①2022年10月14日，在河南商水县全国宜机收芝麻新品种与全程机械化生产技术示范机收现场。

　　10月28日，站在新疆巴音郭楞蒙古自治州哈拉玉宫乡的抗落粒宜机收芝麻新品种高产示范田里，国家特色油料产业技术体系首席科学家、河南省农业科学院（以下简称河南省农科院）芝麻研究中心主任张海洋抖动着成熟的芝麻茎秆，向《中国科学报》介绍“豫芝ND837”“豫芝619”芝麻新品种的特殊之处。

　　“我们通过十几年的研发，创制选育出了抗落粒品种。芝麻成熟后，蒴果开裂，籽粒仍着生在心皮上不掉落，不怕风刮、雨淋、晃动，完全解决了芝麻‘一熟就炸’‘ 一碰就落’，以及不适于机收的难题。有了抗落粒的品种，就能轻松实现芝麻收割全程机械化。抗落粒宜机收新品种的选育成功，大大推进了芝麻生产的发展。从此告别了原来的镰刀收割、人工打捆、晾晒、脱粒过程，联合收割机可以像收小麦一样让芝麻颗粒归仓。”

　　在他的身后，经过简单调整后的联合收割机每亩仅用6分钟，就完成了收割、脱粒、分离、清选和集粒，机收损失率低于5%，籽粒含杂率低于1%。在油料作物生产中，芝麻率先实现了高效联合机械收割。

　　10月30日，刚刚收割了巴州的芝麻，联合收割机又转战上千公里来到博尔塔拉蒙古自治州。那里有让张海洋牵挂的另外一片芝麻试验田。

　　天山以北，新疆博尔塔拉蒙古自治州精河县托里镇的种植大户李自建种植的180亩“豫芝619”“豫芝620”同样到了收割时节，记者随技术指导人员一起赶赴收割现场。当记者踏上这片芝麻田时，看到地里地外一点脚印也没留下——芝麻实实在在地长在戈壁滩上，鸡蛋大的鹅卵石随处可以挖出来，照农业专家的说法就是“一点肥力都没有”。

　　不过，这片芝麻田的主人李自建却觉得自身守着的不是一片贫瘠土地，而是一片“富裕田”。对比自家的棉花、高粱等作物，他种植的宜机收芝麻品种，投入少、售价高，产量逐年提高，在这片以棉花为主要农作物的农田里，显得“鹤立鸡群”。据现场的芝麻专家推测，今年芝麻单产水平大大超出了中等水准，亩产能达到200多公斤，丰收已成定局。

　　李自建在当地是有名的种植能手，有丰富的实操经验，“豫芝620”在2022年的亩产纪录就在这里诞生。与记者一同前来收割现场的两位芝麻专家要赶在收割前一天收集10多份比较有代表性的芝麻单株。

　　“水分不足9%就可以收了。邻近的棉花地蚜虫太重，明年要注意虫害防控，要不然危害芝麻田会影响产量。”在往返的路上，芝麻专家与种植大户围绕如何种芝麻激烈交锋，这不是简单的教授与学习，而是探讨和争论。芝麻专家要弥合种植理念上的分歧，李自建也试图用自己的经验说服对方，展示自己对宜机收新品种的理解。

　　“豫芝610”“豫芝ND837”“豫芝619”“豫芝620”都是河南省农科院芝麻研究中心近两年刚刚研制的明星产品，这些品种无一例外都具有抗落粒、宜机收的优异性状，并且“各怀绝技”，在祖国大江南北大显身手。“豫芝619”拥有蒴果整齐、成熟后籽粒不脱落、抗枯萎病等优点；“豫芝620”则蒴果密集、抗落粒，并具有短节间耐密植、抗倒伏特点，有利于机械化收割。

　　从天山南北到黄淮流域，从东北黑土地到海南南繁中心遍布新品种，“抗落粒、宜机收”这6个字意味着我国告别了几千年来芝麻的固定耕种习惯，一跃成为为数不多的可以全程机械化作业的油料作物，这对于降低劳动力成本、提升芝麻作物竞争力具有深远影响。

