刁现民：五谷丰登，缺一不可_新浪财经

专题：2023年CC讲坛

　　主题为“和而不同，思想无界”的CC讲坛第55期演讲2023年8月19日在北京举行。来自中国农业科学院作物科学研究所研究员、国家谷子高粱产业技术体系首席科学家刁现民出席，并以《谷子的革命：五谷丰登，缺一不可》为题发表演讲。

　　我今天给大家讲一讲，我们中国的一个古老作物谷子。我们知道什么是谷子吗？在古代曾经称为粟或者叫稷。谷子脱壳以后变成了小米，大家都喝的小米粥，小米捞饭、小米炒饭都是小米做的。它在植物学上属于禾本科，黍族，狗尾草属，我们大家都知道的狗尾草是由我们的祖先经过千百年的驯化变成了我们的谷子，那么我们有一句谚语叫“五谷丰登，六畜兴旺”。

　　现在好多年轻人可能不知道了，五谷都是什么？五谷就是粟（谷子）、黍（黍稷）、稻（水稻）、麦（小麦）、菽（大豆），这就是中国的五谷，它对我们中国的农耕文明起到了决定性的作用。

　　谷子起源于我们国家，是我国北方农耕文明的缔造作物。在5500年以前，我们国家已经形成了一个种谷子的农业体系，养猪吃谷子，人也吃谷子，然后把动物粪便返回田间，再种谷子，这样的农业生态系统在我们整个北方很普遍。

　　红山文化大家都是知道，谷子在中国被驯化以后，大概在5000年前后传到了韩国和日本，在3000年前后传到了欧洲，为世界农业的发展作出了我们中国人的贡献。

　　到解放初期，1949年—1950年，那个时候我们国家有1.5亿亩的谷子。1.5亿亩是个耕种很大的面积作物。到七十年代的时候，我们还有8，000万亩到1亿亩，从八十年代开始，由于化肥大量的投入，水利条件的改善，水稻小麦矮杆的革命，玉米杂交种的突破，谷子开始不适应了这种化石农业时代。

　　我为什么叫它化石农业时代？它是依赖于化肥，依赖于大量水的投入，依赖于机械化才使得粮食增产，这一味的追求粮食增产其实也带来了很多问题。

　　大家都知道水资源是有限的，化肥我们现在国家用了全世界30%的化肥，带来了我们的土壤的污染，环境的污染等一系列的问题。回过头来再说谷子，在这个时候的逐渐的就是不适应这种状况，变成了一个小作物。这个时候好多搞谷子的人也都逐渐转向了玉米或者其他的增产作物。

　　现在我们国家谷子的种植面积大概有2000到2，500万亩左右，由于不同年份气候条件不一样，干旱年份种的就多，因为谷子有耐旱的特点，春天雨水多，种的就少。最大的种植省份是内蒙古，这就是在内蒙古东部，辽宁吉林的西部是谷子的主产区，大家看，满山遍野的谷子，黄灿灿的，非常的漂亮。

　　谷子为什么能数千年来一直是一个主要作物？它主要有这么几个原因，首先谷子是一个C4作物，我们所有的C4作物都有一个特点，抗旱性强，水分和养分的利用效率高。在栽培中我们很少用化肥，它是环境友好性作物，我们栽培了数千年，没有带来环境一点的破坏性变化。小米也是一个公认的健康食品，它具有营养全面，矿物质丰富，酸碱中性，还有低致敏作用，也就是说不会导致人的过敏，膳食纤维含量高等特点，对社会人群的健康起到了很重要的作用。

　　同时，谷子的生育期变化很大，它能够从海南岛到黑龙江，什么地方都能栽培，如果你今年种植的时间短了，种别的没种上，你仍然可以种一茬谷子，谷子这个作物是你有多少水，你有多少肥，我给你干多少活，它是这么一种作物，这样的话在旱薄地就有用了。

　　旱薄地需要这样的谷子，我们国家50%以上的土地都是干旱、半干旱的土地，大家看这张表，不同作物的抗旱性和水分利用效率（ WUE），谷子需要271，其他的作物远远高于这个数，而且谷子种子的萌发只需要种子重量26%的水，其他作物都在40%以上，所以谷子是一种极其抗旱的作物。

　　2009年，我国中西部发生了比较大的干旱。大家看玉米颗粒无收，都已经干，但谷子仍然是青枝绿叶有着比较好的收成。

　　正因为谷子这些特点，联合国第七十五届大会把2003年定位全世界的小米元年，也就是说要引起政府和各类机构的重视，对这些小作物的重视，也引起广大消费者多消费小作物这样的有益于健康的作物。

