沈希宏
袁隆平先生發(fā)明的雜交水稻,被譽為“東方魔稻”。雜交水稻的發(fā)明,一下子大幅度提高了水稻產(chǎn)量,為解決我國溫飽問題作出了重大貢獻,也為世界上很多產(chǎn)稻國家作出了貢獻。
雜交水稻之所以能這么增產(chǎn),在于雜交是兩個個體的基因交流合作,可以發(fā)生雜種優(yōu)勢,雜種一代生命力強,生長旺盛,是我們生產(chǎn)上想要的。事實上,雜種優(yōu)勢在生物界普遍存在。我們平時在稻田里,也偶爾可以看見有幾株鶴立雞群的水稻,那就是水稻天然雜交的結(jié)果。所以擺在人們面前的難題是,怎么來加以利用。換句話說,怎么樣來獲得大量可以商用的雜交種子,怎么樣把稻田的稻子全部變成鶴群。
俗話說得好,一個好漢三個幫??茖W家非常巧妙地設(shè)計了一個雜交水稻的三系配套系統(tǒng),三系包括不育系、保持系、恢復系這三種不同的遺傳工具。不育系主要為雄性不育,自己不能結(jié)種子,然而它找到了兩個非常相配的伙伴:一個是保持系,保持系與不育系雜交,可以保持不育系的不育特性,這樣就保證了不育系種子的獲得;另一個是恢復系,也很神奇,可以恢復不育系的育性,也就是說可以獲得雜交種子。一個保持本性,一個恢廓大度,這是雜交水稻的絕妙之筆。
袁老師為代表的水稻科學工作者,為此孜孜以求。最開始是在南廣粘C系統(tǒng)里尋找三系配套,結(jié)果并不理想,保也保不成,恢也恢不好。1970年,一個必然中的偶然,終于在海南島發(fā)現(xiàn)了一株野生稻的天然敗育株,而后獲得了成功。后來的研究證明,這一株野生稻的天然敗育株,是細胞質(zhì)基因與細胞核基因互相作用造成的不育。想來真是神奇,踏破鐵鞋無覓處,得來費了多少工夫,千萬人中我終于遇見了你。最早的雜交水稻,正是很神奇地利用了這種細胞核與細胞質(zhì)育性基因之間的相互作用。
而后,神奇還在繼續(xù)。1973年,我國又發(fā)現(xiàn)了一個新的水稻材料,這種水稻在低溫時正常結(jié)實,在高溫時變成不育。利用這個特性,可以使水稻在低溫下繁殖種子,在高溫下生產(chǎn)雜交種子,從而將原來的三系,進步為兩系。
雜交水稻品種的名字命名,規(guī)定有個“優(yōu)”字,比如有汕優(yōu)、博優(yōu)、中優(yōu)等。兩系的則規(guī)定含“兩優(yōu)”字眼。我想這個優(yōu)字,代表了優(yōu)勢的優(yōu)、優(yōu)良的優(yōu),也代表了一種優(yōu)于現(xiàn)在的期望。就如同有人在問,雜交水稻已經(jīng)成功了,你們還在搞什么呢?
我們?nèi)栽趦?yōu)中選優(yōu)。對于優(yōu)勢,是優(yōu)勝劣汰,要像大浪淘沙一般去找到絕配。比如珍姑娘和密陽先生,它們絕配成一代風靡的雜交水稻品種汕優(yōu)10號。還要擴大這種優(yōu)勢,比如進一步來利用秈稻與粳稻亞種間的雜種優(yōu)勢。而對于優(yōu)良,包括更高產(chǎn)、更好吃、更健康、更好看,也都需要持續(xù)不斷去研究去開拓??蒲腥藛T也還會繼續(xù)技術(shù)原理上的創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)造,比如被稱為一系法的雜種優(yōu)勢固定。
對了,雜交水稻誕生于1973年。我也是。
雜交水稻是一個利用雜種優(yōu)勢的系統(tǒng)工程。
而水稻雜交,是傳統(tǒng)水稻育種的第一步。就是根據(jù)選定的育種目標,選擇兩個不同的水稻,來進行異花授粉。比如說要選育一個優(yōu)質(zhì)抗病的水稻新品種,你可以選擇一個品質(zhì)好的,一個抗病的,來進行雜交。雜交能夠?qū)崿F(xiàn)基因重新組合,有機會把優(yōu)質(zhì)和抗病聚合在一起。
正常的水稻是自花授粉,雌花雄花同在一起。所以雜交就需要人工操作,在開花的時候,把一個品種的雄蕊去掉,把另一個品種的花粉抖落進來。也就是說,雜交的第一步是去雄。
