“像收甘蔗一樣收稻子”——多年生水稻研發(fā)紀實

2022-12-19 02:26:06 來源: 科技日報 作者: 趙漢斌

科技日報記者 趙漢斌

走出傣家寨的竹影花叢,65歲的巖哈花,心同冬陽一樣暖。

傣家寨邊,他看到云南大學科技小院多年生稻試驗田再次泛出綠意——那是農(nóng)家人不斷增長的希望。

在云南省西雙版納州勐海縣勐遮鎮(zhèn)曼拉村民小組,巖哈花和兒子流轉(zhuǎn)了50畝稻田。半個月前,今年的二季稻顆粒歸倉,加上夏季收成,每畝年產(chǎn)量早過了1000公斤。

“多虧了胡老師,多年生稻不用重復育秧、耙犁?!睅r哈花告訴科技日報記者,“一年兩季,單是種子和人工費,每畝可以省六七百元。省下的,就是凈賺的!”

巖哈花所說的“胡老師”,是云南大學農(nóng)學院院長胡鳳益。此刻,他正穿著雨靴,在田野里俯身查看一處處物聯(lián)網(wǎng)裝置,從地下管道“內(nèi)窺”稻子收割后的根系變化。

12月16日,國際權威學術期刊《科學》雜志公布“2022年度十大科學突破”,胡鳳益團隊創(chuàng)制的多年生稻研究成果入選榜單,成為今年中國唯一入選、也是農(nóng)業(yè)類唯一入選的科學突破。

農(nóng)家少年有個夢

胡鳳益長在云南玉溪農(nóng)村,從小參與四季勞作??粗娉S土背朝天的父母,他常想:有沒有像甘蔗一樣的莊稼,種一次就能年年收割?

一顆農(nóng)業(yè)科技的種子,無聲地落在少年心頭。

高考那年,胡鳳益填報的所有專業(yè)都帶著“農(nóng)”字。1991年從西南農(nóng)大畢業(yè)后,他來到云南省農(nóng)業(yè)科學院,與陶大云研究員團隊一道,從事陸稻選育和推廣的工作。

那時,團隊獲得了一種常規(guī)水稻與來自西非野生稻的雜交后代。這種野生稻雄蕊格外長,還具有強壯的地下莖無性繁殖特性。

帶著這些材料,胡鳳益前往位于菲律賓的國際水稻研究所,攻讀碩士學位。圍繞野生稻地下莖無性繁殖和多年生特性,他探尋著遺傳生物學的一個個問號。

回國后,胡鳳益繼續(xù)盯著多年生稻遺傳育種和應用研究不放。然而,早期培育的雜交稻,完全不像“作物”,根莖像竹子、折耳根一樣,哪里適合就往哪里竄,結出的種子也幾乎與雜草無異。

而他要選育的,是頭季稻收割后,下一個生長季地下莖腋芽又能長出新苗,且每棵苗都有獨立根系、可多次收割的品種。

“這種谷子可以直接留作種子!”

馴化、改良水稻,我們的祖先用了近萬年。

胡鳳益深知,把水稻從一年生培育成多年生,是“從0到1”的突破?!案闱迳飳W上的遺傳規(guī)律,用雜交的辦法,輔之以分子生物學的技術手段,把以地下莖為主多年生的性狀,快速轉(zhuǎn)到水稻里來,育成多年生稻!”他的思路越來越清晰。

最初,胡鳳益和隊友把研究基地放在海南三亞,租地搞研究。

他們初步明確了地下莖的遺傳規(guī)律,走出創(chuàng)新的第一步?;诖诉x育出的很多后代群體,都保持了長雄野生稻地下莖多年生的性狀。這項研究在2004年獲得云南省自然科學獎一等獎。

但周圍很多人,并不理解這關鍵一步的意義。看著野草一樣亂長的“稻子”,當?shù)卮迕窀且苫螅哼@不是在糟蹋田、糟蹋錢嗎,種出的稻子都不夠這幾個人吃!

