脚踏实地把科技论文写在祖国大地上
作者: 姚远
今年是袁隆平院士攻克籼型杂交水稻三系配套难关50周年。1973年10月,袁隆平团队宣告中国籼型杂交水稻三系配套成功。一粒种子,从湖南怀化走向世界,也改变了世界。民以食为天。培育超高产水稻是世界育种专家的梦想,但许多国家因难度太大未能实现。数十年来,以袁隆平为代表的中国科研人员潜心科研,一次次刷新世界纪录,为中国超级稻赢得“东方魔稻”的美誉,为全人类作出卓越贡献。杂交水稻被国际上誉为中国的“第五大发明”“第二次绿色革命”,袁隆平也被誉为“杂交水稻之父”。他终其毕生精力致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,发明“三系法”籼型杂交水稻,成功研究出“两系法”杂交水稻,创建了超级杂交稻技术体系。并提出实施“种三产四丰产工程”,推广运用超级杂交稻的技术成果。他在杂交水稻研究领域处于世界领先地位,为我国及世界粮食生产作出重大贡献,树起一座科技报国的丰碑,其成果被称作是解决新世纪世界性饥饿问题的法宝。
2021年5月22日,“共和国勋章”获得者、中国工程院院士、国家杂交水稻工程技术研究中心主任袁隆平逝世,享年91岁。消息一时间传向海内外,就连外媒都集体为其刷屏,国内多地更是自发举行悼念活动。他的丧事从简,未安排接待群众悼念。但全国各地依然有大批民众自发排长队给他献花。在湖南长沙市,人们特地摘来青翠禾苗放在中南大学湘雅医院门前空地上,寄托无尽哀思;在湖南怀化洪江市,安江镇人民自发前往他工作生活过的安江农校沉痛缅怀吊唁。习近平总书记指出:我们对袁隆平同志的最好纪念,就是学习他热爱党、热爱祖国、热爱人民,信念坚定、矢志不渝,勇于创新、朴实无华的高贵品质,学习他以祖国和人民需要为己任,以奉献祖国和人民为目标,一辈子躬耕田野,脚踏实地把科技论文写在祖国大地上的崇高风范。习近平总书记还强调:我们要弘扬老一代科技工作者的精神,袁隆平同志是一个楷模。
一篇杂交稻研究论文:成为推翻前人著名论断的导火索
作为主要粮食作物之一的水稻在农业生产中极显重要,因此探索水稻增产新途径对于农业科技人员,是穷其终身钻研不懈的一项重要任务,袁隆平即是杰出代表。
1953年,毕业于重庆西南农学院的他,被分配到湖南安江农校任教,边教学边从事生产实践、选择科学研究课题。开始他研究红薯、西红柿的育种和栽培。20世纪60年代初,罕见的3年严重自然灾害致使粮食大幅减产,饥饿威胁困扰着中国人民。袁隆平也亲身感受到饥肠辘辘的滋味,亲眼见过流离失所的饥民。他的心被深深灼痛了。他意识到,仅研究杂粮救不了百姓,水稻才是救命粮。为百姓不再忍受饥饿之苦、国家不再为粮食饥荒担忧,这位新中国培养的第一代科技工作者下定决心,立志解决同胞的吃饭问题。
看到水稻单产低,袁隆平萌发培育杂交稻念头。他为此风雨兼程、披星戴月埋头科研,度过无数春秋冬夏。从实验室到田间,看着太阳晚睡早起;从湖南到海南,追着季节南来北往。面对困惑、迷惘甚至被误解、伤害,他毫不气馁,执着追求培育杂交稻的梦想。
炎夏的一天,他照例到校园外的早稻试验田去观察,发现一棵株型优异、长势良好、穗大粒多的稻子,足有10余穗。他蹲下去细数稻粒,竟然有160多粒!远远超过普通稻穗。他兴奋得差点手舞足蹈,迅速细心地给它做了记号,将其所有颗粒留作试验种子。
精心培育一年后,他播下这些种子。但结果令人失望,长出的水稻无一株像去年那么高,高矮不一、零乱不齐,抽穗时间也有早有迟。
他虽然百思不得其解,但锲而不舍的钻研令他意识到,根据蒙德尔遗传学理论,纯种水稻品种的第二代应该不会分离,只有杂种第二代才会出现分离现象。顺藤摸瓜想:难道这是一株天然杂交稻?而当时权威看法为:水稻是自花授粉植物,不具有杂交优势。
