山东东营的村民刘新华是从地里赶回家接受我的采访。他说：“回来路上，我看了一眼村民们种的小麦，产量不会超过200斤。算上种子、肥料和人工，基本上就没得收入。”亩产200斤是什么概念？可以借鉴2023年的国家统计局数据，中国小麦的平均亩产是770斤左右。在东营种地，经济效益很艰难。

　　东营是一座漂亮的海滨小城，对农业来讲却不那么美妙，盐碱地非常多。刘新华说：“我住的这一个地区是黄河入海口，黄河的泥沙淤积在这里形成了土地。你能想象一下，它就是在海水上漂着土。所以，含盐量比较高。如果是重度盐碱地的话，庄稼一般不出苗。轻度和中度的盐碱地，有时候出苗也长不好，遇到干旱就死了。”当地最常见的作物是棉花。棉花耐盐碱，但产量也不高，一亩地就挣几百块钱。刘新华说：“老百姓现在就把地给包出去，俺家那个村一口人有4亩地，1亩地可以租800块钱。自己种地不一定能收这么多钱。我们再去打份工，主要靠打工养活自己。”

　　刘新华已经30多年没种过地了，但他去年秋天却包了几百亩地，打算今年6月初开始种大豆。2023年全国大豆的平均亩产是265斤左右，他在盐碱地上种，却自信得不得了。“我保守地估计，亩产不低于600斤。我对这个大豆太了解了！”刘新华说。他要种的不是普通大豆品种，而是由中国科学院遗传与发育生物学研究所（以下简称遗传发育所）田志喜团队培育的耐盐碱大豆“科豆35”。

　　刘新华是看着“科豆35”出生和长大的。2017年，遗传发育所到东营来做耐盐碱大豆的试验，需要当地人帮忙打理试验基地。刘新华很偶然地加入了这个团队。“我给他们讲盐碱地的情况，这么就认识了。我对这里很熟悉，通过观察能估计出含盐量。重度盐碱地里的土含水量要高一些，因为盐在里面吸水。这种地种什么都长不了。老师们对我很信任，我觉得担子也很重。”刘新华说。

　　“科豆35”是从1.6万份大豆遗传材料里筛选出来的。育种里的“筛选”类似于淘汰赛，就是把这些大豆种到盐碱地上，活下来并且表现好的，下一代继续种，直到优良品种脱颖而出。刘新华说：“田老师的要求很严格，试验强度逐年增加。他说过只有反复在高强度环境下筛选出来的大豆，它的抗逆性才稳定。我们筛出一批材料，然后把它们放到盐碱度更高的地里去。活下来的，继续筛。”“科豆35”是这场持续了四五年的“生存游戏”里的胜出者。

　　跑到盐碱地上种大豆，并不单纯是一个科学试验，它是应对我国大豆危机做的一个尝试。我国每年消耗大豆的总量大约在1.2亿吨，其中大约有1亿吨来自进口。这极度影响了我国的粮食安全。中国科学院“特聘核心骨干”研究员、博士生导师，中国科学院种子创新重点实验室主任田志喜说：“过去几十年里，我们对肉蛋奶的消费提升了几十倍。这些禽畜、水产品需要大量的蛋白质做饲料。这些蛋白质就大多数来源于大豆。”

　　大豆如此重要，我们却不得不依赖进口。耕地资源太紧张。我们只可以在限定的面积里把水稻、小麦、玉米和大豆等主粮作物进行结构优化，以保证粮食的总产量得以最大化。田志喜说：“我们进口大豆，而不是其他粮食，因为大豆的单产相较于其他粮食作物太低了。大豆的单产是玉米、水稻、小麦的三分之一到四分之一。我们如果用更多的面积种大豆，那就从另一方面代表着要进口比大豆数量还多的水稻、小麦或者玉米。”

