中国谷子产业和种业发展现状与未来展望

2021-03-09李顺国刘斐刘猛程汝宏夏恩君刁现民

中国农业科学 2021年3期

李顺国，刘斐，刘猛，程汝宏，夏恩君，刁现民

谷子（）、高粱（）、甘薯（）、绿豆（）、红小豆（）、蚕豆（）、豌豆（）和普通菜豆（）等杂粮作物，是种植业结构调整的主力军，在旱作生态农业、食物多样性和“健康中国”工程中具有不可或缺的作用。在农业农村部种业司组织下，2019—2020年国家“现代农业产业技术体系”分别对谷子、高粱、甘薯和食用豆的产业现状、存在问题等方面进行了调研。本期《中国农业科学》以专题形式发表这次调研的相关结果。专题所汇集的4篇文章，分别就谷子、高粱、甘薯和食用豆产业和种业现状描述了轮廓，提供了基础数据，指出了未来发展方向与策略，是对国家“现代农业产业技术体系”启动十年来在这些作物产业上取得成就的系统总结。

中国谷子产业和种业发展现状与未来展望

李顺国1,2，刘斐2，刘猛2，程汝宏2，夏恩君1，刁现民3

1北京理工大学管理与经济学院，北京 100081；2河北省农林科学院谷子研究所/河北省杂粮研究实验室，石家庄 050035；3中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081

谷子起源于中国，是旱作生态农业绿色发展的主栽作物。国家启动产业技术体系十年来，创制出一批抗除草剂、商品品质显著提升、蒸煮时间显著缩短的育种材料；基因组测序、单倍型图谱和高通量转化技术体系构建等推动了谷子产业技术原始创新能力持续提高；育成了一批中矮秆抗除草剂新品种，创新集成了一批适合不同产区的栽培技术，单户综合生产能力提高20倍以上，单产提高90.8%，总产提高85.7%，全程机械化轻简栽培实现了谷子生产方式历史性变革。谷子是完全市场化作物，近十年来总体价格呈上升趋势，产业规模不断扩大，全国地理标志产品发展迅速，正在形成一批区域公用品牌和产业优势区。随着产业发展的带动，品种权保护与转让逐步增多，一批谷子种业开始起步。在乡村振兴和健康中国战略新的时代背景下，谷子的营养、生态、文化属性给中国谷子产业和种业带来了新的机遇；同时中国谷子种业和产业也面临着种子繁殖系数高、品种权落实力度不够、科研和平台建设有待加强、缺乏突破性大品种等诸多挑战。未来中国谷子特色产业发展将助推乡村振兴并带动种业发展；季节性休耕区、压采地下水区的生态需求将促进谷子生产面积呈现恢复性增长；种业、科研、产业融合呈加快发展趋势。攻克谷子种业重大基础科学问题，构建现代生物育种技术体系，培育突破性新品种，实现科研、种业、产业的一体化发展是中国谷子种业的发展方向。中国谷子种业发展必须坚持原始创新、坚持产业需求、坚持服务主产区、坚持差异化发展、坚持市场主体地位。未来中国谷子产业和种业需攻克的重点任务：突破性新种质创新、高效育种技术平台构建、突破性新品种杂交种培育、构建种子生产技术规范和良种繁育技术体系、提升种业管理服务能力、布局优化制种基地、打造种子优势企业。

谷子；产业；种业；发展现状；展望

谷子（）起源于中国，在距今6 000— 7 000年前的新石器时代中早期完成驯化，成为农耕文化的主栽作物[1-4]，直到解放初期，中国谷子种植面积约1 000万hm2，在北方仍是三大主粮之一。但是，在政策、技术和环境发展变化的深刻影响下，中国谷子播种面积持续下降。在政策方面，长期以来，农业总量的不足决定了中国产出型粮食安全战略定位，有效促进了食物生产，尤其是高产的主粮作物生产[5]。在技术方面，随着中国水利条件改善、化肥生产能力提升以及小麦矮化育种[6]、玉米杂交育种[7]的突破，20世纪80年代使得小麦、玉米等主粮单产与谷子单产拉开差距，尤其是20世纪80年代以来，化学除草技术、农业机械化技术的普及以及农业劳动力成本的提升，进一步降低了谷子生产的比较优势。20世纪80年代末期，谷子在全国的播种面积约150万hm2，成为重要的杂粮作物。

中国共产党第十九次全国代表大会以来，中国发展进入新阶段，农业的主要矛盾由总量不足转变为结构性矛盾，食物消费特征也逐渐由“数量型”向“质量型”转变，生态和营养导向型农业成为未来的发展方向[8-9]。根据世界卫生组织报告报道，约16.2%的疾病负担归因于膳食[10]，而低杂粮饮食在造成疾病负担因素方面排在各种因素的第一位[11]。中国人均小米消费量由解放初期的13.2 kg/年下降到目前的1.0 kg/年，其他杂粮作物的消费也大致如此，这是影响中国人民健康的重要制约因素之一。

