完美体育-向“种”图强，以科技之力“把饭碗端得更牢”—新闻—科学网

作者：冯丽妃,李晨 来源：中国科学报 发布时间：2025/3/12 19:02:12 选择字号：小 中 大 向“种”图强，以科技之力“把饭碗端得更牢”

从今年中央一号文件第22次聚焦“三农”工作，首提“发展农业新质生产力”，到两会期间政府工作报告再次强调“扛稳保障国家粮食安全责任，共同把饭碗端得更牢”，这一系列政策部署无不表明：粮食安全始终处于国家安全的首位。

如何千方百计推动农业增效？如何全方位开发食物资源？如何持续增强粮食等重要农产品稳产保供能力？两会期间，农业科技领域的代表委员们围绕政府工作报告中给出的这些“考题”，纷纷出谋划策。《中国科学报》就此邀请了多位院士专家分享观点。

种业“芯片”发展仍不均衡

“种子被认为是农业的‘芯片’，在育种方面，国家对种业产业的发展给予了高度重视。”全国政协委员、中国科学院院士种康对《中国科学报》说，我国在水稻、小麦等主要粮食作物的育种领域成绩卓著，处于国际前沿水平，展现出强大的引领能力。

然而，种康同时表示，我国种业在不同作物类型上的发展并不均衡，在饲草与部分园艺作物方面，我国对进口种子的依赖程度依然较高，大粮食安全存在风险。饲料用粮占比超过50%，而粮食安全更多体现在饲料粮的安全。例如，被称为“牧草之王”的苜蓿，我国苜蓿用种对外依存度超过80%，单紫花苜蓿每年进口额超过6亿美元。由于饲料粮短缺，我国大豆对外依存度超过80%，豆粕主要被用作饲料。

这种现象与我国不同阶段的经济发展水平以及社会需求的动态变化密切相关。随着生活水平的不断提高，老百姓的餐桌正经历一场从“温饱”到“健康”的饮食革命。“吃得饱”已不再是人们关注的首要问题，取而代之的是对饮食质量的高要求——不仅要“吃得好”，更要“吃得营养健康”。

当下，低糖、低脂、高蛋白的饮食理念逐渐成为餐桌新风尚，素食主义和轻食文化也在悄然兴起。甚至在外卖平台上，商家也开始标注“卡路里计算器”，帮助消费者更好地规划饮食。一顿饭不仅要吃得美味，更要吃出健康，吃出态度！

“以前是只求吃饱，聚焦主粮；现在则是主粮与肉、蛋、奶、菜、果并重，走向多元化。”全国政协委员、中国科学院曹晓风对《中国科学报》说，这种转变使得粮食安全的概念从传统的口粮安全，拓展为口粮与饲料粮安全共同构成的大食物安全体系。

曹晓风表示，据2023年统计数据，我国人均消费的主粮和肉蛋奶的比例约为1:0.49，且我国人均奶类年消费量仅为世界平均水平三分之一，未来这一消费占比还将持续增加。这无疑会加大对饲料粮的需求，让饲草产业发展成为保障国家大食物安全体系的关键一环。

然而，曹晓风表示，当前，我国动物饲料中，饲草占比不到20%，主要以玉米、大豆等谷物为主，为满足需求，我国每年还需进口约200万吨干草作为补充。在耕地资源有限且人口众多的国情下，保障大粮食安全的任务艰巨，发展饲草产业迫在眉睫。

随着城乡居民膳食结构的深刻变革，全国政协委员、中国科学院院士黄三文认为，全方位开发食物资源，农业科研也应当从“营养安全”视角出发，布局研究方向。

“营养安全是指所有人在任何时候都能获得充足、安全且营养均衡的食物，以满足身体和心理健康需求的状态。”黄三文说，“它超越了传统上仅关注食物数量的粮食安全，更强调食物的质量和多样性，确保摄入蛋白质、碳水化合物、脂肪等足够的宏量营养素，以及维生素、矿物质等微量营养素。”

黄三文表示，这意味着农业科研应结合食品营养科学和医学等多学科知识，从人体的营养需求出发，反向推导农业生产的需求，定制更加科学合理的种植计划，从而推动农业与营养健康的深度融合。

破局谋篇“补短板”

如何打破种业发展的不均衡，让老百姓的餐桌更丰富、有营养？

种康认为，饲草育种是其中一个重要的突破口。“有人说牧草是牛羊‘能吃’的草，饲草是牛羊‘爱吃’的草。一字之差，清晰地说明了两种草品质的差异。”他说，“尤其是在奶牛养殖的工业化模式下，对饲草的品质和日粮配方的精准度要求极高，稍有偏差就会影响一天的产奶量。”

在当前复杂的国际形势下，种康表示，培育具有自主知识产权的优质饲草品种变得尤为重要。通过研发高蛋白饲草，替代部分作为饲料用途的大豆，对于保障我国的粮食安全意义重大。

种康主持的中国科学院生态草牧业先导专项已历经多年研究，他们全面了解我国草地资源状况，研发恢复退化草原的新技术，培育羊草、苜蓿、燕麦、甜高粱、藜麦等新的饲草和牧草品种，将这些品种种植在边际土地上，打造饲草生产基地，并研究饲料青贮技术提升饲草的营养价值。

在山东东营黄河口的10万亩示范田中，“以种适地”成效显著。“我们没有先改造盐碱地，而是直接筛选适合在这种土地上生长并能形成产量的草种，这一探索取得了成功。农民的收入增加了，盐碱地也得到了有效利用。”种康介绍道，他们正在新疆推广这一模式。

