浪财经

转自：农民日报

　　湖南省因超级稻闻名于世，事实上，在辣椒、生猪育种和农机装备制造领域也在全国领先。种业和农机，是农业生产力跃升的两大“硬核”，也是农户应用最广泛的两大领域。湖南省致力于打造种业创新高地和智慧智能农机产业链发展高地。今年3月，习近平总书记到湖南省考察时强调，湖南要扛起维护国家粮食安全的重任，抓住种子和耕地两个要害，加快种业、农机关键核心技术攻关。

　　两个多月过去，总书记考察的湖南省常德市谢家铺镇粮食生产万亩综合示范片区，展现出了新模样：绿油油的水稻长势喜人，眼下已进入分蘖盛期。今年，常德市旺辉农机专业合作社与隆平好粮常德分公司签订了1.2万亩杂交优质稻种植订单。理事长匡松国说：“签合同时，我们只规定了面积数，有了面积，产量就出来了！”匡松国的自信源自过去的成绩单：水稻品质好，产量稳定，亩产达1500斤，至少比普通水稻高200斤。而这背后与湖南省的育种优势和农机装备支撑密不可分。湖南省通过持续不断的科技创新，改造提升传统产业，“一芯一机”不断展现新质生产力的“新技术”“新模式”“新产品”。

　　智能“新技术”，为育种提供“利器”

　　走进隆平高科种业科学院的育种基地时，科研人员王凯正在将盛装水稻DNA样品的孔板放入高通量基因分型系统。系统自动扫描基因组，就可获取品种、抗病、抗虫等性状基因型数据，这些数据将协助育种家在田间选择最优的育种材料。这一操作是隆平高科分子设计育种体系的一部分。

　　种业是农业的“芯片”，种源已经成为创新底座。分子设计、全基因选择、基因编辑以及人工智能等智能育种技术的融合应用，可实现对品种精准定向培育，无疑是未来种业的“扛把子”，行业内也称育种4.0“智能育种”。湖南省在智能育种领域探索创新，走在全国前列。

　　“过去，传统育种主要靠育种人眼睛看、尺量和秤称，对于一个性状的判断往往要等到完全成熟，育种周期长且难度大，至少需要8年至10年的等待才能培育出一个新品种。现在，通过在实验室开展分子设计分析，实现抗病虫等优异基因的高效选择和设计聚合，使育种效率提升1倍以上。”王凯表示。

　　通过持续创新，研发人员攻克了抗稻瘟病、抗稻飞虱、抗南方黑条矮缩病，以及“以种适地”等产业需要解决的痛点问题，改良后的超级稻品种在保证高产优质的同时，进一步增强了品种抗病虫能力，进而提升了品种稳产能力。

　　目前，分子设计育种主要应用于品种病虫害抗性等育种攻关，且主要针对少数的、较简单的主效基因的设计聚合，而针对性状多、比较复杂的微效多基因控制的数量性状，如产量等，则需要全基因组选择育种，准确度也更高。隆平高科已初步完成杂交中籼全基因组选择模型构建，而且，该模型对产量的预测精度最高达0.66，是目前已公开的水稻全基因组选择产量预测的最高精准度，对生育期等关键农艺性状的预测精度达0.8至0.9。

　　辣椒育种也实现了智能化“大飞越”。2023年8月，湖南省研发出我国第一款辣椒育种芯片——50K辣椒育种液相芯片，我国辣椒精准育种有了“利器”。

　　在湖南湘研种业辣椒育种试验基地，科研人员正在筛选辣椒不育系材料。只见，科研人员剪出大棚里生长7天的幼苗叶子，然后将其放置在液相芯片中。几个小时后，检测仪便可测出该辣椒是不是不育系。

　　“如果是，便符合要求，如果不是直接剔除。”科研人员崔清志表示。经过检测，该辣椒是不育系，不久，它将与其他辣椒杂交，生产高产、抗性好且纯度高的种子。

　　过去，辣椒育种的材料选择、组合配置，需要科研人员将辣椒种在地里，要等到辣椒开花时，才能看出是不是不育系，有时为了检测准确，需多次人工或者显微镜花粉检测，费时费力，且不确定性大。如今，只需7天，就可通过苗期芯片直接检测找出不育株，为科研人员省了至少一季的育苗时间，减少一半的用地，还减少60%科研费用投入。

