“兰大211”：一颗在西北大地开花结果的种子

　　中青报·中青网记者 马富春

　　不是农业院校，没有作物育种的传统。从新世纪初开始，兰州大学生命科学学院李凤民教授却带领团队“不务正业”，搞起小麦育种。这个名叫“兰大211”的项目一搞就是20年。

　　初秋收获的日子，甘肃通渭和张家川的“兰大211”示范田里一片忙碌，丈量面积、实打实收、称重、去杂……来自农业农村部小麦专家指导组、甘肃省农业技术推广总站等单位的专家正在按照农业农村部高产创建实收测产程序，对“兰大211”进行实产测定。

　　经过严格测定，在通渭示范田里实际测产，冬麦新品种“兰大211”标准产量为455.05公斤/亩。根据当地相关部门数据，2017年至2019年，通渭小麦统计产量为每亩174.83公斤。在张家川测产示范田，该品种标准产量为507.54公斤/亩。

　　“我们不生产基础理论，只是基础理论的搬运工，还要让基础理论在西北的大地开花结果，造福百姓。”从20世纪90年代将生态学理论融入育种理论中，到2000年前后开始尝试小麦育种工作，再到如今培育出兰大第一个通过甘肃省审定的小麦品种，李凤民带领团队将擅长的生态学理论和育种实践相结合，蹚出一条富有特色的生态报国路。

　　“西北地区发展农业，要解决的首要问题是水的问题。”长期以来，西北地区降水有限，加上蒸发量大、季节不均，农业干旱问题突出，直接制约着农业生产的环境。1995年，在各方支持下，兰州大学干旱农业生态国家重点实验室成立，为深入探索旱地农业发展提供了机会和平台。

　　长期致力于西北农业生态问题环境研究，20世纪90年代初，兰州大学生态学专家赵松岭教授提出集水农业理论。随着集水农业的发展，多项重要技术体系应运而生，通过在地表覆盖地膜，一方面可减少地表水的蒸发，提高农田抗旱能力，还有利于提高地表温度，延长高原地区的作物生长期，尤其有助于克服春季寒流低温天气对农业生产的影响。

　　集水农业理论的广泛推广，让甘肃农村的农业生产发生了翻地覆地的变化。“可以说，正是以集水农业理论为基础，发展出了多项旱地高效技术体系，让甘肃农村解决了温饱，吃饭不再是问题。”李凤民说。可农村要脱贫致富，光吃饱可不行，还要提高农业的附加值，真正让农民不但能吃饱肚皮，还能鼓起钱袋子。

　　“随着集水农业理论的广泛应用，旱地农业的产量有了很大提高，生产环境得到了不断改善，农民收入显著增加，也为培育高产品种创造了有利条件。”沿着集水农业的思路，李凤民探索旱地农田沟垄覆膜集雨栽培的增产效应，帮助农民提高作物产量，解决了困扰黄土高原几百年的吃饭难题。而在进行集雨栽培提高产量相关研究的同时，他开始打起农作物品种的主意。

　　旱地农业生态研究必须首先解决农民生产上的实际问题，然后才能真正解决生态问题。将兰大擅长的生态学理论运用到农业中去，帮助西北地区旱地农业更好地发展便成为李凤民带领团队努力前行的方向。而作为甘肃省最重要的“细粮”作物，小麦“理所当然”成为李凤民团队又一个主要研究方向。

　　“以往生态和育种是两个领域，两者联系不多。将两者有机结合在一起，优良生态环境支持良种培育，而良种培育也有利于进一步发挥生态效益，这真是一篇大文章。”从那时起，李凤民和他的团队就开始拓展这一片新田地，“要让生态理论扎根在大地上，结出丰硕成果！”

　　李凤民和团队尝试将进化生态学思想融入小麦育种的实践中，强调作物育种的“群体选择”属性，希望通过协调个体和群体的关系，建立起和小麦常规育种相协调的理论和实践体系。借助于兰大理论生态学深厚的学术功底，李凤民一直试图把植物生理生态学研究引向解决实际问题的轨道上来。而“同作物育种相结合”，正是生理生态走向实践化的重要方向。

　　在一些相关领域的会议、活动中，李凤民带领团队把多年育种理论研究中获得的一些认识跟育种专家交流，“似乎有很多共同感兴趣的话题，能够产生很多共鸣。”但如何进一步落到实处，把问题讲透彻，运用于实践，“可总感觉有一层窗户纸在隔着。”