谷子具有耗水少、抗旱耐瘠、营养丰富均衡、粮饲兼用、农耕文明深厚等特点[12-16]，在绿色可持续生态发展、质量发展和营养导向型农业发展需求下将衍生出新产业、新业态，并焕发新的青春。近年来，在市场拉动、政府推动、绿色发展需求下，新型经营主体发展谷子产业积极性提高，中国谷子种植面积逐步回升，产业规模不断扩大，正在形成一批区域公用品牌，产业发展势头良好；谷子种业也出现了众多企业涌动，从常规品种到杂交种经营以及与科研单位合作培育新品种等各类活动活跃，并正在形成区域布局的形势。在当前中国深入推进乡村振兴战略、健康中国战略以及农业供给侧结构性改革的背景下，谷子等特色杂粮产业的快速发展对种业提出了新要求、新任务和新目标。本文旨在回顾中国谷子产业和种业发展现状、经验成效、问题与挑战，分析国内外谷子产业和种业的发展趋势，最后提出未来中国谷子产业和种业发展思路与目标任务，为科研、产业和政府有关部门提供借鉴参考。

1 中国谷子产业与种业发展现状

1.1 中国谷子产业发展现状

1.1.1 种植面积和总产恢复明显改革开放40年来，中国谷子播种面积经历了先下降后上升过程（图1）。1978—2009年，播种面积由427.1万hm2减少至79.6万hm2，减少81.4%；总产量由656万t减少至126万t，减少80.8%；单产由1 536kg·hm-2提高到1 577 kg·hm-2，提高2.7%。2009—2018年播种面积稳定有升，2017年回升至86.1万hm2，2018年降低为77.8万hm2，总体减少2.3%；总产量回升至234万t，增加85.7%；单产提高至3 009 kg·hm-2，提高90.8%。目前，中国谷子主要分布在内蒙古自治区、山西省、河北省、陕西省、辽宁省、吉林省、甘肃省、宁夏回族自治区、山东省、河南省、黑龙江省、北京市、天津市等北方十三省市，其中，内蒙古自治区、山西省和河北省种植面积占全国种植面积的67.1%，随着种植业结构的调整，新疆维吾尔自治区、安徽省等新兴产区种植面积逐步扩大。由于谷子小规模种植鸟害严重、轻简化生产水平提升等自身特性，促进了内蒙古赤峰市、辽宁省朝阳市、河北省邯郸（市、自治区）、河北省张家口市、山西省长治市、山西省吕梁市、吉林省松原市等优势产区的形成，生产集中程度逐渐增加，播种面积前五十的县播种面积总和占全国比重由1985年的31.5%增至2015年的55.9%[17]，其中，赤峰市敖汉旗、松山区、翁牛特旗、阿鲁科尔沁旗、巴林左旗、呼和浩特市清水河县、通辽市库伦旗、扎鲁特旗、朝阳市建平县、阜新市阜蒙县、邯郸市武安市等11个县种植面积超过1.3万hm2。1.1.2 谷子种植方式发生革命性变革，机械化轻简栽培成为现实国家谷子高粱产业技术体系针对谷子长期以来依靠人工间苗、人工除草、缺乏配套机械、生产效率低下、难以规模化生产的问题，研究确立“谷子轻简高效生产技术”为体系重点任务之一。经过近10年的攻关，以抗除草剂简化栽培谷子新品种选育为核心，农机、育种和栽培岗位联合，筛选研发出谷子精量播种机、中耕施肥机、联合收获机等系列生产机械，集成适合不同区域的谷子轻简高效生产技术模式，在谷子轻简化生产方面取得突破，谷子种植方式发生彻底变革，机械化轻简栽培成为现实。该项技术变革了数千年来谷子人工间苗、人工除草的生产方式，解决了生产效率低下问题，示范区单户综合生产能力提高20倍以上，每公顷可减少人工投入70—100个，涌现出一大批百公顷规模化生产的谷子新型经营主体，促进了谷子由传统小农人力畜力原始生产方式向现代产业化生产方式的转变。

