构建麻类作物创新技术体系,充分利用闲置荒废地产出金纤维
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2026-10-12 19:33
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麻类作物是我国重要的经济作物,苎麻、亚麻、罗布麻、葛麻等在纺织、材料、生态修复等领域用途广泛;也具备饲用、药用、食用等多种功能,是保障功能纤维、饲料、药业、食品和植物修复产业发展的重要基础。麻类种质资源是麻类产业的“芯片”,关乎种业安全与农业发展后劲,成为湖南农业大学揭雨成教授团队科研攻关的起点与核心。

据悉,项目团队牵头承担国家科技平台项目“国家苎麻种质资源圃”和国家自然科学基金面上项目“苎麻特优基因资源及其利用的基础研究”,正式开启苎麻种质资源系统研究的新征程。此后平台建设持续加码,创建和运行国家饲草与饲纤兼用作物种质资源子平台(分库)和湖南省农业种质资源保护单位饲用作物及牧草种质资源保护与利用中心。创建湖南省草类作物种质创新与利用工程技术研究中心和省级农业种质资源保护单位,收集南方草类作物资源5000多份,系统鉴定2000多份,克隆大批功能基因。选育出一批麻类和饲用作物品种。发现和命名湖南黄精属植物新种——湘黄精。保存饲纤兼用、药用、饲用、其他用功能作物种质资源10000多份。2010年至2025年底累计向教学科研单位提供种质资源计5000份次,涉及单位316个,1290人次。服务对象广泛。为我国麻类、药用、饲用和饲纤兼用作物种业创新提供了坚实的资源支撑。

2003年,团队参与的“中国农作物种质资源收集保存评价与利用”项目斩获国家科技进步一等奖。构建起从资源收集、鉴定评价到分子育种的全链条创新平台,为麻类和草类作物遗传改良提供了坚实技术保障。突破传统育种模式局限,创新运用微卫星DNA标记技术,成功为苎麻、红麻等作物构建“分子身份证”,精准破解了品种鉴定与亲缘关系分析的行业难题,相关技术斩获多项国家专利。这项技术的应用,使苎麻、葛、薏苡等作物的育种效率提升近五成,为种业创新按下“加速键”。

高支低胶苎麻新品种培育关键技术及其产业化

团队研发的“高支低胶苎麻新品种培育关键技术及其产业化”作为湖南华升集团公司、东华大学、湖南农业大学联合攻关的“苎麻生态高效纺织加工关键技术及产业化”成果的重要组成部分,在2016年度国家科技奖励大会上,该项目荣获国家科学技术进步二等奖。项目技术已在麻纺行业多家企业得到广泛推广应用,产品覆盖面由原来的常规面料拓展到家纺家居、休闲装、时装、职业服等领域,极大地提高了产品的档次与品质,对推动纺织行业技术进步起到了积极的促进作用。

重金属污染区麻类产业关键技术重大突破

团队研究发现,苎麻不仅具备强大的重金属富集能力,其半纤维素代谢通路更是耐受重金属的关键所在。历经8年田间试验的反复打磨,成功筛选出“湘苎”系列重金属修复专用品种。在镉浓度1.65mg/kg的污染土壤上种植该系列品种,8年即可使土壤镉含量低于农用地土壤污染风险筛值,同时每亩可实现产值约5000元,真正实现了生态修复与产业发展的“双赢”。自2016年起,这项重金属污染区苎麻修复土壤和纤维高产优质关键技术开始规模化转化应用。在重金属污染区,团队牵头建设10多个麻类作物替代种植基地,累计推广面积10000余亩。这项技术已成为我国耕地生态修复领域的重要支撑技术之一。基础研究的突破更让创新之路走得更远。2017年,揭雨成教授成为湖南省科技厅、湖南省省委组织部批准的湖南瑞亚苎麻产业链科技创新创业团队带头人;“苎麻BnXTH家族耐和富集镉基因的鉴定及其调控的分子机制”等5项国家自然科学基金项目的强力支持,成功揭示苎麻富集重金属的分子机制——通过调控BnXTH家族基因表达,促进细胞壁对重金属离子的吸附与固定。这一重大发现为其他作物的抗逆育种提供了全新思路,团队相关研究论文发表于国际权威期刊,彰显了我国在该领域的科研实力。2025年以来,团队主持的岳麓山实验室首批种业专项项目重度镉污染区和双季稻冬闲田麻类抗逆高产优质品种创制,利用已经筛选出的高细度高产种质为母本,系统育种与分子标记辅助选择技术结合,获得了优质高产的苎麻新品系,通过品系比较、区域试验和生产示范,获得优质高产的苎麻新品种,培育出了细度3500公支以上、原麻含胶低至22%、木质素含量在1.5%的超细度高品质苎麻,打破了苎麻纤维太粗无法纯纺的瓶颈,苎麻纤维奔向高端化突破苎麻产业瓶颈、提升附加值的关键路径。

