张海洋：攻克世界性难题！把“小芝麻”做成“大产业”

【“科协十一大”精神学习进行时】

今年7月，国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会在北京隆重召开。习近平总书记出席并发表重要讲话，为做好新时代新征程科技工作和科协工作进一步指明了方向、提供了重要遵循。

河南省农业科学院芝麻研究中心主任、河南农业大学教授张海洋带领团队用三十余年，推动我国芝麻单产和机械化生产水平显著提升，创下全球芝麻单产最高纪录。本期“对话”，我们走进第四届全国创新争先奖状获奖者张海洋的科研生涯，看他如何以一粒小芝麻走出创新争先之路，用科技守护国家油料安全。

人物简介

张海洋，河南省农业科学院芝麻研究中心主任，河南农业大学教授，中原学者，国家特色油料产业技术体系首任首席科学家，农业农村部特色油料专家指导组组长，中国作物学会油料专业委员会副主任，国家特色油料学科带头人。

以下是张海洋特别为中国科协之声讲述的他的故事。

持续攻关，破解芝麻机收世界难题

中国是世界最大的芝麻消费国，也是主产国之一。上世纪八九十年代，我国改革开放初期，国家急需外汇，而芝麻是重要的出口创汇农产品，在国际贸易中具有重要地位。但是，当时我国芝麻单产还很低，亩产仅50公斤，且存在产量低而不稳，只能依赖人工收获等难题。

1993年，我从南京农业大学博士毕业，回到家乡河南省农业科学院工作。我原先是研究棉花的，面对这些需要，我及时把研究方向转向芝麻遗传育种，从此与小小芝麻结下不解之缘，这一干就是三十多年。

芝麻起源于非洲，耐旱怕涝，抗病耐渍性较差，一旦遭遇连续阴雨和涝害，病害大发生，芝麻就大幅减产甚至绝收。为了打破“靠天吃饭”的魔咒，我们团队耗时十余年持续攻关，创建了种间远缘杂交技术体系，将野生芝麻的抗病耐渍优良基因导入栽培种，成功培育出郑芝98N09等一批抗病高产稳产新品种，综合抗性由中抗提升到高抗，解决了产量低而不稳的问题。育成品种在全国累计推广4600多万亩，显著提升了我国芝麻的产能。

张海洋在示范区测产。

本世纪初，芝麻加工业迫切需要优质原料，但因优质种质匮乏，品质育种进展缓慢，生产上缺乏专用品种。我们团队通过理化诱变创制出高油、高蛋白、高油酸等一批优异新种质，培育出豫芝11号等优质专用新品种，品质综合评价位居世界首位。育成的优质品种在全国累计推广2100多万亩，成为我国芝麻出口创汇的主导品种，国产芝麻在国际市场上挺直了腰杆，“中国味”香飘海外。

但这远远不够。真正的“翻身仗”，是从基因组研究开始的。过去育种靠经验，通过两个或多个亲本杂交，从大规模后代中通过多年观察凭经验选育品种，效率低，精准度差，能否选出好品种存在很大的偶然性。而基因组研究则为育种提供了一张“地图”，它能告诉我们哪些是关键基因，能控制产量、品质等重要性状，可以有目的地将多个优异基因聚合，快速培育新品种。

2007年，我和团队开始构想开展芝麻基因组研究。当时，全球此方向研究者寥寥，经费紧张、人员短缺。但我们认准一个理：要想从源头上搞清楚芝麻的产量、品质、抗病、抗逆等是怎么形成的，就必须把基因组图谱绘制出来。

2010年，我们全面启动了芝麻基因组计划。经过三年攻关，2013年发表了全球首篇芝麻栽培种基因组图谱，一举填补了芝麻基因组研究的空白。进而又绘制出6个芝麻野生种基因组图谱，构建了国际芝麻核心种质基因组数据库，揭示了芝麻起源与演化规律，系统解析了芝麻产量、品质、抗病性、抗逆性等关键性状的遗传机制，为后续分子设计育种、AI育种奠定了理论基础。也是从那以后，我国芝麻遗传育种研究领先世界同行。