图1 1978—2018年谷子面积、总产、单产趋势变化

1.1.3 传统优质品种正在被新育优质品种所取代近10年来，国家谷子高粱产业技术体系育成的谷子品种由于优质、高产、适合轻简化收获，生产上传统优质品种正在被新育成的优质品种所取代。2018年全国谷子良种统计面积共79.7万hm2涉及173个品种（表1），其中推广面积0.3万hm2以上的56个品种，推广面积67.7万hm2，占良种总面积的85.03%；0.7万hm2以上34个品种，推广面积57.5万hm2，占良种总面积的72.2%；1.3万hm2以上的11个品种，推广面积35.9万hm2，占良种总面积的45.12%；2.0万hm2以上7个品种，推广面积29.5万hm2，占良种总面积的36.99%；3.3万hm2以上3个品种，推广面积20.1万hm2，占良种总面积的25.22%；6.7万hm2以上1个品种，推广面积10.7万hm2，占良种总面积的13.43%。年推广0.7万hm2以上的34个谷子主导品种，主要是优质类型和抗除草剂类型。34个主导品种均为二级以上优质米类型，其中27个品种属于被小米开发企业认可的优质类型，抗除草剂品种/杂交种则有11个品种。这说明谷子品种能否大面积应用，类型优质是第一位，其次是适合轻简栽培。在年种植面积0.3万hm2以上的56个品种中，40个品种为国家谷子高粱产业体系成立后育成的新品种，占0.3万hm2以上品种数的71.4%，表明生产上传统优质品种正在被新育成优质品种所取代，谷子品种正处在品种类型更换的关键时期。

1.1.4 种植效益总体呈上升趋势国家谷子高粱产业技术体系对全国谷子成本收益监测表明，近10年来，中国谷子种植效益总体呈上升趋势（图2）。2010—2019年全国谷子种植效益由5 192元/hm2增长至12 480元/hm2，增长140.4%。由于2014年谷子价格达到历史峰值9.6元/kg，谷子种植效益达到历史新高。在体系的推动下，中国谷子耕种收综合机械化水平由体系成立时的9%提升到2019年的49%（国家谷子高粱产业技术体系监测数据），导致2010—2019年，农机成本由870元/hm2增长至1 380元/hm2，增长58.6%；人工成本呈先增长后降低的趋势，2014年前，人工单价增长较快导致人工成本增加，2014年后，由于机械化水平提高，劳动投入减少。2014—2019年，人工成本由3 495元/hm2减少至2 835元/hm2，减少18.9%。

1.1.5 价格波动频繁，总体呈上升趋势谷子作为市场化作物，市场价格受供求影响较大，市场波动频繁。河北省藁城区马庄小米集散地是目前全国最大的小米加工集散地，该村及周边约120家小米加工厂，谷子/小米的价格是全国谷子/小米价格的晴雨表。国家谷子高粱产业技术体系长期的市场监测表明（图3），2009—2019年，谷子价格由3.5元/kg增长到5.1元/kg，增长46%，除2014年价格异常外，总体呈螺旋式上升趋势。小米市场主要分为小米集散地、农产品批发市场、超市、电子商务等几种类型。通过对全国小米市场调研发现，小米集散地价格对市场供求最为敏感，其次是农产品批发市场、超市和电子商务，尤其是高端品牌小米持续在高价位运行，这也充分说明标准化生产、产业化运营、品牌化运作的重要性。

表1 2018年谷子品种推广情况（万hm2）

数据来源：全国农技推广中心

Data source: National Agricultural Technology Promotion Center

图2 2010—2019年谷子种植效益趋势变化

1.1.6 产业规模不断扩大，正在形成一批区域公用品牌近10年来，中国谷子产业规模不断扩大，据国家谷子高粱产业体系调研和测算，全国小米产业规模由2009年50亿元发展到2018年300亿元左右，全国地理标志保护产品从零基础发展到49个品种，正在形成一批区域公用品牌。在省级层面，山西省政府出台“山西小米品牌建设三年发展规划”，成立山西小米产业联盟运营中心，制订了“山西小米”团体标准，“山西小米”广告在央视、高铁、航线陆续投放，“山西小米”区域公用品牌影响力逐步提升。在地区层面，延安市创建的“延安小米”获得国家地标产品，并注册了商标，研究制定了延安小米生产技术规程，与11家谷子生产加工企业签订授权合同，覆盖了延安市规模谷子生产加工企业，“延安小米”红色文化品牌形象逐步显现。在县级层面，敖汉旗政府充分利用8 000年粟文化、全球环境500佳加快打造“敖汉小米”区域公用品牌，敖汉旗谷子种植面积由2003年2.7万hm2发展到目前6.0万hm2，“敖汉小米”获得地标产品认证，形成区域公用品牌并推动敖汉小米广告登录央视《朝闻天下》，开创了小米品牌宣传的先河，极大提升了敖汉小米的知名度，据中国农业大学中国农业品牌研究中心评估，敖汉小米品牌评估价值达113.53亿元，品牌影响力指数达72.39。