去雄的方法有多種,最傳統(tǒng)的是拿小剪刀把穎殼上部剪去,又不能傷害到花器官。然后用鑷子把六個雄蕊一個一個除去,留下雌蕊,仿佛是一個小小的眼科手術(shù)。這樣的去雄方法,需要非常專注,眼睛也得分分鐘盯著。一般技術(shù)人員,一個下午也做不了十多個。另一個方法就是真空吸收去雄,通過一個真空棒吸,來吸掉雄蕊。這樣效率高,一天可以完成很多不同品種的雜交。我在農(nóng)大讀書實習的時候,就跟著老師做過不少。當時還覺得挺好玩,呼呼一下雄蕊就被吸走不見了。我們還用溫燙去雄,因為雌蕊與雄蕊對溫度的敏感度不一樣,把即將開花的稻穗收拾干凈,用45度的溫水浸泡5分鐘,就可殺死雄蕊,而保持雌蕊的活性。
后來人們又在實踐中發(fā)明幾種新方法,效率更高了。一種是利用二氧化碳包住,溫室效應下,稻穗很快就齊齊開花了,雄蕊伸出穎殼之外老長,然后用手指輕輕彈掉即可。另一種是在前一天完成剪穎,然后往稻穗上灑水。待第二天清晨,雄蕊已大部分伸出且變成了褐色,本身已經(jīng)失活,也是用手指輕輕彈去即可。
把雄蕊去掉之后,用套袋套好,用別針固定好。同時記上兩個雜交親本的名稱或者編號、雜交日期等,以便溯源。套袋是為了隔離,保證一個小空間的純凈,嚴防田間其他花粉亂入。然后就可以拿取另一個親本的雄花,來授粉。已經(jīng)開花的,需要輕取輕拿,以免花粉隨手散落。有時另一個親本還沒開花,可以剪取待開花的稻穗,在水里蘸一下,用布條或者自己的衣角擦干。稻穎殼因為直接吸收了水分,很快就張開了。授粉時,一手把已經(jīng)包好的套袋打開,一手把開花的稻穗靠近套袋上方,輕輕抖動?;ǚ劬腿缑氂?,灑落在套袋里頭,陽光下看得清清楚楚。
有一年春天在海南,當我跟幾位年輕的調(diào)研人員講解這些過程的時候,她們覺得奇妙也覺得好玩。她們努力走到稻田中央,輕輕用手指去彈了彈稻穗,對著陽光看了看,確實就看見了毛毛細雨,那是成千上萬粒的花粉,或者說是最小的雨。她們樂不可支,自己也笑開了花。
雜交需要兩個水稻親本同期開花,專業(yè)術(shù)語上講是花期相遇。簡單說就是約好了,我倆什么時候見面。我和王志義見面于2000年前后,那時我們都還青春年少。為了培育更好的水稻,我負責在田間觀察各種水稻的好與不好,他負責做水稻雜交。他的技術(shù)熟練,速度奇快。他拿一個眼科剪刀剪穎殼,刷刷刷的,好像是他在帶領(lǐng)一穗又一穗的稻花,在指尖跳舞,真是一場自在飛花輕似夢。
水稻開花都是在正午。農(nóng)忙季節(jié),我們兩個經(jīng)常是頂著烈日,一天完成幾百個水稻雜交,然后就在椰子樹下打一會兒盹。順便想了一想,今天的雜交會結(jié)出什么果。
山有木兮木有枝。田有禾兮,禾也有枝。
水稻的枝叫作“分蘗”,《齊民要術(shù)》里稱“分蘗”為“科”。如今農(nóng)民也還稱“分蘗”為“發(fā)科”。
科從基部莖節(jié)發(fā)起,主莖節(jié)上長出的是第一次分蘗,從第一次分蘗上又能長出來二次分蘗,是以一粒種子可以生長出多個分蘗。一個分蘗會抽出一個稻穗。古時就有“九穗十三穗,倘生于一干”之說。所以田間的水稻,看上去是一叢一叢的。
一畝田的水稻,大概有2萬叢。一叢水稻長幾個分蘗,就能算出一畝田有多少稻穗,多少產(chǎn)量。為此,農(nóng)民在秧田育苗的時期,就注意培帶蘗壯秧。秧苗就茁壯的自帶分蘗了,等于是有先發(fā)優(yōu)勢,希望一塊田里能多長些出稻穗來。
分蘗是受光照、溫度、水分、肥料、空間大小影響的。一塊稻田里,分蘗也不是越多越好,太多了會蔭蔽,反而影響產(chǎn)量。而且后續(xù)長出來的分蘗相對弱小,有的甚至不能長成穗子。再而且,分蘗多了稻穗會變小,結(jié)實也會受影響。這也好理解,什么樣的莖稈承受什么樣的稻穗。如果七八十個分蘗,稻穗就會小得跟狗尾巴草似的?!跋壬呙烂?,后生者為秕?!币豁椫匾奶镩g管理工作,就是烤田。等分蘗長到一定程度,就把田烤干,把田地曬得裂開,控制無效分蘗的肆意生長。