　　谷子由主栽作物变为小作物，大致有这么几个方面原因，一个是科研投入很低，导致它自己的产量水平低，在化石农业时代失去了竞争优势。

　　再一个就是栽培上相对复杂，比方说建苗除草、田间管理机械化水平低，还有一个它膳食纤维含量高，膳食纤维含量是大米的5倍（健康指数很高，它会增加你胃肠的蠕动，减少各种胃肠的疾病和心脑血管的疾病），但纤维含量高就导致口感不好，口感不好人们就不愿意吃。

　　我奉劝大家，多吃这类膳食纤维含量高的这种食品。

　　再一个就是消费方式单一，小米粥是主流，大众的消费缺乏，再一个小米都是中国文化圈，也就是亚洲文化圈来消费，缺乏一个国际市场。那么小米的这些问题，我们能不能解决？怎么来解决？

　　小麦和水稻由于矮杆实现了绿色革命，我本人是1987年毕业，开始研究谷子。我就想谷子能不能也能实现绿色革命呢？我就在全世界范围内搜集谷子的矮杆材料，我们搜集了有上百份，最后经过鉴定，以为是鉴定了出来了矮杆材料，当时我非常高兴，矮杆的谷子突破了就能高产，但实际上不是那么回事。

　　我们会发现这些大量的矮杆材料，它在初期的时候很漂亮，我们看第一张照片，它很漂亮，越往后越差劲，最后早衰结不了几个籽。所以，我们不得不自己再来创造新的材料。经过多年的工作，我们找到一个郑矮2，这个材料实际上，它的早衰性比较轻。我们利用生物技术的组织培养，体细胞诱变加辐射诱变，从数千份材料中经过几年时间选到一个材料叫矮88，这个材料明显的表现了不早衰。

　　通过对它的遗传学研究，我们找到矮88材料，它有三个主要的矮杆基因，这个基因和水稻、小麦上的矮杆基因还不一样，我们谷子有独特的东西，不仅对谷子有用，而且对其他作物也有用，这个材料我们就对它进行了很详细的研究，开发了分子标记，无偿提供给全国的很多的科研单位，包括东北、西北、华北地区的科研单位。

　　经过近二十年大家的努力，利用这个品种已经培育出来115个大面积应用的新品种，这些新品种在华北，东北，西北，产量显著提高，株高显著降低，基本解决了倒伏问题。

　　大家可以看这张图片，前面的就是我们利用矮88培育的中矮育种。后边的杆高很容易倒伏，就是我们传统的品种，我们实际上实现了一个绿色的矮杆革命，我们自己培育的重要品种叫中谷二号，这就是在辽宁朝阳大面积生产的照片。

　　矮杆不仅仅高产抗倒，它还带来一个好处，就是有利于机械化的收割。大家看这个机械化就很容易把它收割下来，非常的整齐，落地损失也很小。

　　在国家谷子高粱产业技术体系的资助下，最近这几年，我们实现了谷子的精量播种，能够依次播种保全苗，也就是说实现了播种的机械化，从播种到田间管理，到收割全程机械化，也就是实现了一种种植方式的革命。

　　小米膳食纤维含量高，不好吃怎么办？我们正在进行的是谷子品质性状叫它好吃，但是品质性状、外观品质、加工品质、蒸煮品质，还有营养品质，实际上是很复杂的。我们先抓的就是外观和口味的食味品质。

　　春谷比方说黄金苗，晋谷21这样的品种，它很好吃，夏谷的品种相对高产，矮杆后它不好吃，那么春、夏谷一杂交，它疯狂分离， 10年、8年它都稳定不下来，怎么办？怎么来解决这个问题？

　　我们就通过对晋谷21黄金苗以及数千份资源的研究，关联分析也好，连锁分析也好，采取种种手段来找这种控制品质性状的基因，找到了很多个，比方说控制小米颜色，大家都觉得小米颜色应该是金黄色的对吧？漂漂亮亮的闪闪亮亮的就很好看，这样颜色的谷子吃着也很有食欲。

　　控制小米金黄的颜色，最关键的基因就叫PSY1。我们把这个基因找到了，我们找到了基因，分析了基因的不同的类型，或者叫不同的单倍型。我们找到了它的最好单倍型，开发了分子标记，然后利用基因的分子标记，培育了一系列的优质的品种，比方说，这就是其中之一中谷19。它的米色鲜黄，它的黄色素含量（也就是类胡萝卜素）每公斤毫克高达31.38%，它是维生素A的一个前提，对人的眼睛和人的各种代谢有很多的好处。