有了这张“导航图”，我们又把精力集中到解决传统芝麻品种，“一熟就炸”“一碰就落”、不适于联合机收这一世界性难题上来。我们尝试过很多办法，用过化学试剂喷施使其不落粒，行不通；也曾培育出成熟时蒴果不开裂的品系，但机收时籽粒难以脱出，不能应用于生产。

2012年，我们基于对芝麻基因组演化特性的研究，通过理化诱变创制出世界第一个抗落粒突变体12M07。该材料田间成熟干燥后，蒴果开裂，但籽粒不掉落，抗落粒性状稳定、可遗传。之后又经过十多年的改良，直到2021年才成功培育出世界首个抗落粒、宜机收芝麻新品种，彻底解决了芝麻成熟时落粒、不宜机收的世界性难题，实现从播种到收获的全程机械化。

芝麻虽小，产业很大。当前，大众对芝麻产品的需求日益增长，尽管我国芝麻产能不断提高，但市场缺口依然很大，对外依存度高。据统计，中国是全球最大的芝麻进口国，近年来年均进口量为100万吨左右。现实的需求，让我们科研攻关不敢有丝毫懈怠，必须培育出更高产、更优质、更适宜机械化收获的新品种，持续缩小供需缺口，把中国人的“油瓶子”牢牢握在自己手中。

近年来，我们团队又将短节密蒴、抗病耐渍等优异基因与抗落粒聚合在一起，培育出一批高产稳产、宜机收芝麻新品种，实现了芝麻联合机收，机收损失率小于5%，降低生产成本40%。矮秆宜机收新品种豫芝620在新疆创下亩产270.4公斤的世界芝麻单产最高纪录。豫芝NS610和豫芝ND837被农业农村部列为主导品种，正在引领我国芝麻品种第四次更新换代。

技术领跑的同时，坚持开放共享。我们牵头组建了国际芝麻产业联合体，积极推动农业科研成果“走出去”，与33个芝麻主产国先后建立了科研合作关系。如今，埃塞俄比亚、尼日利亚等“一带一路”共建国家，纷纷主动引进我们的宜机收芝麻新品种及机械化高效种植技术与设备。我们输出技术经验、开展专业指导，助力海外产区提质增收，让中国农业科技成果惠及世界。

扎根民生，新品种新技术累计推广7800多万亩

我是土生土长的河南人。河南是我国芝麻第一生产大省，面积和总产量占全国的三分之一。从小看着父老乡亲们种芝麻、收芝麻，我深知其中的辛苦。过去种芝麻，全程依靠人工，经过播种、除草、收割，打捆、晾晒、脱粒等繁琐工序，劳动强度极大。从事农业科研，不能只在实验室里写论文，要把科技成果应用到生产实际，解决农民的难处、产业的短板，这是我扎根芝麻科研一线、坚持深耕的最大动力。

张海洋在实验室指导研究工作。

针对劳动力短缺、人工成本攀升的现状，我们一方面持续提升新品种的产量、品质、抗性以及全程机械化生产技术水平，另一方面通过高产示范、技术培训，以点带面，快速推广。到目前，新品种新技术已累计推广7800多万亩，占全国芝麻面积的37%。特别是，农户们用上了我们培育的抗落粒品种，可以像收小麦一样，坐在收割机上“颗粒归仓”，纷纷夸赞说抗落粒芝麻是实现丰产丰收的“铁杆芝麻”。

但新品种新技术的大面积推广应用，从来不是一蹴而就。记得抗落粒品种刚推广时，难度很大。村里七八十岁的老把式根本不信，他们说：“我种了一辈子芝麻，哪见过不落粒的？”我们就把他们拉到试验田，亲手敲、亲眼瞧。当他们看到成熟的芝麻蒴果完好无损，而旁边的普通品种已经炸开掉粒时，他们才服气了。