　　在这么多局限条件下，要想减少大豆的进口，有两条路径：第一是培育出单产提高的品种；第二是扩大种植培养面积。田志喜说：“第一条路，现在的大豆养殖面积上，我们能不能把单产再提高，打个比方，翻一番。现在自给率在15%左右，翻一番就有30%了。”在提高单产上，中国大豆有很大的提升潜力。美国一度是中国大豆的主要进口国之一。根据武汉金玉良种科技有限公司董事长刘定富的统计，2015年到2019年，美国大豆平均单产3322公斤/公顷，中国是1858公斤/公顷。中国的平均单产只有美国的55.9%。单产是综合因素的体现，比如说耕作技术、机械化水平、土地情况等，但它确实有一大部分是由育种水平决定的。第二条路，不同的专家在探索不同的办法，就是在现有耕地之外做增量，比如把大豆跟玉米等其他作物套作，或者盐碱地上种植。田志喜团队探索的就是盐碱地这条路。他说：“轻度和中度盐碱地还有1.5亿到2亿亩。可以试试培育出在盐碱地上能生存的品种。如果这些能利用上，大豆的产能就又能提高了。”

　　近1亿吨大豆依赖进口迫在眉睫，解决路径说起来也挺清晰，但实现起来不是一朝一夕就能解决的。这里面需要种质资源的积累、基础研究、国际新技术的跟踪与领先、耐心又辛苦的田间试验。中国的科学家和育种家正在一路追赶。

　　国家大豆改良中心设在南京农业大学。办公楼门口的平台上，花盆摆成了一片小花园。它们不是校园绿化，而是老师和学生们为了做研究种出来的大豆。大豆有一根主干，主干上有分支，分支上长叶子。豆荚就结在主干和分支的交接处。即便从未见过大豆植株，我们都能一眼认出它来，因为绿色的豆荚就是常吃的毛豆。毛豆成熟变黄，豆荚里就是大豆。育种行业叫它种质资源。因为它体内携带有遗传物质和相关的背景信息，包括基因、基因型、表型、染色体组成、亲缘关系等等。大豆品种的优点，产量高、抵抗病虫害、耐盐碱等，就是由基因控制的。

　　收集种质资源是育种的第一步。因为，育种家掌握的种质资源越丰富，越可能培育出好品种。上世纪50年代，美国曾经爆发过大豆胞囊线虫病，几乎让美国大豆颗粒无收。后来美国农业部在来自中国的“北京小黑豆”里找到抗病基因，培育出高产抗病的新品种，才解决了这一危机。

　　国家大豆改良中心有全世界第三大的大豆种质资源库，目前存放了3万多份大豆种质资源。南京已经到了夏天，但种质资源库里长备着羽绒服和军大衣，进到里面必须得穿上。这3万多份种质资源的收集，跨越了30多年。早期收集的种质都放在装辣酱、腌菜的那种玻璃罐头瓶里，下面是大豆，上面有纱布包着硅胶干燥剂。近年来的种质，收藏就方便多了。它们像茶叶一样，装在铝箔袋里抽真空，袋子外面写着编号。所有这些种质都有详细的档案，包括材料名称、基本特征特性、采集地点和时间、采集数量、采集人等信息。跟我们买来打豆浆的黄豆不同。大豆种质不全是圆滚滚的，或者说大部分都是形态各异：有的是扁的，有的是椭圆的，有的又大又圆，有的只比熬红豆沙的红豆大一点点。大豆种质的颜色也很多种，有黄中泛绿的，有绿色的，有黑色的，有黑中泛棕红色的，有绿色带有黑色斑驳的，等等。

　　这个种质资源库是中国大豆领域唯一一位院士盖钧镒创建的。盖钧镒曾在1980年去美国爱荷华州立大学学习。他说：“爱荷华州立大学有很著名的大豆育种家，在那里统计方面的数量遗传也很权威。我差不多听了他们统计系大部分课程，再琢磨回去怎么应用。因为我们在校时没这么多基础，水平不够，所以得把当时必需的基础补上来，而且我听课与交流的老师也是当时世界上的权威Kempthorne教授，和他交流收获很大。另外，我在那里参加了一些研究，合作者也是后起之秀。”除了学习，盖钧镒因为是改革开放后我国派出的第一位做大豆科学的访问学者，他走遍了美国大豆主产区，也与全美国的大豆科学家交流过。

　　盖钧镒在交流中，意识到了种质资源的重要性。“在美国时，许多教授和单位找我，说美国早先从中国进口大豆，现在需要更多的资源，中国能否提供给美国一些？给不给美国，这是要经过国家批准的。但是，我感觉到国际上非常重视中国的大豆资源。在这方面，我们还没有系统的研究，所以，我回国后第一件事先把中国的资源收集起来，然后才能在国际上发挥特长。我找了一个国际机构谈合作，对方给予支持。这也是我40多年来一直在发展的研究方向，就是研究中国的大豆种质资源。”

