“绿色革命”这个词,最早指的是设在墨西哥的“国际玉米小麦改良中心”、设在菲律宾的“国际水稻研究所”在上世纪60年代、70年代培育推广优良品种。建立并资助这两个机构的不是联合国,而是美国洛克菲勒基金会、福特基金会。这两个机构培育推广的矮秆、抗倒、抗病、高产的小麦、水稻品种,使阿根廷、哥伦比亚、菲律宾、印度、巴基斯坦等南美洲及亚洲十几个国家的粮食产量增加了一半以上,实现了自给。美国的一位农业专家第一次用“绿色革命”一词来描述这个可喜的农业进步。从此,“绿色革命”就成了世界各地良种推广的代名词。
这两个农业科研推广机构虽然没有直接帮助中国推广良种,但是与中国建立了科技合作关系,互相提供育种材料和品种,目前中国的一些品种里就含有它们的良种基因。
上世纪70年代,中国率先育成杂交水稻,令世界瞩目,被国际上誉为“第二次绿色革命”。水稻和小麦都是自花授粉作物,全世界都认为,既然杂交水稻能成功,那么杂交小麦也能成功。于是,培育杂交小麦也成为“第二次绿色革命”的目标。
培育杂交小麦的方法和培育杂交水稻如出一辙
“一妻二夫”制的“三系法”:妻子是雄蕊不育系,第一个丈夫是恢复系,给它授粉,后代恢复可育性,作为杂交种子,应用于生产;在另一块田,第二个丈夫是保持系,给它授粉,后代保持雄蕊不育,下年继续作为母本,用于制种。
“一妻一夫”制的“两系法”:妻子对光照和温度敏感,春播,雄蕊不育,丈夫是恢复系,给它授粉,后代恢复可育性,作为杂交种子,应用于生产;夏播,妻子的雄蕊可育,自交结实,下年继续作为母本,用于制种,这就不需要保持系这第二个丈夫了。
“化学杀雄法”:不需要天然的雄蕊不育系,母本的雄蕊是可育的,给它喷化学药剂,可以把雄蕊杀死,而不伤害雌蕊,它就成了不育系,接受父本的花粉,后代就是杂交种子。杀雄的化学药剂,其实就是植物生长调节剂,俗称植物激素。
这三种方法,30多年来,每年都选育成功一些杂交组合。但是,要么制种产量太低、种子成本太高,要么生产产量不突出、种植效益不比常规品种高,所以,只能小面积示范,难以大面积推广。最近一两年,“两系法”和“化学杀雄法”育种成功的报道一个接一个,但一个品种最多也不过示范几千亩、几万亩,所有杂交小麦加起来,全国每年也不过几十万亩,仅占小麦种植面积的千分之一。而杂交水稻则占水稻种植面积的50%。
杂交小麦在全世界都没能发展起来。美国研究杂交小麦50年,种植面积曾经达到小麦总面积的1%,但是没几年就又退回去了。
为什么杂交小麦赶不上杂交水稻呢
育种原因:30多年前的常规水稻、常规小麦产量水平都不高,杂交品种容易超过它们,于是杂交水稻成功了,而杂交小麦才起步;30多年来杂交小麦育种技术在提高,而常规小麦育种技术也在提高,水涨船高,难度更大,杂交小麦产量水平若不能超出15%以上,就没有推广价值;30多年来杂交水稻育种技术的提高,比常规水稻更快,所以推广面积越来越大。因此,杂交小麦远远赶不上杂交水稻。
遗传学原因:父本、母本的基因是纯系,比如一黑一白,那么子代的基因就黑白分明,显得很杂,杂种优势就强;父本、母本的基因不是纯系,比如不黑不白,那么子代的基因黑白就不分明,杂种优势就弱。水稻是二倍体,即2套染色体,在漫长的进化过程中,没有外来的染色体进入,基因相对较纯,那么子代的基因就相对较杂,杂种优势就相对较强;小麦在漫长的进化过程中,由二倍体变为四倍体再变为六倍体,即6套染色体,其中2套是山羊草的,2套是节节草的,基因不纯,那么子代的基因就不够杂,杂种优势就不够强。
重要的经济原因:杂交小麦制种产量低,而在大田种植时,亩用种量大,每亩需要15~20斤种子,而杂交稻亩用种量只需3~4斤。显然,在经济上是很不划算的。
因为育种的原因、遗传学的原因和重要的经济原因,杂交小麦没能赶上杂交水稻,在“第二次绿色革命”中,小麦没有水稻表现出色。
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