图3 河北省藁城区马庄小米集散地价格动态

1.2 中国谷子种业发展现状与成效经验

1.2.1 种质资源保护、挖掘鉴定取得新进展中国谷子资源来源以中国为主，目前，中国保存谷子种质资源28 915份，保存量居世界第一位，占世界总量的73%。2016年以来，入库谷子资源1 733份，通过表型鉴定和基因组变异鉴定，基本理清了谷子资源的群体结构；引进国外谷子资源46份，狗尾草资源77份；鉴定出谷子抗除草剂、抗病、抗旱、抗倒、矮秆材料2 236份；创制出谷子抗烟嘧磺隆材料、抗咪唑乙烟酸材料、小米商品性显著提高的夏谷育种材料、蒸煮时间显著缩短（减少30%左右）且米色鲜黄的春谷育种材料15份。这些材料的创新，显著提升了育种的资源利用水平，为中矮秆适应机械化品种培育提供了材料，并正在品质育种和株型育种中发挥作用。

1.2.2 构建谷子功能基因发掘平台，推动原始创新能力持续提高谷子具有生育期短、一年可多代繁殖、植株小方便实验室操作、二倍体基因组小、C4高效光合和抗旱节水性突出等特征，是理想的单子叶作物功能基因组研究模式作物。2016年以来，中国在谷子基因组测序[18]、单倍型图谱构建[19]、高通量转化技术[20]、品质育种[21]等基础研究方面取得了显著进展。组装了高质量谷子参考基因组序列，构建了首个拥有超过72万个SNP标记的谷子单倍型图谱和基因组变异图谱；构建了遗传转化效率超20%的高通量遗传转化技术体系，实现了谷子遗传转化质的突破，为谷子成为核心模式植物搬掉了最后一块挡路石。谷子功能基因发掘平台的构建促进了谷子基因编辑和其他生物技术辅助育种的快速发展，提升了谷子的产业水平和国际竞争力，也使中国在谷子遗传育种领域继续处于国际领跑的地位。

1.2.3 育种创新取得突破性进展针对生产轻简化需求，育种创新取得突破性进展。以培育抗除草剂中矮秆谷子品种解决人工除草和人工收获为主攻目标，先后培育出冀谷39、中谷2、济谷20、豫谷31、冀谷41、公谷87、张杂谷8、张杂谷10号、中杂谷5、中杂谷16等适合轻简栽培的系列谷子品种。围绕市场对优质品种、加工专用品种的需求，确定了品质育种目标，培育出适合产业化开发的系列品种，并实现了多个品种经营权转让，为产业转型升级与高质量发展提供品种支撑。育成品质上与传统主栽优质品种黄金苗相当，而且抗除草剂、产量和抗性优于黄金苗的金苗K1、冀谷45、中谷9号等，基本解决了农家品种在优质米开发中主导的局面，为优质小米的产业开发提供了品种保证。育成适合食品加工新品种冀谷42，籽粒脂肪含量2.03%，亚油酸与油酸比值3.7，比普通品种亚油比降低了32.7%，延长了货架期。以上品种不仅培育了一批种子企业，而且加工企业对育成的优质、专用的谷子品种实行优质优价收购，有效促进了农民增收、企业增效。

1.2.4 品种权保护与品种登记走上正轨，谷子种业开始起步 2004年实施谷子品种权保护以来，共有141个谷子品种申请品种权保护，其中，2016年以来申请了65个品种，占申请总数的46.1%，说明近年来谷子品种权申请量不断增多。随着品种经营权转让和谷子产业化开发，品种权意识不断增强，例如河北巡天种业开发的张杂谷系列、河北东昌种业开发的冀谷系列品种，全部申请了品种权保护。2017年实施非审定作物品种登记以来，登记谷子品种372个。其中，河北省123个、内蒙古自治区122个、山西省50个、辽宁省18个、河南省16个、山东省11个、吉林省17个、甘肃省5个、北京市2个、黑龙江省4个、陕西省2个、新疆维吾尔自治区1个和贵州省1个。从登记单位看，41个企业登记179个品种，占48.1%，34家科研单位登记193个品种，占51.9%。从品种类型看，常规品种341个，占91.7%；杂交种31个，占8.3%；饲草专用品种1个；粮饲兼用品种1个；糯质品种1个；抗除草剂品种118个，占31.7%。