过去几年，曹晓风带领团队与合作者通过生物育种，让生长在南方热带沿海地区的豆科植物田菁“南草北种”，在吉林、黑龙江曾经寸草不生的光板苏打盐碱地上长出一人多高的耐盐碱高产饲草。

这些年的研究中让她越来越意识到，我国饲料粮供应格局中存在的问题。“目前，我国饲料粮主要依赖北方供应，但北方水资源匮乏，温度积温短，发展受限。”曹晓风说，“与之形成鲜明对比的是，南方拥有得天独厚的光热水土资源，却未能在饲草产业上充分发挥优势。”

“目前，我国牧草育种审定的品种仅700来个，远低于美国的数千种，且适宜南方种植且拥有我国自主知识产权的优良品种更是极度短缺。”曹晓风说，“牧草之王”苜蓿由于不耐热、不耐涝，不适合在南方种植。南方的一些主要草种如燕麦草都需要依赖进口。尽管南方有很多天然草种，但开发成具有商业价值的饲草作物却很少。

为此，曹晓风呼吁，重视田菁、柱花草等潜在的优质饲草资源研究，优化资源配置，推动南方饲草产业的发展。“北方的饲草产业虽然发展较早且相对成熟，但面临着牲畜超载的严峻生态问题。南方山地山坡多，土地零散碎片化严重，季节性抛荒、弃耕地、污染地以及冬闲田的情况普遍存在，我们急需摸清土地资源的家底，进行科学合理的规划和区划。”她说。

在育种领域，黄三文是一位“多面手”。马铃薯、西红柿、黄瓜……扎根蔬菜研究领域30多年，他带领团队破解了许多蔬菜基因的奥秘，并培育出高产、抗病、好吃的蔬菜。他还提出“优薯计划”，希望攻克世界级的难题——改写马铃薯育种和繁殖效率低的问题，让这种作物能够用种子繁殖。

黄三文表示，目前，全球约1750个植物种质库保存着超700万份种质资源，然而研究资源主要集中在少数几个物种上，许多珍贵遗传资源尚未得到充分利用。“科学家已经对许多农作物和模式植物的基因组信息积累了丰富的认识，聚合优势基因，因地制宜、按需订制的个性化人工设计育种的时代大幕也已然拉开。”他对《中国科学报》说。

“虚拟”育种赋能“智慧农业”

“当下，人工智能（AI）大模型在各领域广泛应用，农业也不应例外。AI辅助的基因组选择技术能够快速分析上百万基因型，将在新一轮育种中发挥巨大潜力。”黄三文说。

他表示，我国科研人员已开发出基于深度学习算法的基因组选择模型和全流程智慧育种平台，有效提升了水稻、玉米、小麦等主粮作物的育种效率。未来，将AI垂直模型与生物育种技术相结合，定能推动农业新质生产力的实际应用。

“我们应开发适用于作物育种的垂直领域模型，并且针对每个作物打造专属模型。” 黄三文解释说，这些垂直模型将整合作物遗传学、基因组数据、栽培生理学等育种链条中的多方面知识，基于此让AI分析现有品种和资源的优劣，为育种提供精准参考。

种康也认为，AI将对人工设计育种产生极大的推动作用。“依赖AI，农业科学家们提出的‘虚拟’育种——在计算机上利用植物知识库里的信息，选择适宜的性状进行育种设计，将得以实现。最终，设计好方案后再在大田实施，让作物育种性状更加精准、大幅提速。”

“虚拟”育种什么时候才能实现呢？种康表示，这依赖于两个方面：一是基础研究知识积累速度；二是AI算法的进步程度。现在我们可以做水稻的AI“虚拟”育种的初级版。“我国饲草育种群体较小，大规模育种起步较晚，饲草的基础生物学研究薄弱，这是一个‘卡脖子’问题。”他说，“我们希望能够把水稻等作物育种最前沿的技术用在饲草育种上，但这并不是简单的‘技术移植’，因为水稻等作物和饲草的生产性状是不一样的。”

不过，他表示，目前国家对饲草基础研究的重视程度已经提高，自然基金委去年专门启动饲草基础生物学专项，同时依托饲草和牧草全国重点实验室，将为饲草基础研究知识的积累提供动力。

虽然我国在作物育种技术上较为先进，而饲草产业链方面仍存在不足，种子企业不够发达，商业化育种体系相对落后。以苜蓿为例，我国的育种理念更侧重于耐逆性，而产量与国外种子存在差距，这使得我们的种子在推向市场时面临困难。

对此，种康建议，未来，未来的育种应从系统的角度思考品种研发，提高品种附加值。“国外一些品种会与配套的除草剂、农药等关联起来，虽然种子价格可能较低，但通过后续产品实现盈利。我们也应朝着这个方向努力，让我国种业在国际市场上更具竞争力。”

对此，黄三文也表示，我国在种质资源保存和部分品种选育方面成绩斐然，但在商业化育种体系建设上，与国际种业巨头仍存在差距。其关键短板在于成果转化路径不够顺畅，科研人员、育种家与企业之间缺乏有效的成果共享和利益分配机制。

“虽然我国农业科研领域有不少原创成果，部分也在与企业联合推广，但仍有大量成果面临转化难题，构建合理的利益共享机制、激发各方积极性迫在眉睫。”黄三文说。