像这样的故事太多了。为了让群众用上好品种好技术，我和团队成员常年在生产一线开展示范基地建设，扎根田间地头，邀请农户走进试验田实地观摩、亲手验证，用真实的长势、实打实的收成打破固有认知。现在，小小的芝麻，已然成为带动农户增收、助力乡村振兴的特色支柱产业。

宜机收芝麻品种的选育和推广应用，让芝麻实现机械化收获。

截至2025年，全国机收芝麻品种已占全国种植面积的三分之一，推广速度不断加快，面积不断扩大。

每当看到田野里成片丰收的芝麻，农民坐着农机在田间作业、脸上洋溢着笑容时，我更加笃定：农业科研最大的价值，就是扎根大地、解决真问题、服务民生、惠及老百姓。

薪火相传，守护国家油料安全

深耕农业科研，我最深的体会是：种业创新没有捷径，更没有速成，坚持就是胜利。

农业科研虽然不像工厂流水线，白天黑夜都能干。但是，我们也可以通过加代繁育，借助分子手段，节省时间，提升效率。目前，通过河南一季、海南加种两季，一年三个生育周期，虽然我们工作更忙碌，但是可以更快地实现性状改良和品种选育。

张海洋在三亚南繁基地观察芝麻开花结蒴情况。

热爱是最好的动力。持续沉淀，方能突破瓶颈、做出成果。这三十年来，我们团队几乎没完整地休过周末。脑子里想的都是芝麻：怎么让它更高产？怎么让它更抗病？怎么让机器能收？不是因为谁强迫我们去干，是因为我们要跟时间赛跑，想尽快为老百姓提供更好的品种和技术，解决生产技术难题。

现在，芝麻落粒的难题解决了，但还有其他“硬骨头”摆在我们面前。比如芝麻苗期生长慢，杂草长得比它还快，现有品种抗除草剂差，杂草防控难，人工投入成本高。如果能培育出抗除草剂的品种，农民一喷药，草死苗壮，产量就能再上一个台阶。这是我正在带着年轻一代攻克的课题。

面向2035年建成科技强国的目标，我和团队的规划很明确：“十五五”重点攻克芝麻苗期杂草防控难题，持续选育更高产、更优质、更适配全程机械化的新品种，不断完善配套栽培技术体系，持续巩固我国芝麻科研的国际领先地位。

令我欣慰的是，目前我们在突破性种质创制、基因组育种、基因编辑等技术创新方面取得了新突破，已组建了一支具有国际竞争力的芝麻遗传育种科研团队，我常对团队里的年轻人说：重大攻关的成功，从来不是靠一个人、一个团队，甚至不是一代人能完成的。前辈们传给我们的精神，就是“持之以恒、不怕苦、不怕累，围绕一个方向持续攻关”，这需要一代代人坚守。

科研不能唯论文、唯奖项，必须立足国家战略、紧扣产业需求。芝麻虽小，却承载着端牢“油瓶子”的大梦想。我们的理想是，加强原始性创新，解决重大技术问题，巩固我国芝麻生产技术国际领先地位，快速推动提质增效、产能提升，生产出更多更好的芝麻原料，为筑牢我国优质油料安全供给做出新的贡献。

从2022年获评河南省“最美科技工作者”，到2026年荣获全国创新争先奖，这是对我和团队多年深耕一线、聚力芝麻产业攻关的肯定，更是对我们坚守农业科研、服务国家油料安全和农民增收的最好激励。

一粒小芝麻，承载大担当。三十余年深耕不辍、创新争先，扎根一线，无怨无悔。未来，我将继续带领团队深耕芝麻遗传育种，潜心攻关、接续奋斗，以科创之力赋能产业升级、助力乡村振兴，用一粒种子的创新，守护国家粮油安全的底线。