　　宜机收芝麻品种的问世为实现我国芝麻品种更新换代和芝麻全程机械化生产提供了必备品种。张海洋表示，这是团队响应中央一号文件精神，加大扩种大豆油料作物的成果。

　　今年，国家特色油料产业技术体系推进了抗落粒宜机收芝麻新品种新技术应用，借助全国芝麻良种联合攻关项目，使主产区芝麻种植培养面积显著扩大。宜机收芝麻新品种新技术声名远播，还受到了国外科研机构和贸易公司的关注。

　　北方吃涮羊肉蘸着的喷香芝麻酱，连同川渝地区吃火锅蘸料香油，这两种调料的主要成分都是芝麻。芝麻拥有“八谷之冠”的美誉，是一种优质的油料作物和特色农产品。芝麻含油量55%左右，不饱和脂肪酸含量约85%，蛋白质含量约20%，粗纤维含量约为10%，富含钙、维生素B5等物质，重要的是，芝麻还富有丰富的木酚素等抗氧化物质，具有降低胆固醇、消炎、调节血脂等作用。

　　仙家自有胡麻饭，年年有余芝麻香。从古至今，芝麻产能极为受限。传统芝麻种植多为手工操作，难以大规模生产，较高的营养价值和低效的产能形成落差，一方面让人们对美味的芝麻“欲罢不能”，另一方面则在田地里“望而却步”。其中缘由是芝麻落粒损失大、机械收割困难，成熟时蒴果一碰就炸，向四周弹射，但凡籽粒掉进土里就没办法回收，这样的情况几千年来没有改变。

　　虽然有着单价高、化肥用量小、耐旱抗逆等优势，但是综合起来算经济账，种植户选择芝麻意愿不强烈，劳动力成本慢慢的升高、种植培养面积持续减少、机械化程度低成为制约世界芝麻种植的最重要因素。

　　张海洋介绍说，我国目前每年芝麻需求量是180万吨，国产仅65万吨，其余全部依赖进口，对外依存度比较高。

　　由于进口量过大，难免有质量不一的国外产品进入市场，无论是口感还是外观，比国产芝麻都要略逊一筹，但国内芝麻的生产又远远跟不上消费者的需求。

　　得益于扎实的科研成果，我国的芝麻单产水平是世界平均单产的3~4倍，但种植培养面积只位列全世界第五，居于苏丹、印度、缅甸、坦桑尼亚之后。芝麻制品的多元化和老百姓对于健康食品的追求越来越强烈，芝麻的供应缺口越来越大。

　　芝麻是典型的发展中国家种植、高收入国家消费的农作物。因其机收困难、产量难以提高被发达国家放弃。发展中国家种植培养面积大、人力成本低，常规品种改良难度大、科研进展缓慢，没有上升空间。从2000年开始，我国包括湖北、河南、安徽、江西4个主产省在内的芝麻种植培养面积长期处在萎缩状态，到2017年，种植培养面积不足2000年的1/3，2018年之后才开始有所回升。

　　在种植面积、单产水平就没有提高的条件下，选育宜机收品种、解决机械化生产问题是发展芝麻生产的最佳出路。

　　在国家特色油料产业技术体系诞生之前，我国的芝麻科研其实到了很艰难的地步，芝麻种植培养面积慢慢的变少，从事芝麻研究的科学家获得的经费极其有限，团队维持生存都成了问题，有的科研人员被迫转行，芝麻产业技术发展严重受限。那时各省份单块的芝麻田最多就几十亩，还连不成片，和现在的千亩规模无法相提并论，而且那时亩产产量在70公斤左右，技术差、产量少、风险大，形成了恶性循环。