　　中国在种质资源方面，有天然优势。我国是大豆的原产国，野生大豆遍布大江南北。半栽培、栽培大豆也有了超过4000年的历史。不同地区的野生大豆，不同地区农民对大豆的驯化，形成了生物特性各种各样的种质资源。大豆有一个特性，就是对光周期的反应很敏感。北大荒集团垦丰种业大豆研究院首席专家胡喜平说：“农民有一句俗语叫千里麦，百里豆。意思是说跨度在千里范围内，可以种同一种小麦品种。大豆，同一个品种却只能种百里。东北长得很好的大豆拿到山东去种，就可能长得不好。不同地理区域里，大豆是不同的。”

　　盖钧镒的种质资源库，早期弥补了南方大豆的稀缺。他说：“国家有一个资源库，但是它里面的南方大豆少，而且它作为责任单位，负责收集，不做研究。我从美国回来，要研究南方大豆，在南方育种，就得建一个南方大豆的资源库。因为我不断地收集，我们自己育种的大豆也收入到资源库里。现在，我们育种也扩展到为全国服务了。”收集种质资源，是个要下苦功的工作。盖钧镒跑了很多南方偏远地区搜集野生大豆和农家种。他带的第一批学生邱家训曾经回忆：“有时我们去的时候，家里男人出去干活了，只留一名妇女在家。我们就在门口等，等到家里男人回来，把大豆从坛坛罐罐里找出来给我们。”

　　到了田志喜2011年从美国学成归国时，建立种质资源库已经成了研究起步时的基础设施。田志喜说：“在这个过程中，我有幸得到很多老师的支持，在2011年就收集了100份左右的材料。”他把这些材料种到地里，第一年有些没长出来。田志喜说：“我当时根本不知道怎么种大豆。这成了我们所里当时的一件乐事。有人开玩笑说，只要是长得不好的，一定是田老师种的地。”田志喜一边学习种地，一边开展研究，大概经过七八年的努力，他和团队收集了3000多份种质资源，都是各地区有代表性的大豆。通过育种，他自己也创建了5万份种质资源。

　　田志喜做盐碱地大豆的项目，就是从他自己的种质资源里选的。未来要想培育出超级品种，也还是要依靠种质资源，甚至可能是不进行商品化种植的野生大豆和农家种。田志喜说：“野生大豆和农家种，留下了很多非常宝贵的资源。它的综合性状可能不好，但是有些性状还是好的。比如说，将来亩产想翻一番，怎么才能通过相互之间的杂交去达成？有可能还要回到老祖宗的大豆里，把一些好的性状给利用上。”

　　有了种质资源，不一定能育成优良的品种，因为排列组合太多了。科学家的工作，不是买“基因彩票”一样，全凭广撒网提高概率或者碰运气。盖钧镒说：“育种是一项技术，关键在于亲本的选配。我们追求高产，但不一定产量最高的做亲本，要选互补性最好的作为亲本。其次是后代产生很多变异，要对后代进行选择。”

　　选配亲本，就要对种质资源的特点了解，这是育种的第二步。具体的了解办法比如，盖钧镒在1989年发表过一篇关于南方大豆资源对豆秆黑潜蝇抗性的研究。这是一种山海关以南常见的害虫，使得夏大豆的产量损失在20%到30%之间。盖钧镒和团队把来自江苏、安徽、湖北、湖南、福建、贵州等省的4582份地方品种资源进行三年的种植，观察大豆的农艺性状。他们发现来自浙江和江苏两省的10份品种最抗这种害虫。他们还发现了大豆的几个性状与抗蝇性存在一定的相关性。性状，是遗传学概念。盖钧镒说：“一种是质量性状，一般由少数基因控制。一种是数量性状，由大量基因控制。育种涉及的产量、品质等性状都属于数量性状。”