　　经过反复思考，同育种专家长期交流，李凤民决定带领团队直接进入到育种的具体实践中去。在育种专家的鼓励与合作下，他们从田间小麦授粉做起，和育种专家长时期泡在一起。语言隔膜慢慢消失了，双方都能“听懂对方在说什么”，作物进化生态学理论开始在育种实践中初试锋芒。

　　长久以来，旱地小麦为了弱化个体间竞争，往往会缩短花前营养器官生长时间，成熟期提前，而这会导致收获后的雨热资源利用不足。“旱地小麦同主产区小麦一样，应当遵循弱竞争和适度密植的原则。”基于大量研究发现，相对于主产区而言，旱地环境资源禀赋差，波动大，高产品种需要保留一定的韧性，不宜过度弱化竞争能力，这样才能保持稳产高产。

　　“作物群体产量与个体适合度是一种单峰曲线关系，个体太强或太弱都不利于群体生长，如果能将二者的关系理解清楚就可以让育种工作者根据当地的实际环境，找到协调个体和群体生长关系的理想株型。”一直跟随着李凤民做农业生态研究的杜彦磊介绍说，基于生态理论和育种实践的研究证明，旱地作物高产和稳产之间存在权衡关系，一味追求高产可能做不到稳产，“只有抓住两者间的平衡点，才能做到效益最大化”。

　　在不断的探索中，生态理论和育种实践开始相向而行，新的认识在不断形成，理论框架逐步清晰，团队和育种专家的合作也在不断深化，这给新品种选育提供了机会。

　　据相关资料显示，甘肃省小麦目前种植面积约为1100万亩，其中冬小麦870万亩左右，主要分布在陇东、陇南、天水和陇中以及临夏、甘南等地。团队进一步调研发现，甘肃旱地降雨量少而波动较大的气候环境限制了小麦产量的提升，时常爆发的条锈病危害也很严重。

　　基于这两个问题，培育出高产、稳产并抗条锈病的小麦品种应当是甘肃旱地小麦育种的主要目标。团队选择了带有抗条锈基因的Dippes Triumph/兰天10号的后代96-18-1-3-2-1和Flanders/兰天10号的后代00-30-3-2分别作为母本和父本，通过杂交将其抗病基因聚合到一起，以达到加强抗性的目的。

　　从配置杂交组合开始，每年的开花期，团队成员就会带着学生到田里进行人工授粉，“将母本用剪刀和镊子小心翼翼地去雄，再将父本的花粉轻轻抖入……”，这是团队每个人都铭记于心的授粉步骤。杂交后收获种子，再每年进行播种挑选单株，逐渐淘汰存在发育迟缓、穗小、条锈病、倒伏等各种问题的单株，挑选可能形成群体产量优势的单株。

　　2006年以来，团队通过多次杂交重组系谱选育，获得抗条锈冬小麦品系，逐步进行小范围种植试验。在此期间，他们充分利用前期积累的育种理论，协调个体和群体的关系，最终实现品种中多重抗逆性状的聚合。经过至少6-7代的筛选，获得优良株系06-653-2-1-1。该株系随后通过品种鉴定和品种比较试验，参加品种审定区域试验。

　　2020年3月，“兰大211”通过甘肃省主要农作物品种审定，成为能够走到农户手里、种在田里的小麦新品种。2020年6月，在天水张家川完成品种推广授权签约，在天水、陇南、平凉、定西等地区试种推广。2021年7月，在定西通渭旱地农田实测亩产超900斤，在张家川半湿润雨养农业区跨上旱地冬小麦亩产千斤粮的台阶。

　　“小麦育种历史悠久，从业的专家很多，积累的技术已经很深厚，在此基础上要有突破实在不易。”从一粒种子到一株小麦，再到成片的试验田，李凤民团队从数不清的麦穗中挑出形态特征良好、具有高产潜力的株系。十几年寒来暑往，不懈的坚持和努力中，终于迎来“兰大211”项目的成功。

　　李凤民团队的成功，给旱区小麦产区的农民带来了福音。在和研究团队合作的首个良种扩繁基地张家川，测定的新品种产量很高，两家种子公司的种子供不应求。“希望在三到五年时间里，我们的新品种能推广到50万亩以上，让更多旱区农民受益。”李凤民说。