　　2008年，国家芝麻油料产业技术体系开始运行，随后，芝麻、胡麻、向日葵3个体系重组合并，建设依托单位为河南省农科院。在现代农业产业技术体系的统筹下，全国芝麻研究团队进入了更高效、更有战斗力的加快速度进行发展中。国家特色油料产业技术体系中首席科学家总览全局，34个岗位科学家和27个综合试验站遍布全国各地，围绕国家粮油供给安全重大需求，凝练出特色油料体系的研发核心任务。从种质鉴定创制到信息产业技术分析、从品种选育到产品研制、从农田到餐桌，国家特色油料产业技术体系专家团队扛起了我国芝麻产业发展壮大的重担。

　　在首席团队10多年的研发基础上，芝麻优异种质创制技术体系加快构建，创制出一批新种质，选育出突破性优异新品种，并稳定了我国河南、安徽、湖北、江西等传统产区芝麻种植培养面积，扩大了西北、东北、华北以及沿海盐碱地等新兴产区的种植面积。

　　2021年，抗落粒宜机收芝麻新品种率先在河南、安徽、湖北等主产区示范生产，全程采用机械化生产技术，单产突破150公斤，较普通田增产30%以上，在新疆产区单产突破200公斤，机收损失率低于5%，颠覆了芝麻的传统生产模式。2023年抗落粒品种“豫芝NS610”被农业农村部定为唯一的芝麻主推品种。

　　在选育新品种的同时，芝麻机械化种植、收获等栽培技术探讨研究也在同步进行。从以种植定机械到以机械定栽培管理技术，科研思路的转变使得农机农艺配套技术进展迅速。播种机械的改进，能节约2/3的用种量，并实现一播全苗。同时在栽培技术上，创造出了“麦后铁茬免耕精量播种”“膜下滴灌宽窄行”“起垄带状种植”等多种模式。包括精量播种、高效肥水管理、病虫害绿色防控、联合机收在内的所有的环节，机械的运用和轻简化栽培模式的应用，使得芝麻的每亩成本降低300元。

　　农业农村部经济研究中心张雯丽表示，从经济和产业高质量发展角度看，国家特色油料产业技术体系专家在品种上的重大突破、机械研发上的逐步完善，对芝麻产业高质量发展意义重大。芝麻全程机械化的实现，可以有明显效果地扩大规模效应，进而提升我国芝麻生产的竞争力。

　　国产芝麻的“基本盘”稳住了，并且实现了快速的提升，新品种新技术对外输出也在齐头并进。

　　“十二五”以来，国家特色油料产业技术体系先后与美国、印度、日本、肯尼亚、苏丹、埃塞俄比亚等22个国家建立了芝麻科研合作与交流关系，实施了共性技术联合攻关、优势技术输出等工程，签订国际合作协议10余份、合作意向备忘录2份，培养国际科研人才10人，为推进我国“一带一路”农业发展发挥了非消极作用，逐步提升了我国芝麻学科的国际影响力。

　　在芝麻种植培养面积第一大国苏丹建立了国际芝麻科研与生产基地，筛选出适于苏丹等非洲主产国种植的芝麻新品系2个，品种品质优良、稳产性强，栽培技术机械化程度高，在示范应用成功后，进一步带动了当地芝麻生产和油脂加工业的发展，新品种新技术对外输出成效显著。

　　与芝麻有关的两种美好寓意“芝麻开花节节高”和“芝麻开门”，实际上都给芝麻机械化生产带来了困难。“节节高”意味着无限花序，只要温度光照条件允许，芝麻就会不断开花、结果，导致植株上下蒴果、籽粒成熟度不一致，下部蒴果开裂，上部还在开花，无法机械收割，无限花序也造成茎秆过高、易倒伏，不利于收获。“芝麻开门”意味着蒴果成熟后会自然炸裂，籽粒崩出掉落影响产能。