　　盖钧镒作为大学教授，育种只是他一部分带有应用性质的工作。他另外一部分工作是数量性状的基础研究。他是我国著名的数量遗传学科学家。过去，就像他在1989年发表的论文里介绍的试验方法，科学家们是通过观察和测量大豆植株外表的各种数据，比如产量、含油量等从而了解大豆，推测基因如何控制数量性状。现在，大豆研究进入了分子时代。科学家可以直接对基因进行研究。盖钧镒说：“分子数量遗传学应用在育种里，它的做法是比如说后代产生了很大变异，我们要从中找到抗病性的后代，就运用分子技术辅助标记，把它选择出来的。”

　　大豆的分子研究，中国起步不算晚。2010年，大豆研究领域有一个划时代的进展，就是利用全基因组测序技术对大豆基因组进行研究。那一年，国际上发表了三篇重要的论文，一篇是美国科学家关于栽培大豆的全基因组测序。一篇是韩国科学家关于两份野生大豆的全基因组测序。第三篇是中国科学家林汉明联合华大集团，测序了31份栽培和野生大豆，阐明中国大豆的生物多样性。这个研究成果成为国际著名杂志《自然遗传学》的封面故事。林汉明是香港中文大学卓敏生命科学教授、农业生物技术国家重点实验室主任。

　　全基因组测序的好处是，“传统育种的话，父本和母本的选择是随机的。你看哪几个好，你选哪几个。有了全基因组测序技术，就能对种质资源里蕴含的基因资讯全面了解。它有利于总体资源的利用”。林汉明说，他在1997年左右，就想用全基因组测序的办法研究大豆，但当时的测序技术不成熟。“那时候要想做一个大豆全基因组测序，可能需要20年的时间。到了2007年左右，基因组学革命来了。在作物领域，水稻有点启动了全基因组测序的研究，大豆还没人做。”

　　林汉明想重拾这个研究，需要全球领先的全基因测序技术。他于是找到华大集团。华大集团本就是因为要参加“人类基因组计划”而创办的，承担了其中1%的测序工作。它一直致力于基因测序和分析技术的研究和应用。在做大豆基因组测序之前，华大集团已经独立完成了水稻基因组的工作框架序列图。华大集团华大生命科学研究院资深副院长刘心说：“2005年前后，高通量测序技术逐渐成熟起来。跟之前的测序技术相比，它的通量更高，也就是说每次产出的数据更多，测序的成本在降低。比如说美国在上世纪八九十年代就开始做人类基因组计划，它用上一代技术要花很长时间，用高通量测序技术的话，我们可以做更多个体的基因组研究。”

　　田志喜在对大豆基因进行的研究上，也几乎跟国际同步。他2007年获得中国科学院遗传所博士学位之后，在美国普渡大学做博士后。2010年，美国科学家所做的那个大豆基因组测序中，田志喜就参与了一部分的工作。田志喜说：“那个项目很重要，从那以后，大豆科研有了一个质的飞跃。我在美国还克隆了大豆里面一个重要性状的基因，就是长得高矮的基因。那个基因，大家找了好几十年。你可能定位到一个区间，但你不知道具体哪一个基因。有了基因组作为基础，就知道具体的基因情况了。”

　　2011年，田志喜回到中国科学院遗传发育所，继续开展大豆的研究。他和团队做了一个“中黄13”的全基因组测序项目。田志喜说：“在此之前，大豆研究的参考基因组都是美国的一个品种。但是，单一品种并不能完全代表所有大豆的遗传变异，特别是我们的亚洲品种和美国地理距离遥远，具有明显遗传变异。另外，限于当时的研究手段，那个基因组存在多处错误，影响了功能基因的定位挖掘。”他选择的“中黄13”是中国农科院自主培育的高产大豆品种，曾经获得过国家科技进步一等奖。这个基因组测序结果的发布，为中国大豆提升产量和精准育种提供了更好的参照。

　　中国科学家的研究，没有止步于单个大豆的基因组。田志喜说：“比如研究人类的性状，不管是研究高矮胖瘦还是黑白黄棕，要研究这些性状是为什么产生的，只测我自己的基因组而没有测其他人的基因组，那怎么比较呢？”为了更好地了解大豆，田志喜开展了大豆的“泛基因组”研究，并且他还利用数学图论，把传统的一维线性基因组改成二维网状。网状可以使基因组表现得更准确。这个研究发表在国际权威学术期刊Cell上，它被看作将引领全新的下一代基因组学研究思路和方法。同行专家评价这个研究是“基因组学的里程碑式工作”。