一年又一年,目標在前,但不見終點。最困難時,項目年經(jīng)費不足3萬元,有時出差都要自己貼錢。中途,胡鳳益又被交換到昆明市農(nóng)科部門任職,“官越做越大”,幾乎要與一線科研失之交臂。

但工作之余,遙望東南,他心心念念的,還是年少時的那個夢。

2015年,是一個轉(zhuǎn)折之年,胡鳳益加盟云南大學農(nóng)學院。他把研究基地搬回云南,用已經(jīng)選育多年的材料,反復與常規(guī)水稻進行雜交,先后突破了控制野生稻地下莖“野蠻生長”、又保留多年生遺傳屬性的諸多關鍵技術,選育出一系列“長得像回事”的多年生稻品種。

2016年,大田試驗開始,多年生稻的適應性、穩(wěn)定性、豐產(chǎn)性和病蟲害抗性等不斷得到驗證。

在云南新平、孟連、勐海等基地,連續(xù)7年的試驗和測產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,新選育的云大25、云大107等幾個優(yōu)勢品種,每年6月至7月產(chǎn)收頭一季稻谷,平均畝產(chǎn)超過600多公斤;當年10月再收一季,平均畝產(chǎn)超過400公斤,和當?shù)匾荒晟R?guī)水稻品種產(chǎn)量相當。

“這種谷子可以直接留作種子!”像巖哈花一樣,許多農(nóng)民朋友奔走相告。

高產(chǎn)和“綠色”一個都不能少

現(xiàn)在,胡鳳益團隊選育的3個多年生稻品種,已獲得云南省級審定,其中兩個為優(yōu)質(zhì)稻品種。

看到多年生稻的優(yōu)勢,短短幾年間,云南已有12個州市、76個縣市區(qū)種植推廣,面積達15萬畝。

在我國南方丘陵山地區(qū)域,農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)難度大。隨著勞動力成本增加,南方種植水稻收益下降,勢必影響國家糧食安全。

“有了多年生稻,再加上無人機植保技術和小型水稻收割機,包括梯田在內(nèi)的小塊稻田,都能較好地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化?!痹颇鲜】萍紡d二級巡視員王立新告訴記者。

如今,不僅是我國浙贛湘鄂等地,在“一帶一路”沿線及非洲部分國家,試種多年生稻的好消息也在一波波傳來。

奔走在元江、金沙江、瀾滄江等干熱河谷,胡鳳益團隊還開展了一系列有益試驗:多年生稻可適應高溫氣候,免耕、免栽培可減少水資源消耗,降低勞動強度;多年生根系能鎖牢單薄的土層,避免水土流失;諸多優(yōu)良抗性,減少了農(nóng)藥、化肥施用量。

不久前,在云南省科技創(chuàng)新獎勵大會上,胡鳳益代表團隊戴上大紅花,摘得2021年度科技發(fā)明一等獎。

“我們團隊最大的優(yōu)勢是成員都很年輕!”團隊骨干、博士后張玉嬌驕傲地說。

無論在講壇上還是實驗室里,這些年輕人早已獨當一面。眼下,團隊正在加緊新品種選育,探究稻田碳氮磷鉀遷移規(guī)律,培育更“綠色”的稻種;同時,與華大集團合作,推進多年生稻智慧農(nóng)業(yè)試驗。

黨的二十大報告指出,“全方位夯實糧食安全根基”“確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中”,這令胡鳳益倍感使命光榮。

站上實驗基地的觀察平臺,遠眺平疇,清風拂面?!耙远嗄晟緸槟J阶魑?,我們基本掌握了禾本科多年生的遺傳規(guī)律。”胡鳳益對記者說,“下一步,培育多年生小麥、多年生玉米,還有多年生菜蔬,或許都不是夢!”

責任編輯: 馬樹懷