由于谷子种植面积小、品种区域适应性限制，谷子种子企业存在数量少、企业规模小、注册资本小等特点。近年来，随着种植业结构调整、特色产业发展快速以及消费需求增长，谷子种植积极性提高，种业也在不断发展。国家谷子高粱产业技术体系育成的谷子品种先后与河北巡天种业、河北东昌种业、内蒙古蒙龙种业、华大基因等企业品种经营权转让或联合开发，2016年以来，品种直接转让1 500多万元，另外以品种入股、合作开发等形式与种子企业合作，实现了小作物品种转化的新突破。目前，全国谷子登记种子企业有51家，但规模以上龙头企业少。2007年河北巡天种业新技术有限责任公司与张家口市农业科学院签订了“张杂谷”合作推广协议，双方通过科企合作，优势互补，在国内外推广杂交谷子，到2018年，河北巡天种业净利润达到7 300万元，目前是中国杂粮种子企业利润最高的企业，成为中国杂粮种业的龙头企业。

表2 2016年以来谷子品种登记情况

数据来源：中国种业大数据平台

Data source: China seed industry big data platform

1.2.5 主要经验近年来，中国谷子产业和种业发展取得显著进展，主要经验有5个方面。一是国家现代农业产业技术体系长期的支持和坚持原始创新。2008年国家谷子产业技术体系的启动，对谷子科研形成长期稳定的支持，而且体系启动以来高度重视原始创新，对突破性品种选育及配套轻简化技术起到了重要的推动作用。二是体制机制创新提升了谷子科技创新积极性。为促进科技成果转化，国家以及地方政府制定了有关加大奖励的管理办法，在奖励资金分配、科研人员兼职创业等方面有重大突破性举措，激发了创新的积极性和主动性。三是加强顶层设计，实现了联合攻关，促进了关键问题的解决。国家谷子高粱现代农业产业技术体系在新品种选育方面加强了顶层设计，整合体系力量，围绕谷子在矮秆、优质、专用等育种方面开展了联合攻关；构建了品种资源联合鉴定、资源共享的机制，加快了种质创新和品种选育速度。四是针对产业需求的育种创新是种业发展的关键。国家谷子高粱产业技术体系育种目标经过了充分的市场调研，例如为解决间苗除草、轻简化生产的需求，确立了优质、矮秆、抗除草剂育种目标，育成的冀谷39、豫谷35等新品种，实现了优质、抗除草剂兼顾的目标，并且突破了原适应区域的限制，同时可在华北、西北、东北三大主产区种植。五是充分发挥体系优势，岗站合作，政产学研推模式创新促进了成果转化。充分发挥体系优势，对于适应性广的优质、高产新品种，体系岗站密切合作，在不同区域建立核心示范基地，品种、栽培技术一体化推广，科研单位、推广部门、企业联合协作，加快了新品种的推广速度。

1.3 中国谷子产业和种业面临的机遇与挑战

1.3.1 中国谷子产业和种业发展机遇分析当前，中国经济已由高速增长阶段转向高质量稳定发展阶段，中国农业由产量导向型向质量导向型转变[22-23]。在消费方面，随着中国、中老年人口比例上升，年轻一代越来越注重养生保健，中等收入群体不断壮大，消费层次由温饱型向小康型转变，营养导向型消费成为发展趋势，谷子等营养保健型杂粮消费需求将持续上升[24-25]。在生产方面，谷子特色产业溢价能力初步显现，在脱贫攻坚、乡村振兴中发挥了重要支撑作用，全国各地主产区政府高度重视，纷纷制定本地区的相关政策；随着季节性休耕、压采地下水区域的不断扩大，抗旱性突出的谷子成为优势替代作物，谷子恢复性增长趋势明显；在中华民族的发展历史长河中，谷子的种植、加工、食用、祭祀、诗词衍生并形成了灿烂的粟文化，也将成为乡村振兴战略中文化兴盛之路的重要组成部分。综合判断，“国民经济和社会发展第十四个五年计划”期间，中国谷子在政策支持、消费需求、主体经营等方面均处于较好的发展时期，对产业和种业发展处于重要的战略机遇期。

1.3.2 中国谷子产业和种业面临的挑战分析一是谷子种子本身特性不利于种业发展。谷子是小粒自花授粉作物，千粒重仅3.0 g左右，繁殖系数高达1 000倍左右，且90%左右是常规种，部分地区农户自留种较多，不利于种业的发展；杂交种方面，谷子尚未实现质核互作型的“三系配套”，也未实现“光温敏核不育两系配套”，杂交种制种采用的是“高度核不育两系”，制种成本较高，种子纯度低，且没有国家或者行业标准，种子单价相对大作物较贵，不利于大面积推广。二是品种权益得不到有效保护。谷子品种登记门槛较低，众多小企业无序竞争登记了很多品种，存在不同程度的品种侵权、一品多名、一名多品现象，品种培育人权益没有得到保护，严重挫伤了原始创新的积极性。三是谷子科研和平台有待加强。谷子等小作物长期以来科研重视程度不够，资源覆盖度的限制和资源鉴定发掘利用的不深入，以及谷子研究力量薄弱，育种水平提升的关键平台缺乏，影响了优质高效品种的培育和种业发展。功能基因发掘、基因编辑、单倍体育种等新技术与大作物相差甚远，影响了原始创新水平。加强新技术的研发和平台构建，并培育谷子育种的高技术人才，是提高杂粮作物种业水平的关键。四是缺乏突破性大品种，适应区域广、品质和抗逆性优良的大品种是种业提高盈利能力的关键，由于谷子对光照时长、温度反应比较敏感，目前还缺乏突破性大品种，制约了谷子种业的发展。