　　这些还不够。跟种质资源的规模相比，已经被全基因组测序的大豆实在是太少了。田志喜的办公室里，挂着“豆志昂扬”的巨幅书法作品。他特别有使命感，讲了好几次，设想等自己退休的时候，中国大豆的亩产能提高多少。除了“中黄13”的全基因组测序和泛基因组的研究，他搭了一个基础平台。田志喜说：“我老早就想做了，但从前技术各方面不成熟。后来，我把我们实验室那3000份种质资源和一些转录组做了全基因测序之后，都放了上去，相当于做了一个大豆数据库。”田志喜还把自己的研究方法也分享了出来。他说：“比如种质资源进行基因测序之后，怎么去研究基因克隆。中国大豆的缺口现在很大，就靠我们实验室二三十人那是不可能的。我们搭一个平台，大家都去齐发力，才有可能把这么大的事情解决了。”

　　盖钧镒创建的种质资源库跨越传统的性状研究和高通量测序技术两个时代，也需要进行分子层面上的信息梳理。2017年，国家大豆改良中心和深圳国家基因库、华大集团等单位共同发起了“大豆回家”公益专项计划。华大集团董事长汪建等项目组成员自筹1000万元科研经费，作为启动资金。刘心说：“盖院士很早就搜集了挺多大豆种质资源，它们非常宝贵。我们希望快速地把它们进行基因测序，拿到基因数据。这对大豆育种的后续工作有帮助。现在已经测完了一万多份。”

　　这些测序结果跟大豆的表型结合起来，科学家对大豆的研究更加深入。表型就是大豆可以观察出来的形态特征和生长条件，比如植株的高度、叶型，大豆种子的性状、颜色，大豆的产量、蛋白质含量、抗病性等等。刘心说：“我们做数据处理分析，盖院士的团队是表型上的专家。除了个别情况，一个表型往往不是一个基因决定，是几个基因共同来决定的。我们如果改变其中一个基因，大豆可能会提升一点，改变另外一个基因，它也会有一些提升。”

　　有了种质资源，并且对它们了解，下一步就是育种。中国的大豆种质资源丰富，新一代技术的基础研究方面也在国际顶刊发表论文。那么，为什么现在中国大豆的平均单产只有美国的55.9%呢？

　　南京农业大学是中国最早进行大豆科学育种的单位之一。20世纪20年代，王绶教授在金陵大学建立了第一个科学大豆育种计划。盖钧镒说：“大豆有适应地区，我们的越冬品种主要针对长江中下游。1952年，金陵大学、中央大学农学院合并成为南京农学院。马育华老师从美国回来为国服务，他就开始做大豆。我们从1955年开始，就有规模地选育品种。”

　　盖钧镒团队选育出了高产稳产大豆“南农47”，入选了农业农村部2024年农业主导品种，选育的“南农60”，在2022年的生产试验里，对比著名品种“中黄13”，增产7%。我问盖钧镒院士这两个品种的选育经过，他没觉得有什么特别要讲的。他说：“我们从50年代开始，就选育新品种了。这是一个长期的、不断的工作，就像车间生产一样。我们的车间就是田间。‘’期间不允许做试验，我把材料带到农场里去，继续做。1967年，我们选育出‘南农1138-2’，把它引到湖北每亩产量有300多斤。当时已经算是不错的产量。1978年的科学大会，这个品种还获了奖。”

　　80年代初，盖钧镒到美国访学时，中美大豆的单产差距并不大。1978年到1982年，美国和中国的大豆差值是926公斤/公顷，而2015年到2019年两国的差值已经到了1464公斤/公顷。盖钧镒说：“美国大豆研究中心用的技术跟咱们是一样的。”区别在于，中国是小农经济，美国是农业工业化。盖钧镒说：“美国鼓励创造，生产需要什么，就有人去研究什么。比如我80年代去的时候，美国就有了专门服务于育种的工厂。美国农场规模大，有那种坐在家里就可以种田的机器。我们甚至没有这个需求，用不上这个。”

