张海洋:芝麻育种的“领军人”

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张海洋:芝麻育种的“领军人”

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农业,一直是我省的传统优势。相较于小麦、玉米等农作物,芝麻似乎微不足道。但不为人知的是,张海洋科研团队几十年致力于芝麻遗传育种研究,使我国芝麻研究水平达到了国际领先水平。目前我省芝麻新品种新技术已经悄然走向全球,沿着“一带一路”种到了苏丹。

作为国家特色油料产业技术体系首席科学家、芝麻遗传育种学科带头人,张海洋带领团队,围绕国家粮油供给安全重大需求,潜心开展芝麻种质资源收集与鉴定、重要性状遗传解析、优异种质创制、新品种选育、高产栽培技术等研究工作,取得多项国际领先的研究成果,解决了芝麻优异种质匮乏、育种技术落后等问题,培育出芝麻新品种22个,建立了配套高产栽培技术,累计推广5600万亩,为我国芝麻学科发展和产业技术进步做出了突出贡献。

张海洋,河南省农业科学院芝麻研究中心研究员。现任河南省农业科学院芝麻研究中心主任,国家特色油料产业技术体系首席科学家,农业农村部油料专家指导组副组长,中国作物学会油料专业委员会副主任委员。

立足产业技术需求
不断提升芝麻生产水平

20世纪90年代,针对品种抗病耐渍性差等问题,张海洋通过远缘杂交和抗病抗逆精准鉴定技术,改良培育出豫芝8号、郑芝98N09、郑芝13号、郑芝14号、豫芝23号等高抗稳产新品种,显著提升了芝麻品种的稳产性和适应性。超高产新品种郑芝13号区域试验比对照增产20.18%,在新疆创造出亩产268.8公斤的世界最高纪录。其中,优质、高产、广适芝麻新品种豫芝8号获2003年度国家科技进步二等奖。

20世纪末,针对优质芝麻需求旺盛,围绕生产上对优质专用品种的迫切需要,他通过化学诱变创制出一批高油、高蛋白、高芝麻素新种质,结合聚合育种、分子标记选择与品质无损快速检测技术,实现了对育种材料规模化、快速低成本鉴定与筛选,显著提高了选择的准确性和效率;培育出优质高产新品种豫芝11号,该品种粒白味纯,试验单产连续6年第一位。

21世纪初,围绕芝麻生产上对适于机械化种植品种的迫切需求,针对现有品种植株高大、裂蒴等问题,他又通过远缘杂交和化学诱变等技术创制出一批株型紧凑、抗裂蒴、成熟一致新种质,结合建立的高效育种技术,培育出我国首批适于机械化收获的芝麻新品种豫芝DS899和豫芝Dw607,解决了芝麻机械化种植所需品种问题。首次提出了亩产200公斤以上的产量构成因素、丰产长相、生育进程,丰富了芝麻栽培理论。建立了麦茬免耕直播、起垄栽培、地膜覆盖、间作套种等高产高效规范化栽培模式,显著提升了我国芝麻种植技术水平。

张海洋平时不仅重视科学研究,而且关心芝麻产业的发展,注重科研和成果转化平台搭建。组建了一支覆盖12个主产省、学科齐全的芝麻产业技术研发队伍,实施了共性技术问题联合攻关;搭建了全国病虫草渍害系统观察网络和联合测报防控体系,建立了不同生态区规范化栽培模式,全程机械化种植模式为世界芝麻高产栽培提供了典范。近五年来,我国芝麻单产比前五年增产22.7%,稳居世界第一。

先后与美国、印度、日本、韩国、苏丹等芝麻主产国和消费国建立了科研合作关系。在苏丹建立了境外芝麻科研和生产基地,开展了芝麻生产技术输出,高产芝麻示范区实现了单产翻一番,显著提高了非洲芝麻生产水平,建立了国际芝麻贸易关系,为推进“一带一路”农业发展发挥了积极作用,也为我国芝麻原料安全供给做出了贡献。