　　科研人员想要培育的“芝麻开花节节高而不倒”“芝麻开门不落粒”品种，大自然中并不存在。他们翻遍了我国拥有的上万份种质资源，也找不到一株。

　　终于在2009年，河南省农科院芝麻研究中心通过化学诱变技术创制出短节耐密植、花序有限等突变体，进而于2012年创制出了抗落粒芝麻突变体，首次在整个世界实现了“从0到1”的突破。

　　化学诱变技术是成熟的种质创制技术，看似简单，但是要创制出短节矮化、抗落粒等突变体，需要耗费大量的人力和时间。2007年以来，团队先后处理观察了120多万份突变体植株，才获得了重要的突破性新种质。

　　“有了这些基础材料，就等于大厦有了地基。我们大家可以把抗落粒性状与高产、短节密蒴、高油酸、抗病耐渍等各种优秀的性状聚合起来。10多年来，我们成功选育出了世界首个花序有限、短节耐密植、抗落粒、高油酸等突破性新品种。不仅如此，团队还加快了分子育种研发技术步伐，为推动芝麻遗传育种研究进程奠定了技术基础。”河南省农科院芝麻研究中心研究员、遗传育种研究专家苗红梅介绍，“放在以前，在几千个样本里找到带有目标性状的材料，需要耗费很多人力和物力，正因为芝麻分子育种技术的成熟和扎实的基础研究，我们采用抗落粒基因标记，用3~5年时间就选育出新的抗落粒品种。”

　　2009年，我国科学家发表了世界第一个黄瓜基因组图谱的重要论文，引发了整个团队深入思考——不能再慢吞吞地从分子标记筛选、开发做起，要一步到位尽快构建芝麻基因组图谱。2010年张海洋组织全国芝麻主要科研力量，成立了芝麻基因组研究小组，与南开大学等高校开展合作。

　　苗红梅和记者说，2013年，他们在《基因组生物学》率先发表了芝麻栽培种基因组图谱的论文，但觉得不够。限于当时的技术条件，工作进展极为缓慢，经过不懈努力，研究团队把13条染色体和13个DNA（脱氧核糖核酸）大分子的一一对应关系确定下来，用时4年。图谱就像一幅长江流域图，哪里有码头、哪里有桥梁，标记得一清二楚。

　　而这关键一步为后来发掘一批基因、分子标记奠定了基础。随后，团队借助构建的首个芝麻栽培种超高密度SNP（单核苷酸多态性）遗传图谱和BAC-FISH细胞物理图谱，成功绘制出与13条染色体对应的基因组精细图，发掘出大量与芝麻产量、品质等重要性状显著相关的基因新位点。

　　2023年10月2日，团队在《植物通讯》上在线公布了染色体水平的芝麻栽培种和6个野生种的基因组精细图，为加快芝麻分子育种进程提供了重要基因组信息。

　　短短十几年间，芝麻研究中心收集国内外芝麻资源3836份，使我国芝麻种质资源库容增加1/3。首次创建了芝麻种间远缘杂交、化学诱变、遗传转化等种质创制技术体系，创制出有限花序、短节密蒴、高产优质、抗裂蒴、抗病耐渍等一批育种急需的突破性新种质，丰富了优异基因资源库；发掘出与芝麻产量、品质等重要性状显著相关的主效QTLs（数量性状位点）/基因位点138个，克隆出与花序有限等重要性状相关的功能基因35个，发明了与之紧密连锁的分子标记173个；发现与芝麻品质、抗病等重要性状相关的优异基因群12个，提出以优异基因群为育种元件开展优异基因聚合的观点，创建了复合杂交与分子标记选择相结合的育种技术体系，明显提高了对复杂性状选择的准确性和效率，育种周期缩短2~3年。

　　在高效育种技术体系支撑下，团队培育出的突破性芝麻新品种达到 19个。2023年采用高效精准鉴定与分子育种技术，抗落粒家族又新增突破性芝麻新品系，包括高产、节短、抗落粒“豫芝621”，短节、抗病、抗落粒“豫芝625”，高油酸、抗落粒“豫芝996”，高油酸、抗落粒、黑粒“豫芝998”。

