文|本刊記者 孫潔
李振聲:讓一粒麥種種出豐收的希望
文|本刊記者 孫潔
一粒種子,包含著多少生命的信息和秘密,或長成飽滿的谷穗,或出落成嬌嫩的花草,或成長為參天的大樹。而一粒麥種,日后就是一捧糧食,是生存的希望。
李振聲近照。
在我國的大部分地區(qū),人們一日三餐中的主食無外乎這么兩種:要么是面食,要么是米飯。因而小麥與水稻產(chǎn)量的提高,與我們每個人都有著十分密切的關(guān)系。
這樣說來,一位在水稻領(lǐng)域取得了突出貢獻的科學(xué)家,與一位在小麥領(lǐng)域取得了突出貢獻的科學(xué)家,分別獲得了不同年度的國家最高科學(xué)技術(shù)獎,就讓人不會感到奇怪了。這兩位科學(xué)家身上有很多相同點:他們都是出生于20世紀30年代初的老科學(xué)家,從事的都是農(nóng)業(yè)與遺傳領(lǐng)域的研究,又都是院士;不同點只是:他們一個是研究水稻的,一個是研究小麥的。
他們就是所謂的“南袁北李”?!澳显笔侵冈∑剑氨崩睢本褪侵咐钫衤暋獜氖滦←溸h緣雜交的育種專家。 一粒麥種,日后就是一捧糧食,是生存的希望。58年前,李振聲就是帶著這份希望,開始了自己的育種生涯。
1931年是中國農(nóng)歷辛未年。這一年春天,李振聲出生在山東省淄博地區(qū)周村縣南謝村的一個農(nóng)民家庭。
1944年父親去世時,李振聲年僅13歲,母親一人帶著4個孩子,日子愈發(fā)艱難。李振聲在哥哥的資助下讀到高中二年級,便再也無力支撐。輟學(xué)后的李振聲只身來到濟南,本打算謀取一個教職糊口,不料在街邊的電線桿上瞥見一張紅紙——山東農(nóng)學(xué)院正在招生,而且招生啟事里明確寫道:學(xué)校免費提供食宿。
管吃,管住,還能念書,天下哪有這等好事?李振聲開始時有些不信,隨即又抱著試試看的心態(tài)前往投考,沒想到真考上了。
于是,南謝村第一名大學(xué)生李振聲報到入學(xué),正式開始了他接受高等教育的生涯。
憶及當(dāng)年,李振聲說:“這是我人生的一大轉(zhuǎn)折,又有飯吃,又能上大學(xué),所以也就對這個機會特別珍惜,學(xué)習(xí)比較努力?!?/p>
就這樣,1948年,17歲的李振聲考進山東農(nóng)學(xué)院,這個從小就挨過餓、受過苦的農(nóng)村少年,很快就對農(nóng)學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣。大學(xué)二年級時,他把在校學(xué)習(xí)時繁殖的小麥品種帶回到農(nóng)村老家種植,收到了意外的成效。
小麥增產(chǎn)了!
“這個消息很快傳遍了整個村子,鄉(xiāng)親們紛紛跑來換種子?!?/p>
農(nóng)業(yè)科技確實可以幫助農(nóng)民提高生產(chǎn)水平,改善生活,從那個時候起我就堅信農(nóng)業(yè)科技是大有作為的,李教授感慨道。
“我因此對這個產(chǎn)生了很大的興趣,就想如果將來我工作了的話,那么我最大的興趣就是來做這個育種的工作?!崩罱淌趯Ρ究浾哌@樣說道。
對小麥育種產(chǎn)生濃厚興趣的李振聲,畢業(yè)后被分配到了中國科學(xué)院遺傳選種實驗館工作,在那里接受了早期的科研訓(xùn)練。
1956年,李振聲響應(yīng)國家支援大西北的號召,奔赴陜西楊陵,在中國科學(xué)院西北農(nóng)業(yè)生物研究所開始小麥育種的研究。從此,開始在大西北31年的科研生涯。
也就是在同一年,中國經(jīng)歷了歷史上最嚴重的小麥條銹病大流行。這種被稱為“小麥癌癥”的流行性病害,具有發(fā)生區(qū)域廣、流行頻率高、危害損失重的特點,會造成小麥產(chǎn)量的巨大損失,甚至絕收。
當(dāng)時只有25歲的李振聲決定從事小麥改良研究,為農(nóng)民培育出優(yōu)良抗病的小麥。
李教授告訴記者,他與小麥真正結(jié)緣,是因為50年前流行的一場小麥條銹病,當(dāng)時北方冬小麥產(chǎn)區(qū)遭遇嚴重條銹病害影響的時期。一年間就損失小麥60億公斤,占到了全國糧食總量的1/20。要解決條銹病,面臨最大的困難就是病菌變異的速度比人工育種的速度快。一個新的病菌小種產(chǎn)生要五年的時間,但人工培育出一個新品種卻要用八年時間。