當年我開始上班的第一件事,就是在田里數(shù)分蘗。盛夏炎熱的稻田,熱浪滾滾,根本讓人一分鐘也待不住。我也得艱難地貓在田里,彎腰弓背地扒開一叢一叢的稻子數(shù)數(shù),一二三四五,一二三四五六七,這個稻子有多少個分蘗,那個稻子有多少分蘗,分別記錄。當時我從事新品種試驗,來自全國各地的水稻新品種,都種在試驗田里比賽。一畝多少穗,一穗多少粒,一粒多少重,需要通過取樣的方法,來測算一塊田的產(chǎn)量,這也是對一個水稻進行描述的基本功。數(shù)完分蘗量身高,數(shù)完稻粒稱重量。大半年里,腦子嗡嗡嗡的,盡是些數(shù)字加減乘除,可是水稻的印象也第一次鉆進了腦海里。
也是在我上班的第一年,國際水稻研究所的著名育種家?guī)煳鞑┦縼碓L,那是還是青年的錢前老師,興沖沖地去田里挖了一株稻子來,滿腿泥巴來到會議室。庫西博士一看,哇,好神奇,一個不會分蘗的水稻。我們也都好奇,我也是第一次覺得水稻這么好玩。后來錢老師他們把這個不會分蘗的基因克隆了,發(fā)在《Nature》上,是我國科學家在權(quán)威雜志上發(fā)表的第一篇生命科學基礎(chǔ)研究論文。
在工作中我也慢慢地去領(lǐng)悟,水稻作為一種群體植物,一定有它的社會行為。分蘗的強弱與多少,事關(guān)最終產(chǎn)量構(gòu)成的穗數(shù)、粒數(shù)、粒重三因素,甚至稻米品質(zhì)。總體上卻是要趨于一個平衡的,有時候是要多分蘗,有時候是要大分蘗,因地制宜,因種制宜。我是偏向于培育一些多分蘗的新品種,這樣的品種適合密植。想起曾經(jīng)鼓吹過的萬斤高產(chǎn),主要就是密密密,密到人工去堆積,堆積成山。一定的密植是有道理的。
我還以為,多分蘗等于多分擔,不用一莖之力,去承受生命中不能承受之重。
千堆雪,萬種稻。哲語說沒有一朵雪花是相同的,水稻也是有千千萬萬種。
水稻世界里,比如按照生育期或栽培季節(jié)來分,有早稻、中稻、晚稻;按照類型來分,有秈稻、粳稻;按照直鏈淀粉含量來分,有粘稻、軟米稻、糯稻;按照資源來分,有老品種、地方品種、栽培種等等。每一種分類,又都有成百上千的品種。而細到用某一個植物性狀來劃分,更是不計其數(shù)了。
水稻它比樹古老,比山年輕。幾千年來微風一樣地成長和蔓延,使得我國的水稻資源非常豐富多樣。位于杭州富陽的中國水稻研究所資源庫里,就雪藏著七萬余份各種各樣的水稻資源。一排排整齊的鋁盒子里裝著冰涼的稻種,看上去神形相似,卻各自身懷絕技。它們有的高產(chǎn),有的優(yōu)質(zhì),有的抗病蟲,有的耐逆境。種在田里,高高低低的,披頭散發(fā)的什么都有,“像是被狗啃了”。水稻不會走動,也不會交頭接耳,好在科學家們懂得它們意思,會幫助它們實現(xiàn)一些目標。所以有的水稻看上去一無是處,但不知道什么時候就被挖掘出了一個好基因,培育出了一個好品種。
遺傳資源的多樣性,給現(xiàn)代科學提供了更多可能。而多樣性更多的意義在于保證物種本身的繁衍,保持與生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系。山水林田湖草,都是生命共同體,世間萬物都是有聯(lián)系的,牽一發(fā)而動全身。一只蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能會在美國的得克薩斯引起一場龍卷風。我一個大學同學,畢業(yè)后從事稻田的生物多樣性研究。稻田的雜草,小蟲子都是她密切關(guān)注的對象。某年某地田里的什么蟲子少了,什么雜草多了,都會引起她的警覺。
確實,由于人類活動對自然的開發(fā)速度加劇,自然平衡受到了很大影響,每年都有數(shù)萬種已知物種消失。為此,聯(lián)合國大會專門確立5月22日為國際生物多樣性日,就是為了保持自然系統(tǒng)的健康可持續(xù),以自然之道,養(yǎng)萬物之生。