　　辣椒育种并不容易。一颗小小的辣椒，基因竟然与人的基因组差不多大，大概有3.2GB，且基因极为复杂。如何从3.2GB的基因数据中找出有用的基因？2022年7月，农业农村部制定“国家辣椒育种联合攻关总体方案”，由中国工程院院士、湖南农业大学校长邹学校为首席科学家，湖南湘研种业有限公司为牵头单位，联合国内14家企业及科研院所攻关。科研人员在大量辣椒基因组选择和数据搜集基础上，开展全基因组重测数据研究。

　　“我们通过对比、研究分析，开展基因型与表型鉴定，从全基因组中筛选出5万个功能位点，将数据全部设计到液相芯片中，当科研人员想要了解一个新的辣椒材料，是否含有某种已知的特异基因，直接就可以通过芯片找对应的位点，进行筛选对比，大幅度提高了育种效率。”湘研种业公司副总经理缪武说。

　　缪武说：“辣椒种子太小，我们尝试在辣椒种子不损伤的情况下取样检测，但取样后，担心种子芽率会受影响，所以我们现在主要对叶子进行取样检测。接下来，科研人员将尝试对辣椒种子无伤害取样，并且尝试同时筛选多个位点。”

　　在液相芯片的加持下，越来越多辣椒新品种诞生，满足消费者味蕾的同时，也推动产业新升级。

　　种植“新模式”，为生产增添“动能”

　　种业的更新换代带来了湖南农业种植模式的不断升级，越来越多的种植新模式在湘江大地铺展开来。

　　“种双季稻肯定比单季产量高，而且稳产性强。”湖南省农业科学院水稻研究所的李咏谊告诉记者。近些年，湖南省政府主推“压单扩双”，即压缩一季稻种植面积，扩大双季稻种植面积。但是，由于双季稻需要种两季，要用两次种子、两次人工，多次施肥，长时间管理。再加上，早稻米质不如晚稻好，口感差一些，大米加工企业更愿意收购晚稻作为优质原粮。因此，农民种双季稻积极性不高。

　　为鼓励双季稻种植，湖南省发布一系列惠农政策，如集中育秧设施建设、早稻集中育秧、机插机抛等，让农民种粮划算、挣钱。同时，随着育种的进步，不管是杂交稻还是常规稻，产量都比过去提升了不少。“一代一代地更新，双季稻产量和米质，比前几年的表现更好，产量比之前高5%~10%，为农民种植双季稻提供基础。”李咏谊告诉记者。

　　早稻，尤其是早籼稻，成熟期一般在6月下旬至7月上旬，受高温迫熟等影响，口感相对较差，一些品种直链淀粉含量高、胶稠度低，更适合加工成米粉等高附加值产品。湖南省立足早稻特性，发展精深加工，让早稻“身价大涨”。早稻由曾经的收购厂不愿意收、农户不愿意种，转变为大家都爱种、爱收的品种。

　　在多年的种植实践中，常德市农户养成“早专晚优”的种植习惯，即早稻种植加工专用型品种，晚稻种植优质稻。“我们种植的早稻，每年都供不应求，往往是早稻还没收割，就已经被提前预订了，而且销售价格也高，每100斤干谷比国家收购价高10元。”匡松国说。

　　在双季稻种植过程中，一些地区遇到早晚稻茬口衔接紧张的问题。育种创新，培育早熟品种是解决该问题的重要方式。在具体育种过程中，往往遇到产量和生育期不可兼得的情况：产量高的，生育期长；生育期短的，产量、米质受影响。“我们通过分子育种技术，找到水稻早熟、高产基因，将早熟、高产基因聚合到水稻新材料。同时，早稻品种还要求芽期耐淹、苗期耐冷、早发快发等特性。通过多基因聚合育种，力争高效培育出早熟、高产早稻新品种。”湖南省农业科学院水稻研究所刘利成表示。携带有利基因的材料杂交后的新种子，还需拿到田间，在外界环境中增“压”，比如接受低温、淹水、病虫侵染的考验，通过室外验证，就可以确定种子耐逆（抗病）性。