為解決小麥條銹病這一世界性的難題,李振聲另辟蹊徑,搜集了800余種牧草,憑借對牧草多年的研究經(jīng)驗,他發(fā)現(xiàn)長穗偃麥草等具有非常好的抗病性。于是,萌發(fā)了通過牧草與小麥雜交把草的抗病基因轉(zhuǎn)移給小麥的想法,從此便開始了對遠緣雜交的深入研究和探索。
據(jù)李振聲介紹,我們今天吃到的小麥,就是最原始的一粒小麥先后和擬斯卑爾脫山羊草、粗山羊草,經(jīng)過兩次天然雜交和長期的自然選擇及人工選擇進化來的。一粒小麥與擬斯卑爾脫山羊草發(fā)生天然雜交后形成了二粒小麥,產(chǎn)量提高了;二粒小麥與粗山羊草發(fā)生天然雜交后形成了普通小麥,不僅產(chǎn)量提高了而且品質(zhì)有了根本的改善。但隨之而來的問題是,小麥經(jīng)過數(shù)千年的人工選擇和栽培,如同溫室里的花朵,抗病的基因逐漸喪失。
通過對小麥歷史的研究,李振聲更加堅定了遠緣雜交這一想法。李振聲的想法就好比為牧草和小麥進行特殊的“婚配”,讓小麥的后代獲得草的抗病基因。“好比為小麥找一個牧草丈夫,因為是遠緣,就像馬和驢雜交的后代騾子沒有生育能力,所以讓小麥的后代獲得草的抗病基因,難度非常大?!痹诓稍L中,李振聲仿佛在給記者上一堂科普課。
李振聲提出的遠緣雜交將草的抗病基因轉(zhuǎn)移給小麥、選育持久性抗病小麥品種的設(shè)想,在當(dāng)時得到了植物學(xué)家和植物病理學(xué)家的支持。
然而,這項研究在當(dāng)時也被許多人視為畏途。尤其是他的研究進行到第八年的時候,“社教運動”(注:實際上是“無產(chǎn)階級文化大革命”的前奏曲)開始了,有人說他的研究都搞了8年了還沒見成果,是脫離實際,要他放棄?!爱?dāng)時看到已經(jīng)取得的階段性成果,怎么忍心放棄啊。”李教授說道。
那些年,李振聲一直在偷偷進行研究,堅持就是勝利!終于,到了1979年,李振聲的研究取得突破。
整整用了23年的時間,他和他的同事們攻克了雜交品種后代不育、瘋狂分離的難題,最終培育出了持久抗病而且高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小偃系列品種。
由于小偃麥的抗病性強、產(chǎn)量高、品質(zhì)好,在黃淮流域冬麥區(qū)廣泛種植,于是農(nóng)村流傳開了這樣一句民謠:“要吃面,種小偃?!?這讓小偃6號不推自廣。李振聲則笑言:“我們今天能吃到發(fā)面饅頭和面包,應(yīng)該謝謝大自然,也要謝謝給小麥提供優(yōu)良基因的小草。”
目前,小偃6號已成為我國小麥育種的重要骨干親本,其衍生品種已達79個,累計推廣3億多畝。
小偃6號的成功,讓李振聲名聲鵲起,各種獎勵接踵而來。談到這些,李振聲只是淡淡的一句:“真正給我打分的是農(nóng)民?!?/p>
李振聲的執(zhí)著、智慧和堅韌,幫助億萬農(nóng)民品嘗到了豐收的喜悅。
據(jù)相關(guān)資料顯示,20世紀80年代以前,中國的施肥量與糧食產(chǎn)量是同步增長的;80年代以后,施肥量還在增長,可是糧食產(chǎn)量卻沒有增加。這樣不僅浪費資源,化肥流失到江河湖泊中去還污染環(huán)境,引起水體“富營養(yǎng)化”,當(dāng)時北京郊區(qū)的農(nóng)民有句順口溜,說農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“一靠政府,二靠天,三靠美國的磷二胺”。中國的磷礦主要在西南地區(qū),儲量少、品位低,所以很多磷肥都要靠進口。
李振聲開始琢磨:中國的磷礦資源再有100年就開采完了,有什么辦法能給國家節(jié)省點磷礦資源呢?能不能在生物技術(shù)上想想辦法,提高作物對土壤中本身含有的磷的吸收利用率。這樣不僅可以利用資源,還節(jié)省了化肥,保護了環(huán)境。
于是,李振聲開始探索。
他在北京市昌平建立了一個育種基地。李教授回憶說,基地剛建起來的時候,環(huán)境非常艱苦,沒有食堂、沒有衛(wèi)生間、沒有圍墻,連路都不通。當(dāng)時,他就帶個飯盒,在田里一呆就是一天。為了找到能夠高效吸收利用土壤中磷的小麥種質(zhì)資源,他耐心地對種在花盆中的數(shù)千份種質(zhì)進行篩選。
功夫不負有心人,李教授的堅持又一次出現(xiàn)了奇跡!