同一個物種內(nèi)也是如此,品種資源單一也存在相當風險。1970年美國雜交玉米大減產(chǎn),原因就在于當時雜交玉米推廣很快,一種叫作T型細胞質(zhì)不育系產(chǎn)生的種子占了全美國玉米商品種子的85%,造成針對性的玉米小斑病菌T小種的大流行。有時生命就是這么不堪一擊。我國在發(fā)展雜交水稻的時候就非常注意這點,在最早的野敗細胞質(zhì)雜交水稻基礎(chǔ)上,先后研發(fā)出了印水型、紅蓮型、矮敗型、岡D型等多個不同的不育細胞質(zhì),能夠有效避免單一資源可能引起病害流行的隱患。
雖然我們說天下并不存在一個完美的水稻,然而生命的魅力在于多樣,多種多樣的水稻,也聰明地保持了某種和諧平衡。農(nóng)民院士、云南農(nóng)業(yè)大學的朱有勇教授,1982年就開始研究以生物多樣性來控制植物病害,如在一個矮稈的水稻品種里種上幾行高稈的品種,一塊秈稻品種田里種上幾行粳稻品種,來檢驗稻瘟病的抗性。通過18年1000多個試驗,結(jié)果真是意料之外又在情理之中,由于品種遺傳背景的差異,稻田的病蟲抗性得到了顯著提高。有勇有謀的生物多樣性試驗,回答了一個“和諧共生”簡單而又復雜的科學問題。
“綠波春浪滿前陂,極目連云?稏肥?!钡咀邮且环N群體植物,我們平??吹降牡咎?,都是成畝成片種在那里,有成千上萬的水稻們擠擠挨挨生長在一起,并沒有單個的“你”。所以水稻生產(chǎn),除了品種本身的特性,還受到周圍環(huán)境的諸多影響。
一個品種的產(chǎn)量表現(xiàn)如何,大體是由這個品種的本身基因決定的。一株稻子有多少個稻穗,一個稻穗有多少粒,一粒稻子有多少重量,科學家都克隆到了許多相關(guān)的控制基因。事實證明也是如此,某個關(guān)鍵基因的變化,的確會顯著改變一個稻穗的模樣、增加或減少一株水稻的產(chǎn)量。然而很多時候,這種結(jié)果只是一個基因單獨拿出來分析的時候。
可是我們種水稻,不會只種一株幾株啊。一旦植入到一個現(xiàn)實的大群體里,品種之間、群體之間、環(huán)境之間,勢必會出現(xiàn)錯綜復雜的相互作用。如同一個基因入了大海,很容易會被環(huán)境淹沒。
業(yè)內(nèi)平常講的多的一句話是:“基因為王,環(huán)境為后?!被蛴袝r候還得聽環(huán)境的?;蚺c環(huán)境存在多種多樣的相互作用,土壤、光照、溫度、水分、空氣等等,哪怕土壤里某種成分的多少,這些環(huán)境因素都會或多或少對水稻生長產(chǎn)生影響。有的品種在這里長得好,換了地方并不一定就很好。一輪明月,兩地不同。所以在評價一個品種優(yōu)劣的時候,也不能以一個地方的結(jié)果說了算。要看多地、多年的不同環(huán)境試驗結(jié)果。
有幾年我在從事水稻品種的區(qū)域試驗工作,在南方十個地點同時進行一項不同品種的產(chǎn)量試驗。各種水稻試驗數(shù)據(jù),包括環(huán)境氣候的,就像一條河流,嘩嘩地來。去偽存真之后,噼噼啪啪地輸入電腦,進行統(tǒng)計分析。當時剛好學習了一個新的數(shù)學統(tǒng)計模型,AMMI模型,效應可加互作可乘,是綜合考慮了環(huán)境因素的。然后我就依據(jù)氣象數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),六七月間的降雨,對水稻產(chǎn)量確實影響蠻大的,還寫成了論文發(fā)表。
其實吧,六七月間是江南梅雨季節(jié),這個時期是早稻抽穗灌漿的關(guān)鍵時期,降雨肯定對稻子有大影響啊,種地的農(nóng)民閉著眼睛都知道。我無非是“多此一舉”,說明這個影響是真的??蒲杏袝r甚是無趣。
當然,稻子也懂得逆來順受。遇到環(huán)境變化,會啟動一系列應急措施。比如土壤磷元素缺乏時,植物會感受到一種磷饑餓,植株體內(nèi)就會進行一系列一連串的基因表達和修飾,以盡力去適應。不過我也看不到,我最多看到葉片怎么有點發(fā)黃了。
