【南方+】農科新故事丨一粒稻米的傳承
“中國是世界上第一個把雜種優勢應用到水稻生產的國家,先進的雜交稻技術,是中國30多年來提高水稻產量的一大秘訣。”近日,《大國根基》紀錄片熱播,“雜交稻之父”袁隆平向眾人展示了一粒稻米的強大力量。中國水稻不僅有家喻戶曉的雜交育種,還有矮化育種、優質工程、綠色栽培……在此當中,“中國稻作學之父”丁穎、“半矮稈水稻之父”黃耀祥,以及許許多多潛心鑽研的水稻專家們,都帶來了不可估量的貢獻。讓我們走進必威betways 水稻研究所,一睹中國水稻的崛起史,感受一代代水稻人不朽的精神傳承。
稻作奠基:“中國稻作學之父”丁穎
丁穎作為中國農科院、廣東省農科院、華南農學院三個地方的開山鼻祖,為中國水稻帶來了許多“第一次”,為水稻事業奠定基礎,當之無愧地被學界稱為“中國稻作學之父”。
1926年,廣州郊區犀牛路末端。
一名叫丁穎的科學家在水塘裏發現一株野生水稻,如獲至寶。他將它命名為“犀牛尾”,腦海裏有了一個偉大的設想——如果能將這株野生稻的優良基因轉移到栽培稻上,這對品種的改良非常有利!
這個設想在7年後得以實現。1933年,新品種“中山1號”騰空出世,這是世界範圍內第一個開創用野生稻與栽培稻雜交,並成功將野生稻抵抗惡劣環境的優異基因轉移到栽培稻上的例子。
從零到一,從一到多。在日本學農歸來的丁穎,利用“中山1號”進而培育出一批品種——中山占、中山紅、中山白、包選2號、包胎矮……,這些華南本土品種推廣時間超過60年,累計推廣麵積達1.24億畝。
與此同時,丁穎的創新思路不斷開闊,成果不斷湧現。
丁穎將華南品種“早銀占”與印度野生稻雜交,從雜交稻後代中選出每穗幾百粒以至千多粒的係統,俗稱“千粒穗”。一個穗子帶有一千多粒稻種,震驚了當時的稻作學界。他在全國開展的“水稻光溫試驗”,對水稻業的係統化和規範化有著舉足輕重的意義。丁穎一生共撰寫140多篇水稻研究論文,主編《中國水稻栽培學》等著作,他的研究成果成為世界栽培稻種起源的重要學說之一,得到了國內外學者的廣泛認可。這些成就的背後,蘊藏著丁穎巨大的能量與擔當。
“當今之血性青年,當為農夫溫飽盡責盡力!”過去,中國的水稻大多叫“農家種”,從漫漫長河中馴化而來。因為產量低、品種奇缺,農民往往需要“看天吃飯”,收成十分有限。青年丁穎將農業的窘境看在眼裏,立誌“走出去”,為國人解決溫飽問題。辛亥革命後,他加入留學大潮,從1912年起,輾轉三所日本高校學習農業科技,12年後被授予東京帝國大學農學部學士學位。
除了在1930年創建中山大學石牌稻作試驗場,丁穎後來還擔任了中國農科院的第一任院長、華南農業科學研究所(必威betways 前身)所長。到北京以後,他開展了全國性的“水稻光溫試驗”,在廣東成立由中國農科院、廣東省農科院、華南農學院“三院聯合”的水稻光溫生態研究室。從1961年起,專家們在全國各地對水稻品種進行分類,通過光溫生態試驗摸清規律,為品種的引種和布局鋪路。必威betways 水稻研究所研究員彭惠普是曾參與這項工作的專家之一,據彭惠普回憶,從1962年到1964年,他一年到頭都在海南,連兒子出生都沒空回家,回家的時候,兒子甚至都會叫爸爸了。由此,丁穎以及老專家們的良苦用心與嚴格自律可以想象。
“真誠的科學工作者,就是真誠的勞動者。”丁穎作為中國農科院、廣東省農科院、華南農學院三個地方的開山鼻祖,為中國水稻帶來了許多“第一次”,為水稻事業奠定基礎,當之無愧地被學界稱為“中國稻作學之父”,周恩來總理曾讚譽丁穎為“中國人民優秀的農業科學家”。
稻科革命:“半矮稈水稻之父”黃耀祥