2 谷子种业发展趋势

2.1 国际谷子生产与种业发展现状与形势分析

从全球来看，谷子的环境友好、营养保健价值越来越受到重视，小米具有含蛋白质、能量、维生素和矿物质以及不含麸质的食品价值[26-28]，对于患有动脉硬化、糖尿病和心脏病的人来说是很好的选择[29]。面对全球人口日益增加和主要粮食作物小麦和水稻生产停滞不前的严峻压力[30]，谷子可能是解决粮食安全和营养不良问题最有希望的替代作物，预计到2030年全球谷子种植将增长60%。中国是谷子的原产地，中国谷子种植面积占世界的80%，产量占90%，在育种水平、产业发展水平和种业产业化等方面处于国际领先地位；印度种植面积居第二位，科研和生产远低于中国；在欧美，谷子作为鸟饲作物少量种植；在澳大利亚，谷子作为饲草少量种植。由于种植面积较少，国外种子需求较少，种业发展缓慢。但随着农业的国际化，一些国家开始思考种植谷子为中国市场服务，这是一个很重要的市场变化信号，在中亚、澳洲、非洲等土地成本较低的地区，如果引进中国的优质谷子品种及其配套的轻简化生产技术，谷子生产成本将远远低于中国，中国谷子生产将受到冲击。

2.2 未来生产与种业发展趋势研判

2.2.1 谷子特色产业发展助推乡村振兴，并带动种业发展 “国民经济和社会发展第十四个五年计划”是中国乡村振兴战略的关键时期。乡村振兴，产业兴旺是基础，特色产业具有显著的溢价能力，已成为各主产区乡村振兴战略的重要抓手。“国务院关于促进乡村产业振兴的指导意见”提出因地制宜发展小宗类、多样性特色产业，建设特色农产品优势区，推进特色农产品基地建设。2019年中央1号文件提出因地制宜发展多样性特色农业，倡导“一村一品”“一县一业”，强化农产品地理标志和商标保护，创响一批“土字号”“乡字号”特色产品品牌。“山西小米”“延安小米”“敖汉小米”“武安小米”等一批区域公用品牌在本区域发展势头良好，助推了乡村振兴战略实施。谷子产业的发展对种业提出新要求，品种功能划分将更加精准，优质食用品种、营养保健品种、加工专用品种等特色品种需求成为趋势，为种业发展提供广阔空间，并带动谷子种业发展。

2.2.2 生态需求将促进谷子生产面积呈现恢复性增长谷子抗旱、耐瘠、环境友好，是中国化肥农药双减、压采地下水、季节性休耕区的良好替代作物。河北省黑龙港流域实行“一季休耕、一季种植”，将主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦种植面积适当压减，只种植雨热同季的玉米、油料作物和耐旱耐瘠薄的杂粮杂豆等作物，减少地下水用量。预计谷子在我国镰刀弯地区、季节性休耕区、压采地下水区等区域种植呈恢复性增长，为谷子种业发展带来利好。

2.2.3 种业、科研、产业融合呈加快发展趋势目前，中国谷子种子企业规模小、龙头企业少，自主研发能力较低，育种主要在科研单位。随着谷子生产恢复性增长，带动种业发展，种业企业和科研单位合作将更加密切。同时，种子企业对消费端也高度重视，小米加工企业、小米集散地愿意收购的谷子品种也是企业需求品种，市场需求品种成为企业的首选品种，也成为育种单位的育种目标，这一趋势在近年来尤为明显。因此，未来种业、科研、产业融合将呈现加快发展趋势，共同推动谷子产业健康发展。

3 中国谷子种业发展策略与未来的重点任务

3.1 中国谷子产业与种业发展的方向和目标

3.1.1 中国谷子产业与种业发展方向借鉴小麦、玉米、水稻等主要作物种业发展经验，围绕乡村振兴战略、健康中国战略和种植结构调整的需求，发挥谷子耐旱耐瘠薄的优势，以资源整合集成和体制机制创新为手段，构建基础研究、技术创新、品种创制与产业化紧密结合平台，攻克谷子种业重大基础科学问题，突破关键核心技术，构建现代生物育种技术体系，培育适合市场需求的广适性、抗逆性、优质专用突破性新品种，与种子企业和产业发展相结合，实现科研、种业、产业的深度融合和一体化发展，满足谷子产业对品种的需求和促进产业可持续发展。