坡耕地苎麻种养循环,水土保持和多功能产品增效

面对传统苎麻产业受纤维市场波动影响的现状,揭雨成团队敏锐把握农业产业发展趋势,精准捕捉麻类作物在饲料领域的巨大潜力,通过基因编辑与杂交育种技术融合创新,团队成功选育出“湘饲纤兼用苎1号”“湘饲苎2号”等多个高蛋白优良品种,其粗蛋白含量达22%以上,可与优质牧草紫花苜蓿相媲美,为饲料产业提供了优质新资源,此外,团队研发出了苎麻“农艺综合调控—水土保持恢复—多功能产品增效”为核心的坡地水土流失农业安全利用技术体系和有效提高水土保持效率及增加经济效益的可持续发展模式,在此基础上,团队还研发出了苎麻种养循环利用关键技术,开发了一种剥麻及青储打包成套设备,实现了同时收获纤维和饲料的机械化生产,比传统手工剥麻提高了生产效率15倍,形成了“种3亩苎麻+养殖1头牛的高效循环耦合模式”,每亩苎麻综合产值达到7000元以上,形成了苎麻种养结合与乡村振兴的新型产业模式。不仅有效缓解了饲料粮短缺压力,更拓宽了麻类作物的多元利用场景,让农民实实在在尝到科技兴农的甜头。

构建双季稻冬闲田亚麻种植到纺纱的全产业链体系

团队建立湖南丰汇麻业省级专家工作站和湖南大通湖麻类科技小院。团队研发的双季稻冬闲田亚麻全程机械化生产、生物酶脱胶等关键技术,构建起从种植到纺纱的全产业链体系,这种“政府+高校+企业+合作社”的联动模式,成为产学研深度融合的典范,引起了当地农业农村部门的高度重视,列为南方冬闲田利用的主推技术之一,为盘活闲置耕地资源、提升农业综合效益提供了有力借鉴。“稻—稻—亚麻三熟制”和“棉豆间作轮作亚麻”冬季亚麻关键技术示范推广,主要包括:一、引进筛选出短生育期高产优质抗倒伏亚麻品种,全生育期155天,10月中下旬播种,4月上中旬亚麻纤维成熟,完全适应“稻+稻+亚麻”三熟制和“棉豆间作轮作亚麻”的生产需求。二、“稻—稻—亚麻”三熟制冬季亚麻原茎产量在473.79公斤/亩,种子产量75公斤/亩(667平方米);“棉豆间作轮作亚麻”三熟制冬季亚麻原茎产量在490.91公斤/亩(667平方米),种子产量是98.18kg/亩;种植户在亚麻原茎上亩平净增收700元以上,种植户在亚麻种子上亩平净增收500元以上,确保双季稻和棉豆间作模式正常生产。三、“稻—稻—亚麻三熟制”和“棉豆间作轮作亚麻”模式短生育期亚麻品种配套栽培技术及全程机械化生产关键技术,节约劳动力成本40%以上。四、高效环保亚麻纤维提取关键技术应用示范,提升了加工效率和质量。同时实现废水零污染排放,解决了传统亚麻加工中的环保难题。

为进一步打通成果转化“最后一公里”,团队牵头成立的湖南省草类作物工程技术研究中心,搭建起从实验室到田间地头的全链条转化体系。截至目前,已孵化企业10余家,带动就业超2000人,近五年来,与邢虎成教授和佘玮教授等团队成员一起累计开展技术培训120余场,培养“土专家”300余人,发放技术资料2万余份,真正让创新成果落地生“金”。团队崔国贤教授、佘玮教授等与企业深度合作,探索作物种植智慧化管理系统,通过物联网技术实现水肥精准调控,预计可大幅降低生产成本。

从一间简陋的种质资源实验室起步,到建成国家级分库;从纤维太粗无法纯纺的产业困局,到3500公支超细度苎麻的诞生;从重金属污染耕地上的茫然无措,到“湘苎”系列让毒地变良田——揭雨成团队用三十多年时间,走通了一条从基础研究到产业应用的完整闭环。用团队的话说:“麻类作物的潜力远未被挖尽,我们才刚刚看到冰山一角。”面向未来,这支队伍仍在麻田里埋头穿行,为乡村振兴和种业强国梦,续写着“一株麻”的新故事。(武琳)

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