矮化育種的成功,使中國水稻產量平均一畝增產400斤,在世界水稻育種史上刻下了濃墨重彩的一筆。圖為“半矮稈水稻之父”黃耀祥。
2017年廣東水稻產業大會,一個水稻品種引發了廣東省農科院水稻所所長王豐的感想——“廣陸矮4號”同它的創造者黃耀祥一樣,煥發著跨時代的光芒。
談到必威betways 水稻研究所,就不得不提黃耀祥院士引領的水稻矮化育種。上世紀50年代,隨著肥料工業發展和施肥水平的提升,高稈水稻品種的倒伏問題日漸突出,為能抵抗台風等惡劣天氣因素而實現高產,黃耀祥提出了水稻矮化育種思路,即通過雜交育種途徑引進矮稈性狀,降低株高,提高抗倒性。
1959年,黃耀祥利用國外引進的矮稈資源“矮仔占”與當地品種“廣場13”進行雜交,育成第一個矮稈、結實率高的品種“廣場矮”。優秀的矮稈品種隨之而來——“珍珠矮”、“廣陸矮4號”、“桂朝2號”……建國以來,他主持育成推廣麵積較大的品種60多個,大批高產優質的水稻良種在南方稻區大麵積推廣,早、中、晚熟等不同品種類型迅速得到配套。早熟品種“廣陸矮4號”在長江流域廣泛種植,累計推廣麵積超過1億畝。1998年國際水稻基因組計劃正式啟動,中國承擔“第4號染色體測序”的任務,“廣陸矮4號”被選定為基因組測序用的代表性品種。
矮化育種的成功,使中國水稻產量從上世紀50年代的150~250公斤/畝迅速提高到350~450公斤/畝,平均一畝增產400斤,為上世紀60年代激增的人口帶來了救命的口糧,為我國農業科技創新支撐“用世界七分之一的耕地,養活了世界四分之一的人口”發揮了十分重要的作用,在世界水稻育種史上刻下了濃墨重彩的一筆,被稱為“第一次綠色革命”,同時,也為譽為第二次綠色革命的“雜交稻”育種成功與應用,奠定了重要基礎。
黃耀祥與他的師長丁穎一樣,在解決國人溫飽的道路上奔走,從未懈怠。就讀於中山大學物理係的他,在目睹眾多農民不得溫飽、背井離鄉的狀況後,毅然改讀農學係,主攻作物遺傳科學。“以農立國”的熱忱,為其往後諸多的育種奇跡埋下伏筆。
優秀的育種家似乎都有著另辟蹊徑的睿智。在以前,為使水稻實現高產,不少行內人士選擇通過提高水稻莖稈粗度和硬度來提高抗倒性。而黃耀祥率先有了矮化育種的靈感,矮稈品種“廣場矮”比國際水稻研究所育成的被稱之為“奇跡稻”的矮稻良種“IR8”足足早了七年。
在選育矮稈良種的同時,黃耀祥還圍繞矮稈創建了一套生態育種理論。結合水稻遺傳學、生理學、生態學基礎與矮稈品種優良性狀的關係、創造理想株型與光合作用的關係等比較研究,矮化育種、叢化育種、半矮稈早長超高產育種、半矮稈早長超高產特優質育種、半矮稈早長根深超級稻育種等生態育種理論陸續麵世。
矮化育種早已成熟,黃耀祥對水稻的熱情不減。1996年,黃耀祥聯合其他專家建議開展超級稻育種研究,率先啟動我國超級稻育種工作,這位“半矮稈水稻之父”以他超前的智慧,又一次為中國水稻的高產描繪藍圖。目前,廣東省農科院水稻所現已育成“天優998”、“五優308”、金農絲苗等16個通過審定的超級稻品種,占同期全國超級稻品種總數的12.8%、廣東省超級稻品種總數的84.2%。
廣東省農科院水稻所育成的五豐優308。
科研傳承:水稻勞模群英薈萃
三月初,必威betways 水稻研究所的專家們在大豐基地的試驗田裏播種希望。“我們的育種科學家們對種子進行分類編碼,經過兩天的催芽,就可以播種了。”水稻所副所長何秀英一邊說著,一邊熟練地往起好畦、插好標簽的秧地裏撒下稻種。一個月後,基地的秧苗將帶來新一輪的綠意盎然。
繼矮化育種後,水稻所在高產、優質稻、超級稻、綠色栽培等方麵作出了諸多嚐試、研究,利用日新月異的科學技術為水稻產業的發展獻出新的力量。