　　美国和中国对大豆的定位是不同的。美国把大豆当作一种农业工业化的产品。盖钧镒说：“美国人发现了大豆的好处。特别是‘二战’期间，缺少油脂。大豆做的植物奶油解决了他们战争期间的问题。美国农业部专门雇了一批人做大豆研究，很早建了一个研究所。”在大豆上赚到钱，更有实力投入研发。刘心说：“我们2012年前后，跟美国有合作项目。出去开会，我感触深的地方是，美国很多育种公司直接在支持科研团队做研究。它的种子公司，比如孟山都非常有钱。种子公司也不是那种急功近利的，必须推出什么品种。你可以先做研究，我给你钱，只要你做的大方向跟我公司业务一致就可以。”

　　中国因为人多地少，从清朝初年，中国农业就以增加农产品数量作为首要目标。高产美洲作物玉米、山芋、土豆等就对大豆生产造成挤压。新中国成立之后，中国首先要为解决温饱奋斗。盖钧镒说：“我们强调以粮为纲，主要投入都在水稻、小麦和棉花上。”2006年，他写文章呼吁重视大豆研究时写道：“水稻目前全国约有2万以上不同层次的研究人员，大豆只有300到400人。大豆不是注定的低产作物，关键在于重视程度和人力物力投入。”

　　美国大豆与中国大豆拉开差距，外行人会很容易想到因为美国广泛种植转基因大豆。其实，差距不是通过某个转折点扩大的。盖钧镒说：“美国是在不断地投入。中国虽然90年代末已经解决了温饱问题，但政策是有惯性的，还是重视主粮。”在这些因素下，美国大豆单产增长超过中国。美国每年增长34公斤/公顷，中国每年增长16.9公斤/公顷。

　　田志喜2011年从美国回来的时候，美中两国大豆的差距就大多了。田志喜说：“第一个是对种质资源的系统评估。我们虽然也有种质资源，但从前系统评价的太少了。评价就是说把他们系统分类，高的也好，壮的也好，抗病也好，就相当于我们看运动员，总得各项指标都知道，才知道他哪项好。美国做得非常系统，它收集了全球的种质资源，每个种子什么特点都列了出来。美国农业部有一个网站，大家都能去查。我国各个单位也有种质资源库，但没有对每一份材料有那么清晰的评价。第二个是，植株的高矮、种子的大小等，到底是由哪些基因来控制的，大家不知道。美国以前虽然不知道，但已经定位到一个区间，比如基因组一共有20条染色体，虽不知道具体哪个基因，但知道在第六号染色体这个小区间里，大概有100个基因里的某一个可能是。第三步才是育种。美国前两项都比我们靠前，它的育种就比我们好。”

　　我们讲，中国人擅长确定一个目标进行举国攻关。但把提高产量作为大豆领域的主要矛盾，也有一个过程。大豆研究和育种的方向很多，比如研究油脂含量高、蛋白质含量高、抗病虫害等等。农民也不一定把高产大豆作为选种标准。农民喜欢大粒、外形饱满的大豆，它不一定高产。田志喜说：“种子大了之后，它们太沉，植株可能就倒了。植株倒了，成熟就不好，会影响单产。种子大了，它们不容易萌发，可能结的种子会少，也会影响单产。”目标在高油、高蛋白、外形饱满等方面，育种当中的对后代的选择就可能不一定导向产量提高。

　　所以，大豆科学家的研究点是不同的。林汉明是美国西北大学博士，在纽约大学做博士后研究员。他在1997年回到香港，选择了大豆为研究方向。他从前的讲座，是从大豆对环境可持续发展的益处开始的。田志喜在2011年回国时，最初兴趣点是做固氮的研究。他说：“咱们不是好多时候得施氮肥吗？大豆有一个生物固氮的过程，效果特别好。固氮是我们这个领域最没有突破的研究方向之一。如果能够借助大豆固氮的原理，让水稻、小麦、玉米也固氮，咱们就不用施那么多化肥了。”

　　大豆依赖进口会有后果，不是杞人忧天。2004年春夏，芝加哥期货交易所的大豆期货价格发生大幅度波动。在某些错误信息导向下，中国一些大豆企业在价格高峰期大量采购。在随后的价格剧烈回落中，因为无力支付货款或高成本带来的巨额亏损，国内压榨企业接近70%停产。这件事之后，盖钧镒写文章提道：“我国大豆如果完全依赖进口，就等于我国人民的植物油、蛋白质和畜牧、水产养殖业的营养安全完全依托于一个受美国控制而危机四伏的市场。”