　　如今，双季稻种植模式已经相对成熟，产量和生育期可以较好协调，湖南省在双季稻的基础上，拓展“一季+再生稻”“稻稻油”“稻再油”等多种多熟制种植模式。“一季+再生稻”模式实现种一季收两季。通过选育再生能力强的优质高产型水稻品种，头季收割时，稻桩留高一点，让水稻再生，第二季稍微施点肥，简单管理，只需60天，就可再生长一季，解决了育秧、移栽等问题，省事、经济、米质好。

　　“稻稻油”模式，即早晚稻成熟后再种一季油菜。一块地一年种三季，对水稻生育期要求更高，早稻在105天以内，晚稻在105~110天以内，还得保障产量、米质。近些年，湖南省探索短生育期油菜品种，2018年，湖南省油菜产业技术体系首席专家、湖南省农业科学院作物研究所研究员李莓团队选育并登记“沣油320”是第一个全生育期低于180天的优质杂交油菜品种，2020年开始年推广达40万亩以上。

　　“稻再油”模式，即“一季+再生稻+油菜”。今年，该项目成为湖南省“揭榜挂帅”项目。刘利成在衡阳县栏垅乡均龙村领办示范千亩片。“这个模式既能体现再生稻省工等优势，还能多收一季油菜，效益很不错。”刘利成说。

　　不管是哪种种植模式，都要将试验田产量转化为现实产量，促进大面积提单产。湖南省实施的“三一工程”专门解决这一问题。“农业生产是个系统工程。我们从原先只抓育种创新到抓技术集成创新，包括集中育秧、合理密植、机艺融合等，由科研人员包片指导，促进大面积单产提升，实现三分地养活一个人。”湖南省农业科学院副院长、湖南杂交水稻研究中心党委书记许靖波说。目前，再生稻已形成适宜品种、适期播种、适度密植、适时管理、适用机械、适当留桩，高品质、高产量、高效益的“六适三高”栽培技术体系，在湖南省汨罗市示范1050亩，头季机收的直行压损率由原来的47%下降至21%，再生季亩产539.0公斤，周年亩产达1304.3公斤。

　　农机“新装备”，为农业插上“翅膀”

　　农机装备升级改造、新装备不断涌现，让湖南农业跑出“加速度”。在湖南省益阳市，最新一代智能化育秧流水线实现了育秧摆盘、覆土、播种、洒水、撒药等环节的智能化传感控制。“以往大田育秧，总用时36天左右，现在总用时缩短为22天，节省出来的这14天时间，让农户可以选择生长时间长、增产更多的早稻新品种。”湖南农业大学教授刘大为说。

　　机械化移栽是水稻机械化的难题。工厂化育秧经历了3个阶段，最先开始，大多是基地里的小塑料供棚，由于受保温性差、低温天气等影响，秧苗还是会受到冻害。而且农户自己育秧，不仅抗风险能力弱，一旦技术、管理不到位，产量会受很大影响。之后，各地开始设施大棚育秧，一个地方只需一个大的育秧基地，并且由专业育秧队伍育秧，品质好、产量高，农户只需订购就可以，但这种育秧方式耗费人工较多。如今，智能化育秧流水线，不仅实现了工厂化育秧，而且实现了育秧整个环节的智能化传感控制。

　　让效率翻番的背后是对设备提速难点的攻克。“我们通过大量试验，优化结构，解决卡盘、震动等稳定性问题，播种覆土1.8秒即可完成，最快达1.5秒，实现了从每小时育秧600盘提高到2000盘。”刘大为说。

　　湖南省是全国13个粮食主产省之一，水稻播种面积、总产量均居全国第一，这些年，水田机械不断突围。同时，立足湖南省70%丘陵山区情况，湖南省着力加快丘陵山区农机装备研发，补齐短板，推动装备不断升级，在解决本省短板问题的同时，也为解决全国共性难题贡献湖南力量。