洪群英、楊觀宋、彭惠普、柯葦、廖耀平、李傳國、王豐……自1964年以來,水稻所共有13人獲得省級勞模和全國勞模稱號。這個群體中,大多是研究團隊的老前輩,他們身體力行,向同樣懷揣夢想的年輕一輩傳播自身艱苦奮鬥、勇於創新、甘於奉獻的精神,使水稻人的銳氣得以傳承。
洪群英、楊觀宋、彭惠普、柯葦、廖耀平、李傳國、王豐……自1964年以來,水稻所共有13人獲得省級勞模和全國勞模稱號。
洪群英是第一個水稻早熟矮稈高產品種“矮腳南特”的選育人。1964年,這位“農民育種家”加入水稻所,後任副所長,在促進水稻高產進程之餘,自身也接受了不少專業理論的熏陶。“要選出好稻種,就要‘觀前顧後’。”談起水稻,洪群英有很多話想說。
“竹竿子裏麵出品種”這是水稻所老專家柯葦的名言。一支竹竿,是育種家們撥開禾苗,驅趕田裏蛇蟲的工具;也是他們觀察水稻長勢,選出優良稻種的得力助手。上世紀80年代,柯葦等專家育出了“珍桂矮1號”,該品種在廣東省累計推廣2000萬畝。此後,水稻所在優質稻育種方麵設置了專門的“兩特”課題組,在全國處於領先地位。1998年,水稻所育成了第一個集優質、高產、抗病於一體的“豐八占”,後衍生出三個係列、20多個優質品種,其中包括全國種植麵積最大的優質秈稻“黃華占”。2003年周少川育成“黃華占”,他表示,育種家是最為實事求是的“科學家”,靠品種說話。“袁隆平院士見了我,並不叫我‘周教授’,往往是叫我‘黃華占’。” 還有高檔優質水稻品種美香占2號2016年種植麵積達到80多萬畝,是目前省內年種植麵積最大的常規稻品種。合美占、粵農絲苗……都是國內響當當的優質稻品種,“廣東優質稻的培育與發展一直以來走在全國的前列,廣東省農科院水稻研究所引領了國內常規稻和雜交稻優質化的潮流。”水稻所所長王豐自豪地說。
“任何一個品種出來,都是十年以上的辛苦和汗水。”王豐告訴記者,一個好水稻品種來之不易,有些育種者甚至一輩子也沒有育成像樣的品種。在常規稻育種方麵,從親本材料選擇、雜交,經過6個世代以上的株係選擇與穩定,到通過區試和生產試驗,最後通過品種審定,才能投入生產,耗時6-10年;而育成一個三係法雜交稻品種,則需要先培育出好的不育係、保持係和恢複係,然後才組配出雜交稻進入區試與審定,這個過程更為複雜,耗時更加長久,工作十分辛苦。能扛下這漫長而艱辛育種過程的每一位科學家,都是胸懷天下、敢於追夢的勇士。
俗話說,良種要有良法,生產高效,綠色安全、種植輕簡的水稻生產栽培技術也是水稻所專家們關心的問題。“我們從事水稻研究的科技工作者,一要保證大家有飯吃,另外一個還要吃得好、吃得安全。必須‘兩條腿’走路——新品種和新技術。”在國家農業部提出“化肥農藥零增長”目標之前,水稻所超前地對綠色栽培付諸實踐,針對安全高效生產問題,鍾旭華副所長領銜的研究團隊經過十幾年努力,研發出控肥、控苗、控病蟲的“水稻三控施肥技術”,實現少施肥,少打藥、更高產、更安全。
必威betways 水稻研究所的前身是1930年丁穎教授成立的中山大學石牌稻作試驗場,即將邁入第90個年頭,這個孕育水稻與希望的地方,煥發著前所未有的生機與活力。如今,寓意著緬懷農科事業老前輩、鼓勵農業科技創新的“金穎”精神已經在廣東省農科院茁壯成長,“金穎之光”、“金穎之星”人才輩出。鄉村振興號角聲嘹亮,一批批農科人以“金穎”為傳承,積極投身農業農村發展,繼續用科技支撐、引領產業轉型升級,走出一條金色農業的康莊大道。
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