　　美国大豆的育种，排除转基因等生物技术，目前也走在前面。大豆单产稳定在一个比较低的状态，其中一个原因是它没有经历过绿色革命。水稻、小麦、玉米都经历了矮秆化的绿色革命，单产大幅度提高。大豆不能矮秆化，它的豆荚是从上到下长在秆上的，秆变矮了，产量也就减少了。大豆的单产提升要想其他办法。田志喜说：“全世界现在都没有实现大豆的绿色革命。但是，美国通过株型改变，能让大豆一亩地上种得更密集。种得更密集，亩产就上去了。我们的品种现在种密集了之后，一是容易倒伏，另外叶子挡住底下见不到光或者营养跟不上，豆荚是空的。”

　　2019年，农业农村部宣布实施大豆振兴计划。提高大豆产量，成为中国大豆研究者和农业相关部门一个明确的攻关目标。“科豆35”项目就是在这前后启动的。田志喜说：“2018年，中国科学院里就把盐碱地种植大豆作为重点部署的项目。我们都没有做过盐碱地上的育种，尤其是筛品种还需要做些基础研究。我作为首席，得去承担。我就去做了。”

　　盐碱地上种大豆，让田志喜的种质资源库派上了用场。他杂交了非常多的后代，每年都去盐碱地里种几千份，从中筛选出表现好的。田志喜说：“长得好的，我还会再做杂交，不断循环，那会越来越好。”“科豆35”是在早期的群体里就存在的品种，四年前就筛了出来，但考察它的稳定性也用了几年时间。田志喜说：“种庄稼不能一年表现好，就是好。因为天气会变化。比如，有些材料是不抗高温的，第二年气温到了40摄氏度，它死掉了，对农民会造成巨大的损失。我们育种需要连续几年，各种环境都遇到了，它都很好才行。”

　　但是，走筛选这条路线，我们很难赶超美国的单产，因为没有美国那么大的体系。田志喜说：“未来，我们可能得依靠基础研究，然后高效率地育种。”依靠基础研究的高效率育种，指的是设计育种。田志喜说：“我们现在筛选出了耐盐碱的大豆材料，后面我们会反过来研究哪些基因参与了耐盐碱。我们可能在用基因改造的手段，在大豆上去进一步加强。”

　　林汉明与搭档甘肃省农业科学院旱地农业研究所研究员张国宏在甘肃也培育出了耐盐碱的品种。甘肃的生态条件复杂，降雨量常年无法满足农作物的需求，干旱、盐碱地多。他的办法是先找到耐盐基因，再去大豆里筛选携带耐盐基因的品种。林汉明说：“我选了分别耐盐和盐敏感的亲本杂交形成群体，为了丰富做后面的研究，一个亲本是栽培大豆，一个亲本是野生大豆。这个群体稳定下来之后，我就把这个群体的基因型搞了出来。它显示了什么区域能解释耐盐。我再从耐盐的区域里去找到这个基因。这个基因在有些大豆内是自身携带的，所以不需要转基因技术。我后面就去大豆里追踪它，发展耐盐大豆。”

　　扩大大豆的种植培养面积，还有另外一个途径，就是套作。林汉明在甘肃尝试过苹果树和大豆的套作。苹果树最多长到30年，果农就会换树，这就形成个空档期。林汉明说：“苹果树的幼苗需要7年时间才成果。这7年时间里，从前两行树之间为了保持水土，要种草。大豆有改善土壤的作用，果农喜欢的话就收一收豆子，不喜欢的话种大豆作为绿肥也可以。”林汉明和张国宏已经在不同的果园里进行试验，效果不错。

　　更大面积的套作试验，是玉米大豆带状复合种植。这是最近两年来，农业农村部正在推广的技术。它的办法是玉米种两行，大豆再种几行。跟全部种玉米相比，复合种植之后，玉米每一行种得密了，行距放宽了。盖钧镒说：“这么做的原理是利用这两种作物的生物学特点，玉米可以利用边行上的光能生长，大豆种在玉米下面，能够利用空间光能生长。大豆有一些韧性，种在玉米下面还能长，其他作物就不能长了。”

　　华大集团因为有领先的基因检测技术，刘心跟国际国内许多科研团队有合作。基因研究和育种，是两个专业。育种家看了论文，也不晓得怎么把基因用到他的品种上去，中间差了一座桥梁。这座桥梁，本身就是一个科学和技术难点。