　　湖南农夫机电公司致力于开发丘陵山地机械。“刚开始研制的履带拖拉机由于不能差速，履带易把土堆积起来，同时需要极大空间才能转弯，不能做到作业无死角。”公司总经理廖增才说。2014年，公司实现液压差速转向的突破，机械能够实现360度原地打转，作业无死角，能够把水田里的边边角角全部耕作到位。

　　与过去相比，如今，丘陵山区农机装备加入更多智能化元素。丘陵山区田块落差大，过沟越坎多，机器行走速度不好控制，坡上换挡容易溜坡翻倾，人机安全隐患大。2022年，农夫机电公司研发了履带拖拉机自动变速箱。“一个操纵杆就能控制前进、后退、停车和速度快慢，实现中小马力拖拉机不踩离合器换挡变速，提高人机安全性，一定程度上解决了丘陵山区‘无机可用’‘无好机可用’的难题。”公司技术总监首元锋告诉记者。

　　补齐农机装备短板，湖南省有“招数”。湖南省成立由中联农机牵头，省内21家农机生产企业参与，中南大学、湖南大学、湖南农业大学、江苏大学、华南农业大学等省内外相关高校和科研院所提供支撑的湖南智能农机创新研发中心，主攻共性“卡脖子”技术。

　　长期以来，我国插秧机和抛秧机底盘长期依赖进口，受制于国外品牌，成本高，适应性提升缓慢。“我们协同政府主管部门，寻找成员单位中有能力的企业，专攻项目。”智能农机创新研发中心秘书长丁戈说。在此过程中，充分利用企业、高校和科研院所的技术优势，开展基础技术研发，如通用底盘、智能控制系统、变速箱、原材料研发等，发挥最大优势。如今，湖南省攻克了通用底盘、智能控制、作业感知、南方黏性土壤触土部件等共性“卡脖子”技术。

　　针对一些个性化需求，湖南省借助工程机械经验，引导工程机械等优势行业企业进入农机制造领域，突破农业机械中的个性化攻关。在世界前50强的工程机械企业中，有5家在湖南，其中，三一重工、中联重科位居全球前五，可引导这些企业建设黑灯工厂（智慧工厂）、改造生产线、进行工业设计。

　　“2020年开始，我们与省内工程机械企业商谈，引导其参与农机制造，在政策上给予企业倾斜。”湖南省农业农村厅农业机械化管理处周洋表示。中联重科、山河智能、铁建重工等3家工程机械企业都设有农机板块，有专门研发团队，有主打农机产品，如中联重科主要生产水稻抛秧机、烘干机，铁建重工主要生产采棉机。

　　付新宇是中联农机研究院院长助理，过去深耕工程机械领域，2022年，开始挑战全新的农机领域。“借鉴工程机械的成功经验与机电液一体化技术，再结合农艺特征对农机产品进行融合与创新，一定能实现农业机械的跨越性大发展。”付新宇解释，农业机械有季节性，作业时间短，产品可靠性、服务质量保障要求高等特点，为保证产品开发质量，公司搭建全套仿真试验平台，所有产品与关键零部件都要进行仿真分析与厂内外试验。

　　一批个性化难题得以解决，湖南省实现了履带仿形技术、无级变速动力技术、油菜旋覆一体种床构建、精量排种等技术自主可控。

　　农机智能化水平不断提升。整合北斗定位技术与惯性导航技术，研究适用于农机作业的路径规划及轨迹跟踪器，实现田间行驶路径多模式规划、移动障碍物防碰撞等功能。整合突破智能气动砻谷技术和智能双体谷糙分离技术，研制智能化碾米成套设备，出米率提高1%~1.5%，节能15%。

　　眼下，刘大为的机器还在不断优化迭代升级。他说，农机要与农艺适应，例如杂交稻因为抗性好、价格高，要节省种子，需要稀播；常规稻成本低，可以多播。未来，团队还要在流水线结构设计、零部件选型、耐磨性等方面继续升级。