李振聲發(fā)現(xiàn)了一批“磷高效”和“氮高效”的小麥種質(zhì)資源,并研究揭示了其生理機制與遺傳基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上培育出來的小麥新品種——小偃54能高效吸收土壤中的磷,被列入農(nóng)業(yè)部跨越計劃,在河南、陜西等省累計推廣700萬畝。隨后,他又通過多學(xué)科交叉與合作,開展了提高小麥個體和群體的光合效率以及光合作用產(chǎn)物的優(yōu)化分配研究,解決了過去長期存在的優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)之間的矛盾。
這項成果不僅節(jié)約了國家資源,還減少了化肥對環(huán)境的污染。
李振聲童年時趕上了山東1940年、1941年、1942年連續(xù)3年大旱,挨過餓,深知糧食的珍貴和重要。所以讓人們遠離饑餓是他最大的心愿。
他從我國人多地少、資源不足的國情出發(fā),開辟了提高氮、磷吸收和利用效率的小麥育種新領(lǐng)域, 提出了以“少投入、多產(chǎn)出、保護環(huán)境、持續(xù)發(fā)展”為目標(biāo)的育種新方向,一再成為農(nóng)業(yè)973項目研究的重要指導(dǎo)原則。走資源節(jié)約型高產(chǎn)農(nóng)業(yè)道路的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展觀也已經(jīng)成為育種界的共識。
據(jù)調(diào)查顯示,我國現(xiàn)有耕地中,占65%的中低產(chǎn)田僅貢獻44%的糧食,在環(huán)渤海4省(市)中,有4000多萬畝的中低產(chǎn)田和1000多萬畝的鹽堿荒地。如何利用科技力量建成“渤海糧倉”一直是人們的夢想,也是李振聲的夢想。
“我們國家一半以上的耕地是中低產(chǎn)田,我認為小麥育種的思路應(yīng)該集中在如何培育能在中低產(chǎn)田里實現(xiàn)相對高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的品種?!辈稍L中,李教授這樣說道。
早在1985~1987年中國糧食產(chǎn)量就曾出現(xiàn)過下降,而同期人口累計卻是很大幅度的增長。面對當(dāng)時的困難,在中國科學(xué)院全力支持下,李振聲帶領(lǐng)中科院農(nóng)業(yè)專家組通過3個月的調(diào)查研究,提出了在黃淮海地區(qū)進行中低產(chǎn)田治理的建議。
在時任中國科學(xué)院院長周光召的大力支持下,李教授帶領(lǐng)中科院25個研究所的400名科技人員投入冀、魯、豫、皖4省,與地方政府聯(lián)合,與兄弟單位合作,開展了大規(guī)模中低產(chǎn)田治理工作。
山東片的工作是以禹城試驗區(qū)為重點展開的,禹城試驗區(qū)包括14萬畝鹽堿地治理和北丘洼、沙河洼、辛店洼的治理,總稱為“一片三洼”。
1987年11月李振聲考察禹城試驗區(qū)后,認為“一片三洼”代表黃淮海平原主要低產(chǎn)類型,創(chuàng)造的經(jīng)驗特別寶貴。這一年李教授帶領(lǐng)中科院400余名科技人員對黃淮海平原中低產(chǎn)田進行大規(guī)模改造和治理,6年時間實現(xiàn)黃淮海地區(qū)糧食增產(chǎn)504.8億斤。
2013年4月9日,科技部、中國科學(xué)院聯(lián)合在山東東營市啟動渤海糧倉科技示范工程,計劃到2020年環(huán)渤海地區(qū)增產(chǎn)糧食100億斤,提升環(huán)渤海中低產(chǎn)區(qū)糧食增產(chǎn)能力和效益?!安澈<Z倉”課題是由李教授牽頭實施的科技項目,目標(biāo)是在環(huán)渤海地區(qū)的中輕度鹽堿地上實現(xiàn)“噸糧”目標(biāo),