　　让基因研究和育种能有连贯性和提高效率，得发展商业化育种。胡喜平是北大荒垦丰种业股份有限公司大豆研究院首席育种专家、黑龙江省B级人才、“十四五”农业农村部攻关项目执行专家组成员。2015年，他放弃了带有编制的事业单位工作，到垦丰种业组建了黑龙江第一支大豆商业化育种团队。放弃编制到企业去，在东北是一个很重要的决定。胡喜平说：“中国大豆种业要想发展，只靠公益型事业单位是不行的。我们一个单位8个人、10个人，怎么去跟外国种业大公司竞争。”

　　垦丰种业隶属于北大荒农垦集团。种业振兴，北大荒农垦集团作为中国最大的农业企业之一，先一步进行了探索。它采取了首席育种家制度，打破了科研单位育种课题组各自为战的育种模式，按照现代育种理念和流程配置岗位科学家、助理等人员。

　　胡喜平从事大豆育种工作接近30年了。他曾经上过一部纪录片，在片子里，他做授粉时得戴着老花镜。说起大豆的发展来，他却还是劲头十足。他说：“跨国种业集团，育种技术和生物技术都领先我们，相当于两条腿走路。我们事业单位里，从前多数都是搞常规育种的，现在需要生物技术了，半途学了生物技术，相当于一条半腿走路。做生物技术基础研究的，又想去做常规育种，也相当于一条半腿走路。那么，中国的大豆科研工作者与外国比多数就像一个残障人士与一个正常人赛跑，越跑相差越远。”

　　垦丰种业探索商业化育种，不仅仅为了响应号召，它能实现商业上的正向循环。跟全国很多地区因为农民老龄化、农业规模化困难，种粮食不赚钱不同。北大荒土壤肥沃，有大片的河谷平原。这里是我国耕地规模最大、现代化程度最高、综合生产能力最强的粮食基地。北大荒主要农作物的耕种收综合机械化水平稳定在99.7%以上，粮食综合单产与美英德法等国同属于世界粮食单产第一阵营。北大荒农垦还有几十万职业农民，他们的农业技术是专业的。

　　种粮食能赚到钱，种子就容易商业化。胡喜平说：“我在事业单位做科研的时候，资金匮乏，有一年我个人垫了25万元实验经费。垦丰种业从经营玉米种子当中赚到了钱。它有钱之后就考虑长期的发展。拿出卖种子的钱考虑玉米育种和大豆育种的研发。”胡喜平到了垦丰种业，育种的前提不是发论文，而是市场。“说大豆效益低，不如玉米，因为品种产量低。我去国营农场里做调研，他们讲大豆亩产如果达到180公斤，就能挣回本钱。那么我如果能育种亩产超过这个数字，多出来的大豆，农民就赚了。如果产量达到200公斤以上，再加上国家对大豆的补贴。农民种大豆的效益是比种玉米还好的。”胡喜平说。

　　胡喜平最新培育的一个优秀品种是“农垦3092”，去年获得了全国“金豆王”称号。它就完全是商业角度去设计的。胡喜平说：“我当时设计的时候，针对的是黑龙江区域的种植培养面积广泛的大品种比较少。当时大品种里最好的是‘黑河43’，它的种植面积是全国第一大品种。这会带来一些问题，一个品种种植面积太大，增产有限，也会影响周围的病态去向这个品种集中。如果是多品种种植的话，抗性就会好一些。我们对照‘黑河43’设计，从细胞质、细胞核、品质、产量等数据开始研究，选了几个优秀的亲本，集中育种。这个品种从一开始试验，表现得就特别突出。黑龙江省平均产量是130公斤/亩，北部地区能够达到200公斤/亩，就是瓶颈了。‘农垦3092’在试验阶段屡屡突破280公斤。到了2021年，它突破了302公斤。”

　　这一个数字远超过农民收回成本的180公斤/亩，农民愿意为它付高价。胡喜平说：“它的产量让农民当时都疯狂了。这个种子卖到10元/斤，都一粒难求。今年这个种子我们卖5.3元/斤，普通种子的价格是3.54元/斤，农民抢着要。这个种子产量高、品质高、抗病、商品性好，它这些表现都比老品种突出。农民就认为这个投资是值得的。”