　　我前几天刚刚在河南伊川的山坡地上，大家一看这就是山坡地的中谷19的照片，一排排丰收的样子。我们用最好的研究、最新的技术，在生产上应用，我们必须要扎根于土地，才能够更好的为生产直接服务。中谷19多次被评为优质米，尤其今年春天，他在第二届中国（伊川）优质米鉴评商品品质、食味品质和综合品质三项冠军。

　　我们能不能让小米更好吃，我们利用现代生物技术创新了具有爆米花香味的小米，也就是泰国香米，大家都知道大米里面有一个泰国香米，它的价钱是普通水稻的二、三倍，我们就把泰国香米的香味转移到了小米上，做出了具有泰国香米的这种小米，同时我们也创制了金黄色和红色的这种具有生物强化的小米，让小米有更多的品种呈现，让它不仅好吃，好看，还要品质好。

　　谷子还有一个特点，我们知道任何作物的科学进步都依赖于基础研究，没有基础研究的进步，实践上的进步。谷子作物它具有基因组重复序列少，二倍体单穗结实多等一系列有利于实验室操作的优点。我们实验室就抓住了这个特点，开展了十多年的工作。

　　首先我们建立了突变体库，同时我们也经过十多年的攻关，从700多份材料里边找出来一个材料，它叫ci846，这个材料具有高遗传转化效率，因为你要做功能研究，做基因研究，遗传转化是一个限制点，是一个瓶颈技术，我们把这个瓶颈技术也克服了。

　　目前我们的转化效率是国际第一，同时我们也利用谷子野生资源农家种和栽培种，对它的基因组和表型也做一个全面的分析，我们分析的结果为谷子长期稳定的产量提高、品质改善、抗性提升奠定了一个分子的基础，也就是说把谷子育种由原来的田间选择，提升到实验室的分子育种，又上了一个大的台阶。

　　全世界每年发表的高水平文章，谷子里面我们占90%，大家可以想一想，我们实验室占了全世界高水平文章的90%。比方说，我们刚刚发的这篇文章叫SGD1这个基因，这个基因它是控制籽粒的大小的，你用这个基因可以叫它大，就叫它大，叫它小就叫它小，籽粒的大小直接和产量相关，大家都很清楚。这个基因不仅在谷子上是这样，在小麦、在玉米、在水稻上都是这样，我们还找到了自然存在的基因最好的单类型，单类型的能够增加产量12.8%，而且是在哪个作物上都能用。也就是说谷子不仅为自己服务，还能为其他作物服务。

　　我本人从1987年开始做谷子，这个作物由原来的大作物变成小作物，好多人在中间转了行，由于种种原因，我个人认为作物的多样性，谷子也好，各种食用豆也好，高粱也好等等这些小作物，它有它的特点。

　　旱薄地需要这样的作物，我们的粮食安全需要这样的作物，你把那些高耗水、高耗化肥的作物种在旱薄地上，它是颗粒无收的，所以作物多样性很重要，作物没有大小，做好了就有大作为，我是这样认为的。

　　我们的农业生态系统也是一个多样性的系统，如果你只有单一，早晚是要崩溃的，早晚是要出事情的。

　　大家都很清楚，水资源的减少，极端气候的增多，干旱环境的增多。而谷子是应对这些干旱和气候极端环境增多的一个战略储备作物，它今天小不见得明天小，这是动态过程。

　　水和土实际上都是有限的资源。所以我们如何利用好边际土壤，如何保护好我们现有的土壤，也需要这些作物。比方说我们华北平原的巨大的漏斗，大家都知道这个地方不适合种植这些高耗水的作物，我们就应该种植这些低耗水的谷子等耐旱的作物。

　　大家可以看这个图板，我从1987年刚毕业就搜集各种狗尾草，到现在已经坚持搜集三十多年，搜集的这些材料奠定了我们今天高水平论文的基础，没有三十五年前的积累，也没有今天我们这些成果，成果不是一天来的，是你坚持得来的，。

　　再一个我个人认为作物无大小，事情无大小，你把本职工作做到最好，不管你干什么事情，只要坚持，你可以上天应用研究，你也可以立地，完全可以做到既上天又立地。

　　一生，一事、一作物。最后感谢大家，感谢所有的对小作物的支持，希望大家多消费对你健康有益的小米，谢谢大家。