研究、培育杂交水稻,是一项公认的世界难题。生物学常识指出:不同品种生物间杂交,新一代则能将“父母”双方优点集中起来,形成一种新优良品种,称为杂种优势。水稻作为生物的一种也应具有杂种优势,但其又有特殊性。它是一种自花授粉作物,雄蕊和雌蕊长在同一朵花里且花蕊很小,只能靠风力自花授粉,且雌蕊生命力弱、活跃期短,雄蕊花粉授到雌蕊上仅能在很短时期内完成,故而实现异花授粉极难,更何况一粒粒去人工授粉杂交。水稻花时短,异交结实率低,繁殖种子的障碍无法逾越,国际上许多先后有此设想者均中途放弃或中断研究。但坚韧不拔的袁隆平勇敢踏上前人没走过的路,毅然揭开杂交水稻研究序幕。
从1964年开始,他着手研究杂交水稻,在反复论证基础上决定搞研究三部曲:一是找到雄性不育的植株,再将其培育成雄性不育系,即通常所说的“母本”;二是找到一种特殊水稻品种作父本,用它给母本授粉,由此培育出全部保持雄性不育特性的植株,即保持系。有了保持系,不育系才能代代相传;三是再找到一种稻种与保持系杂交,产生恢复生育能力(自花授粉的能力)的后代,形成恢复系,便能大量生产杂交种子供大田使用。
首当其冲,需在自然界中寻找水稻天然雄性不育株,作为培育不育系的试验材料。袁隆平头顶烈日,脚踩污泥,手持放大镜,大海捞针般逐株逐穗仔细寻觅……从1964年6月到1965年7月,他逐穗检查了14000多株稻穗,发现6株天然雄性不育株。然而,因这些不育材料可能属于核不育遗传,而无法培育出不育株和不育度都达100%的不育系。一年年过去了,他带着科研小组跑遍大半个中国,进展仍不明显。
困难和失败面前,袁隆平不气馁,更不言放弃。经过几年的潜心考察和反复研究、艰苦试验和科学分析,1965年10月,他写出重要论文《水稻的雄性不孕性》,首次提出通过培育雄性不育系、保持系和恢复系的“三系法”培育杂交稻,以大幅度提高水稻产量。然而,因论文有悖当时的著名论断且他又是一位没什么学术地位的年轻人,故而论文多次寄出后都石沉大海。后终于在中国科学院杂志《科学通报》1966年第4期发表,这一大胆论说震动整个农业界和科技界并引起国家科委重视。1966年5月,国家科委开始支持袁隆平研究杂交水稻。国家科委九局局长赵石英专门致函湖南省科委与安江农校,支持袁隆平的水稻雄性不育研究活动,指出这项研究的意义重大,如果成功,将使水稻大幅度增产。湖南省科委也因此下拨专项经费,成立由袁隆平负责、学生李必湖和尹华奇参与的三人科研小组。
至此,杂交水稻研究迈出至关重要的一步。《水稻的雄性不孕性》发表至今的半个多世纪间,袁隆平等一大批农业科学家不断突破,创造了一个个粮食产量奇迹,也为世界粮食安全作出中国贡献。
一棵“野败”稻:解锁“东方魔稻”关键一环
“文化大革命”开始后,杂交水稻研究遭到批判。袁隆平的试验钵被砸碎,全部秧苗被拔掉扔进井里,3天后他才从井里找到漂浮着的5根秧苗。面对如此打击,他坚定地说:“我搞科研为的是社会主义建设,要我放弃杂交水稻研究绝对办不到!”他克服重重阻力,继续带领科研小组呕心沥血、栉风沐雨搞试验。
研究过程中最需要攻克的难关是:常规稻种因亲缘关系太近,杂交效果不理想,必须从亲缘关系较远的野生稻身上寻找突破口。
根据袁隆平“用远缘的野生稻与栽培稻进行杂交”的设想,终于在1970年11月,助手李必湖在海南岛一片沼泽地发现一株雄蕊花粉不育的野生稻,转育出来的3粒雄性不育种子被命名为“野败”,为“三系”配套打开突破口。
“野败”不育株在生产上无直接利用价值,必须精心进行转育,才能将其不育基因转入栽培稻,进而培育出生产上需要的不育系。
袁隆平率队把“野败”种到试验田里,悉心照料、仔细观察。种子一点点生长起来,到开花授粉时,他们更是蹲在田里观察分析,以把握给每朵花授粉的最佳时机。先后给花细心授粉后又全程呵护“特保”:浇水、施肥、除草……次年春,“野败”分蘖,他们又一枝一枝地分成更多株;夏天,他们欣喜地获得弥足珍贵的第一批少量“野败”种子,奠定了“三系”选育成功的基础。