　　近5年来，突破性新品种新技术推广面积占全国芝麻面积的35%以上，提升了我国芝麻品种的稳产性、专用性和机械化程度，获得了显著的社会经济效益。

　　今年春节期间，科研人员从海南南繁基地运回郑州的一些重要材料急需晾晒、分析，张海洋把家里的地暖打开，将种质材料铺满了整个房子，每天不停地整理晾晒来之不易的种质资源和育种材料。

　　在开展科学试验的同时，国家特色油料产业技术体系科学家经常与芝麻种植大户打交道。一节沉闷的科普课后，没有一个举手提问的，苗红梅就反向提问：“你们去年芝麻的产量是多少？卖了多少钱？使用的品种怎么样？”话匣子打开了，种植户纷纷讲起了自己的种植困惑和畅想。

　　技术渐渐走向海外，在苏丹农科院的协助下，我国科研人员深入苏丹教授芝麻种植栽培技术，先给当地翻译说明白，再由翻译讲给当地农民，让他们学会了先进种植技术。而来自中国的芝麻种子成为当地最受喜爱的品种。

　　深入生产一线、着力解决产业技术问题的岗位科学家在整个体系中很常见，他们参与到高产试验示范的每一个环节。包括首席科学家在内，所有的岗位科学家和综合试验站站长都倾力开展产业技术服务，上可以对接政府，提供产业咨询，下可以直奔田间地头对接种植户，解决生产技术问题。整个体系团结协作，考察实际贡献，团队承担的任务和考核指标不是机械的，不以论文多少、选育品种多少为标准，而是落脚在具体解决了哪些生产技术问题，以提升产业效益多少为考量。

　　“十一五”以来，张海洋带出了一个具有国际竞争力的芝麻科研团队，主持实施了产业共性技术联合攻关，解决了多项关键产业技术难题。先后获国家技术发明奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖2项，获河南省技术发明奖一等奖1项、河南省科技进步奖一等奖2项。

　　培育抗落粒宜机收芝麻新品种犹如黑夜里寻找光，凭借的是产业技术探讨研究的厚积薄发，是科研团队的精诚合作和长期坚守。科学技术创新改变了几千年来的传统手工生产方式，实现了从人工收获到机械化联合机收的转变。国家特色油料技术体系是我国从芝麻生产大国到芝麻生产强国最重要的保障，相信随科学家的不断努力，芝麻产业将得到蓬勃发展。

　　河南省农业科学院研究中心是全国芝麻学科建设和科研工作牵头单位，国家特色油料产业技术研发中心、国家油料作物改良中心芝麻分中心建设依托单位，专一从事芝麻种质资源鉴定评价与创制、重要性状遗传解析与组学研究、育种技术与新品种选育、病害防控基础、栽培生理、品质与营养等研究。

　　2007 年以来，创建了芝麻远缘杂交、理化诱变、转基因及基因编辑技术体系，创制出了花序有限、短节密蒴、高油酸、抗落粒、抗病等一批自然界没有的优异新种质，培育出世界首批抗落粒宜机收芝麻新品种，从根本上破解了传统芝麻品种“一熟就炸”“一碰就落”，以及不适于机收的技术难题，推动芝麻生产迈向全程机械化种植时代。

　　首次提出亩产 200 公斤以上的栽培理论和技术体系，建立了芝麻全程机械化种植模式和 高产栽培技术体系，创造了亩产 270.4 公斤的世界单产最高纪录。主持完成了芝麻基因组计划，绘 制出染色体级别的芝麻栽培种和 6 个野生种基因组精 细 图 ，克 隆 了 与 产 量 、品 质、抗 性 等 重要性状相关的基因 35 个；建立了芝麻分子育种技术，选育芝麻新品种 37 个，授权国际发明专利 2 项、国家技术发明专 利26 项，获国家技术发明奖二等奖 1 项、国家科技进步奖二等奖 2 项等。