从棉花跨界到芝麻
完成世界首张芝麻分子遗传图谱

1988年,张海洋考进了南京农业大学攻读硕士和博士学位,从事棉花遗传育种研究。1993年毕业后,他受聘到河南省农业科学院芝麻研究中心,开始从事芝麻研究。张海洋说:“当时,我国芝麻生产的技术问题比较突出,院领导和老一辈芝麻专家对新来的博士人才寄予厚望。加上我自己对芝麻育种工作也很感兴趣,随后就转向了芝麻研究。”农业科研工作周期长,见效慢。为了选育出优良的新品种,一般需要7~8年的时间。为了节省时间,张海洋每年要种上三季芝麻。河南种一季,海南加代种两季。

为推动芝麻学科发展,在开展育种工作的同时,张海洋注重开展芝麻基础理论研究。2009年,张海洋带领团队完成了世界上首张芝麻分子遗传图谱。2014年,主持完成了芝麻基因组计划,绘制出世界首张芝麻栽培种基因组精细图,发掘出芝麻产量、品质、抗病、耐渍等相关的基因位点。

为解决我国芝麻种质资源匮乏的问题,张海洋曾多次带队远赴芝麻起源地的非洲开展考察工作。张海洋团队先后收集了国内外芝麻种质资源1473份,构建了世界芝麻核心种质群,为推动我国和世界芝麻遗传育种整体研究水平奠定了坚实的基础。

因科研成绩突出,张海洋先后获国家科技进步二等奖3项、国家技术发明二等奖1项、河南省科技进步一等奖2项,2012年被评为“全国优秀科技工作者”;2014年获首届“河南省杰出专业技术人才”称号;2015年获“河南省科学技术杰出贡献奖”。

加速成果转化
全心全意为“三农”服务

张海洋平时不仅重视科学研究,而且关心“三农”,注重科研成果的推广和应用,每年在农业生产的关键时期他都带领同事们深入生产第一线,进行农业技术讲座,走村串户指导农民进行科学种田,并建立大量高产示范基地,以点带面,积极促进成果转化。同时,与国内外贸易、生产部门结合,在芝麻主产区建立了出口型优质芝麻生产基地,走出一条“科、农、贸”“产、供、销”一体化的路子,提升了我国芝麻在国际市场上的竞争力。目前,他选育出的6个国审芝麻新品种已累计推广3200多万亩,创社会经济效益12.8亿元,有力推动了我省农村经济的发展。

他先后选育出优质高产芝麻新品种18个,其中豫芝8号、豫芝11号分别于2003年和2005年获国家科技进步二等奖。近5年来,选育出的郑芝15号、郑芝16号、郑芝17号、豫芝21号4个高油芝麻新品种,含油量均在58%以上,大面积应用后,使我国主产区芝麻含油量提高2~3个百分点。不仅增强了我国芝麻在国际市场上的竞争力和出口创汇能力,提高了芝麻生产的效益,而且对调整种植业结构、农民增收、企业增效起到了积极的推动作用。

针对黄淮流域芝麻生产中,小麦收获后种植芝麻,劳动力紧张,播期短等问题,张海洋系统研究了芝麻机械化种植问题,将关键性高产栽培技术组装配套,建立了麦茬芝麻免耕直播轻简化栽培技术体系。高产轻简化栽培模式的推广应用使黄淮流域芝麻种植从粗放逐步走向规范,实现了良种良法配套,有力地推动了黄淮流域芝麻生产的发展,也为世界范围内的高产芝麻栽培提供了典范。
张海洋表示,“十四五”期间,他们将进一步加大科研和团队建设力度,打造国际一流芝麻科研团队。重点开展芝麻基因组与功能基因组学、重要性状遗传解析与关键基因克隆、优异种质创制、优异基因及基因群聚技术等研究,为进一步开展优质、高产、稳产、高效芝麻新品种选育提供理论、技术及材料支撑。未来5年,通过技术创新、新品种选育及应用使我国芝麻亩产再提高10%~15%,推动芝麻产业健康快速发展,实现农民增收、企业增效。
(乔 地)

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