紧接着,就得把不育株变成“不育系”。这时,若仍由袁隆平等少数人推进,必然可以一鸣惊人,独享成果,而成功时日可能会被推迟;若公开前一段研究成果,就会有许多兄弟单位参加进来,胜利成果也将由大家共享。“众人拾柴火焰高”,袁隆平选择了后者。1971年春,湖南省委领导成立由湖南农科院、农学院、师范学院、黔阳农校(原安江农校)和贺家山原种场组成的省杂交水稻研究协作组,进行集体攻关。
袁隆平只想尽早育成杂交稻,为国家生产出更多的大米,让更多人吃饱饭,从不计较能否独享成果。于是,以他为代表的黔阳农校科研组把十多年研究的阶段性成果——“野败”的珍贵材料、辛苦培育的“野败”种子,无私分送给全国13个省市的20多个农业科研单位,集中起全国十多个育种研究单位,进一步开展以“野败”为主要材料的“三系”配套新的协作攻关会战,加快了“三系”配套进程。
1972年春,在国务院召开的全国农林科技座谈会上,杂交水稻被列为国家重点科研项目,由中国农林科学院和湖南省农科院主持,组织全国力量搞协作攻关。袁隆平带领助手奋力攻关,终于成功培育出我国首个可以在大面积生产上应用的水稻雄性不育系。此时在寻找保持系方面也取得可喜进展。
1973年,在突破“不育系”“保持系”基础上,张先程等在东南亚品种中找到一批优势强、花药发达、花粉量大、恢复度在90%以上的“恢复系”。“三系”终于配套成功。
同年10月,全国水稻科研会议在苏州召开。会上,袁隆平发表论文《利用“野败”选育“三系”的进展》,正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”配套成功。
袁隆平率队一鼓作气、再接再厉,勇攀科技高峰,1974年又育成首个杂交水稻强优组合南优2号。这年,湖南立即投入试种,亩产超过650公斤,充分显示了杂交水稻的增产优势。1975年,研制成功杂交水稻制种技术,试种面积达到5600亩,为大面积推广杂交水稻奠定了基础。
1976年,一整套杂交水稻技术形成,并开始大规模投入生产。全国示范推广面积扩大到208万多亩,全部增产20%以上。
杂交水稻的大面积推广,为我国粮食增产带来前所未有的成绩。1976年全国粮食总产量达到28631万吨,比1965年增长47.2%。从1976年到1987年,中国杂交水稻累计增产1亿吨以上,每年增产的稻谷可以养活6000多万人。我国可以豪迈地宣布:用不足世界10%的耕地解决了占世界22%人口的粮食问题。
立志自力更生、奋发图强的袁隆平终告成功,“籼型杂交水稻”不仅很大程度上解决了中国人的吃饭问题,而且也被认为是解决21世纪世界性饥饿问题的法宝。
一种宽广胸怀和战略眼光:造福全人类
之后,袁隆平的水稻田里,不断种出越来越高产的稻谷。
1981年,袁隆平和“籼型杂交水稻”获国内首个特等发明奖。1982年,他被聘为农牧渔业部技术顾问、全国杂交稻专家顾问组副组长。
1985年,他提出杂交水稻育种的战略设想,为下一步发展指明方向。1987年他任“863”计划两系杂交稻专题的责任专家,1995年研制成功两系杂交水稻,1997年提出超级杂交稻育种技术路线,2000年实现农业部制定的中国超级稻育种的第一期目标,2004年提前一年实现超级稻第二期目标。到2005年11月18日,100亩袁隆平超级稻示范基地平均亩产达986.53公斤,创下全国水稻单产新纪录。
袁隆平也因此先后获得联合国知识产权组织“杰出发明家”金质奖、美国费因斯特基金会“拯救世界饥饿奖”、联合国粮农组织(FAO)“粮食安全保障奖”、日本“日经亚洲大奖”、以色列“沃尔夫奖”等多个国际奖项,并被国际水稻研究所誉为“杂交水稻之父”。1997年在墨西哥城他获得国际农作物杂种优势利用“杰出先驱科学家”奖。获奖者有4位是美国人,仅袁隆平是中国人。他发表获奖感言说:“荣誉属于祖国,我为祖国增添了光彩”。2006年4月,他当选美国科学院外籍院士。面对这些荣誉,他却说:“我们要从零开始,向新的目标前进。”
面对全世界一直以来的粮食危机和粮食安全等问题及严峻形势,袁隆平将目光投向全球为饥饿所困者。他不仅时刻守望着国人的“饭碗”,世界人民的“饭碗”也装进他的心中。