3.1.2 中国谷子产业与种业发展目标面对“国民经济和社会发展第十四个五年计划”中国经济和社会发展需求，中国谷子产业与种业应树立产业科技思想和合理的发展目标，满足主产区不同主体需求。一是种业科技创新能力显著提升。建立高效谷子资源鉴定和优异基因挖掘方法，创新现代生物育种技术，建立精准化高效育种技术体系，打造具有国际竞争力的种业研发团队。二是培育龙头种业企业。目前，全国谷子种业企业仅有河北巡天种业1家依靠谷种经营年盈利能力1 000万元以上，通过科研单位成果转化和提升企业自主创新能力，培育年盈利1 000万元以上的谷子种业企业3家以上。三是建立种业相关服务体系。构建登记品种和新品种DNA数据库并对外开放，完善种子生产布局，研制谷子种子（杂交种）国家和行业标准，完善种子生产、加工技术规范。四是以品种为特色打造一批区域公用品牌。针对我国主产区品种需求，定向培育一批适合主产区的优质、专用新品种，以品种为核心推进区域公用品牌建设，打造品种、产地、品牌融合发展的产业模式。

3.2 中国谷子种业发展思路与路线

一是坚持提升原始创新能力导向。谷子在原始创新方面和水稻、小麦等大作物差距巨大，主要体现在创新基础、创新平台和创新队伍等方面，只有显著提升中小作物的原始创新能力，才能真正提升中小作物的种业竞争力。二是坚持产业需求导向。针对新时期乡村振兴、季节性休耕、健康产业对品种的需求开展科技创新，培育适合产业化生产轻简化、功能化、优质化等突破性品种，满足产业发展需求。三是坚持服务主产区导向。近年来，中国谷子优势主产区逐步形成，生产聚集度显著提升，主产区在农民增收、三产融合、示范带动方面优势明显，以服务主产区为主，是必须坚持的一个原则。四是坚持差异化发展导向。谷子种业市场规模、产业发展、运作模式有别于小麦、玉米、棉花等商业化成熟的物种，针对产业特色、创新基础，建立适合特色作物的现代化种业创新体系、推广体系和运作模式，实现谷子种业发展支撑产业发展最终目标。五是坚持市场主体地位导向。强化企业主体地位，促进各类资源向企业聚集，构建以企业为主体的政产学研用产业协同体系，大力推进种业“放管服”改革，营造良好营商环境，推进谷子种业做大做强。

3.3 谷子产业和种业发展未来需攻克的重点任务

3.3.1 资源鉴定与种质创新研究中国是谷子起源地，拥有丰富的品种资源，今后资源研究的重点是收集偏远地区地方品种以及育种单位的优异高代育种材料和自交系，特别是要加强国外资源引进工作，解决中国谷子资源国际覆盖度低，宽泛度和丰富度不够的问题；加强资源的鉴定，构建杂粮作物资源规模化精准表型鉴定平台，发掘种业发展急需的资源类型；开展各种形式的资源和材料创新，在广适、优质专用、株型、轻简栽培、营养高效等方面创制有突破性的新材料。

3.3.2 高效育种技术平台构建发掘谷子重要农艺性状、品质性状和抗逆性状形成等有重要育种利用价值的关键基因和优异单倍型，为谷子分子育种提供基因和理论依据；提升谷子的遗传转化效率，并建立基因编辑平台，创建单倍体育种技术，开发分子标记高效利用技术，研发高效改良途径，构建谷子现代育种技术体系，全面提升杂粮作物育种水平。

3.3.3 突破性新品种杂交种培育重点开展光温反应不敏感、食味优异和商品性状突出、株型高光效等关键性状精准鉴定技术，重要病害高效鉴定技术，培育广适、优质专用、抗除草剂、抗逆性强、中矮秆株型紧凑、后期籽粒脱水快适合机械化生产的突破性谷子品种，实现谷子品种的更新换代，显著提高生产上的良种覆盖率。在专用品种选育方面，重点开展低脂肪（3.0%以下）、高油酸（亚油酸/油酸比值低于2.0）、高淀粉（籽粒含淀粉65%以上）等适合食品加工的专用品种，以及功能保健专用品种选育，为谷子深加工增值提供支撑。