李教授說,渤海糧倉科技示范工程集成抗逆作物品種、鹽堿地改良利用、中低產(chǎn)田快速培肥、微咸水安全灌溉與雨水高效利用、棉田增糧等土、肥、水、種技術(shù)成果,探索低產(chǎn)農(nóng)田糧食增產(chǎn)技術(shù)模式和“一、二、三”產(chǎn)業(yè)融合技術(shù)體系,為解決糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效問題提供科技支撐。
李振聲有一句名言:“我希望用數(shù)據(jù)提出問題,然后用數(shù)據(jù)來回答問題?!?/p>
1995年,一本萊斯特·布朗的《誰來養(yǎng)活中國?》在當(dāng)時引起了不少人關(guān)注,李振聲對其中的觀點感到吃驚——中國人將養(yǎng)活不了自己。在此后的幾年里,他在一直調(diào)查論證,匯集我國近15年的有關(guān)數(shù)據(jù),與作者預(yù)測的情況進行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)他的預(yù)測結(jié)果沒有兌現(xiàn)?!皩Ρ鹊慕Y(jié)果是,布朗的3個推論都不正確,都不符合中國實際。第一,人口增長速度比他預(yù)計的慢了1/3;第二,人均耕地減少的速度不像布朗預(yù)計的那樣嚴重;第三,我國糧食15年合計進出口基本持平,凈進口量只有439.7億公斤,相當(dāng)于總消費量的0.6%,微不足道。”于是,在2005年的博鰲亞洲論壇上,經(jīng)過精確的統(tǒng)計和大量的論證,李振聲發(fā)表講話,認為中國人自己能養(yǎng)活自己,有力地回應(yīng)了有關(guān)對中國糧食不能自給的質(zhì)疑。他自信地表達了自己的研究成果:中國完全可以養(yǎng)活自己。
2013年中國糧食總產(chǎn)量突破了6億噸,糧食產(chǎn)量實現(xiàn)“十連增”。中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主任陳錫文表示,近年來糧食年年增產(chǎn),主要還是依靠科技來提高單產(chǎn)。
采訪中,李教授也說:“將來我們相信憑著中國正確的政策和科技、經(jīng)濟的發(fā)展,也必然能夠自己養(yǎng)活自己?!?/p>
在今天豐富的面食背后,就是以李振聲為代表的這樣一群科研人員,與億萬農(nóng)民一起,同甘共苦,忘我耕耘,在努力維護著小麥的質(zhì)量、糧食的安全和國家的尊嚴。
李教授畢生奉獻于小麥遠緣雜交遺傳與育種研究,為我國糧食安全、農(nóng)業(yè)科技進步和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出了杰出的貢獻,83歲的他依舊活躍在農(nóng)業(yè)科研第一線,為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展嘔心瀝血。
李振聲
生于1931年2月25日,曾用名李永源,山東淄博人。小麥遺傳育種專家,中國科學(xué)院院士。小麥遠緣雜交育種世界性難題的攻克者、藍粒單體小麥染色體工程的開拓者。曾任中國科學(xué)院遺傳選種實驗館研究實習(xí)員,西北農(nóng)業(yè)生物研究所助理研究員、研究室副主任,西北植物研究所研究員、研究室主任、副所長,中國科學(xué)院西安分院、陜西省科學(xué)院院長。李振聲在1985年獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎,1988年獲陳嘉庚農(nóng)業(yè)科學(xué)獎,1995年獲何梁何利科學(xué)與進步獎,2005年獲首屆“中華農(nóng)業(yè)英才獎”, 2006年度國家最高科技獎。李振聲1990年入選第三世界科學(xué)院院士,1991年入選中科院院士,是國家級有突出貢獻專家,先后獲全國科學(xué)大會獎、國家技術(shù)發(fā)明一等獎、陳嘉庚農(nóng)業(yè)科學(xué)獎、何梁何利科技進步獎、中華農(nóng)業(yè)英才獎等獎勵。