3.3.4 构建种子生产技术规范和良种繁育技术体系针对中国谷子种子生产与加工的行业标准缺乏的问题，开展谷子高活力种子生产加工、种子全程质量控制、种子快速安全脱水等种子加工与质量控制关键技术研发、集成与应用；研制谷子品种和杂交种行业种子标准，以行业标准代替目前的各个企业的自主标准；研制谷子良种和杂交制种技术规范，提高杂粮作物的制种水平和良种应用率；开展全程机械化生产、制种管控信息、种子健康快速检测等高产高效高质制种繁育技术研发、集成与应用。

3.3.5 提升种业管理服务能力加强育种材料、育种方法、新品种等知识产权的保护。健全品种权纠纷调处机制，加大查处套牌、假冒伪劣种子打击力度，切实保护原始创新积极性。建立健全多元化品种试验、DUS测试体系，建立登记品种后评价机制；尽快完成谷子的DNA指纹标准，建立登记品种DNA指纹图谱数据库，推进基于SNP标记的DNA指纹图谱技术在品种权保护、品种登记中的应用，促进杂粮作物知识产权保护和创新水平提升；培育第三方服务机构，构建品种试验、特性鉴定、种子检验、质量认证机构、农机植保、储运物流和种业智库等专业化服务机构。

3.3.6 布局优化制种基地以服务主产区为原则，以昼夜温差大、秋季干燥少雨适合优良品种繁育的内蒙古自治区赤峰市、新疆维吾尔自治区昌吉市、河北省张家口市等地布局种子生产基地；以资源禀赋好、生产优势突出、产业优势明显，文化深厚的西北、东北、华北布局万亩绿色标准化生产基地，结合产后加工企业，形成种业、生产基地、加工一体化全产业链示范区，从而带动全国谷子产业发展。

3.3.7 种业企业打造和发展针对现有谷子种子企业规模小、注册资金少、种子风险系数高的问题，在现有谷子种子企业基础上，通过深化产学研合作，弥补谷子种业研发不足，继续深化成果转化奖励政策激励育种人员积极性，培育一批特色鲜明、技术优势突出中小规模谷子种子企业，为加快谷子成果转化和产业发展提供支撑。

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Current Status and Future Prospective of Foxtail Millet Production and Seed Industry in China

Li ShunGuo1,2, Liu Fei2, Liu Meng2, Cheng RuHong2, Xia EnJun1, Diao XianMin3

1School of Management and Economics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;2Institute of Millet Crops, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Key Laboratory of Minor Cereal Crops of Hebei Province, Shijiazhuang 050035;3Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081

Originated from China, foxtail millet is the main crop in the development of dry land farming agriculture. Since the initiation of China Agricultural Research System (CARS) in 2008, a batch of breeding foxtail millet materials with herbicide resistance, improved commercial and cooking quality had been developed. The construction ofreference genome, haplotype map and high-throughput transformation technology system in China greatly promote the original innovation ability of foxtail millet, a batch of new cultivars with semi-dwarf plant height and herbicide resistance have been developed which made it that mechanization of foxtail millet production became a reality. Combined with the development of cultivation technology of those new cultivars, the comprehensive foxtail millet production capacity of a single household has been increased by more than 20 times，the grain yield per unit has been increased by 90.8%, and the total yield has been increased by 85.7%. Foxtail millet is a fully market-oriented crop. In the past decade, the overall price has been on the rise, the industrial scale has been expanding, and the number of national geographical indication products has grown to 49, which forming a number of regional public brands and industrial advantage areas. With the development of foxtail millet production, the protection and transferring of variety rights are gradually increasing, and a number of foxtail millet seed industries are initiated. Under the background of rural development and healthy food strategy in China, foxtail millet brings new opportunities to the millet industry and seed industry; meanwhile, Foxtail millet production and seed industry in China are also facing many challenges, such as high seed propagation coefficient, lack of effective protection of variety right, need to be strengthened in scientific research and platform construction etc. In the future, the development of China's characteristic foxtail millet industry will boost rural revitalization and seed industry development. The ecological demand of seasonal fallow zone and groundwater recovery zone will promote the recovery growth of foxtail millet production area. The integration of seed industry, scientific research and industry is accelerating. The development direction of China's foxtail millet seed industry is to overcome major basic scientific problems, construct modern biological breeding technology system, cultivate breakthrough new varieties, and realize the integrated development of scientific research, seed industry and the foxtail millet industry. The development of millet seed industry in China must adhere to original innovation, industrial demand, service to main production areas, differential development and market dominant position. In the future, the China's foxtail millet industry and seed industry need to conquer the focus of the task: breakthrough new germplasm innovation, construction of high-efficiency breeding technology platform, cultivation of breakthrough new variety hybrids, construction of seed production technology specifications and improved seed breeding technology system, improvement of seed industry management and service capacity, layout optimization of seed production base, build the seed superior enterprises.

foxtail millet; production; seed industry; development status; future prospective