這個夏天,氣候環(huán)境又是非同尋常。超長的梅雨季,感覺夏日炎炎還沒來呢就一陣風似的立秋了。在田間,有些不育的水稻突然就變?yōu)榭捎???墒菑臍庀髷?shù)據(jù)來看,七月的氣溫也不至于低到24度。昨天我就在想,除了24度的溫度影響水稻育性外,也許還存在一個相對溫度。這個相對溫度,打亂了水稻的正常發(fā)育節(jié)奏。
AMMI模型很有意思,可以根據(jù)各種環(huán)境因子的數(shù)據(jù),模擬出一個水稻品種的最佳種植區(qū)域。我畫出了不少這樣的路線圖,不過估計也沒幾個人用過。
中午路過一個烘箱,被一陣稻草香香到了。隔壁實驗室正在烘稻草。烘稻草干什么?他們是要用來測定干物質(zhì)的重量。
聊了會才知道,他們這個試驗設(shè)計了密度、肥力、溫度三個因子的梯度,來看看環(huán)境對收獲指數(shù)的影響。收獲指數(shù)是一個商值,是稻谷重量除以水稻植株的總體生物量的比值。就好比付出與收獲,代表的幸福指數(shù)。付出的多,自然收獲的多。當然,收獲指數(shù)更是在衡量一種生物效率,追求以相對少的生物量,獲得相對多的收獲。
我國古代對此有初步的記載,《呂氏春秋·審時篇》對禾、黍、麻、稻、菽、麥等6種作物得時與失時的利弊比較之后,總結(jié)出來說:“是故得時之稼興,失時之稼約。莖相若而稱之,得時重者,粟之多?!痹谝欢ㄉ锪織l件下比較其籽粒重量,是收獲指數(shù)的初步概念。有報道顯示,水稻的收獲指數(shù)從過去的0.3提高到了0.5左右,少部分品種甚至達到了0.55。一百斤的植株生物重量,可以收到55斤稻谷。這從品種的育種進步來看,也頗為相符。水稻從高稈變矮稈,生物產(chǎn)量看似降低了,收獲指數(shù)卻得到顯著提高,穗子增多,又不容易倒伏,保護了產(chǎn)量不損失。后來雜交水稻的發(fā)明,雜種優(yōu)勢使得生物量高大威猛,而保持了相對高的收獲指數(shù),使得產(chǎn)量又增加一截。
一塊稻田,如同一個植物生產(chǎn)車間。水稻通過光合作用、生理代謝、蒸騰作用等來有效地利用光、溫、水氣等原料,源源不斷生產(chǎn)出我們需要的糧食。從莖葉之源頭,光合產(chǎn)物流暢地轉(zhuǎn)化輸送存貯到籽粒這個“庫”,形成了一條“源-庫-流”的糧食產(chǎn)出路線。增源擴庫,各類物質(zhì)在植株體內(nèi)流暢地流轉(zhuǎn),成為一個強健水稻走向更高產(chǎn)量的內(nèi)在要求。
所以精確測定收獲指數(shù),除了看得見的農(nóng)藝指標,有時還需要弄清楚植株體內(nèi)的一些生理內(nèi)容,就像驗血。我們可以利用技術(shù)和儀器,來測定它的葉面積、光合速度、葉綠素含量、氨基酸含量、根系活力、超氧化物歧化酶等等一些重要的生理指標??纯粗仓牦w內(nèi)各項指標是否正常?;蛘哒f是否有特別好的指標,可以加以選擇。比如超氧化物歧化酶的含量,可以衡量一種植物對逆境的適應能力。
在育種過程中,我有時也背著光合儀器在田間測量不同品種的光合速度,手持葉面積儀,測量葉面積大小、葉綠素含量等等。結(jié)合產(chǎn)量結(jié)果,通過一批批生理數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),有些稻葉是大而無當,優(yōu)良的稻種一定是相互協(xié)調(diào)的。
想起大學實習的時候,在一個實驗室里,用烘箱烘好一節(jié)一節(jié)的莖稈,一張一張的葉片,一邊稱重記錄數(shù)據(jù),一邊給烘箱里扔進一個小番薯。數(shù)據(jù)記錄好,小番薯也烘好了。夜幕降臨,回學生宿舍的路上,吃著自己烘的小番薯,真是美味。沒想到第二天,實驗室還彌漫著一股烤番薯味,狠狠被老師訓了一頓。
米飯的香味稍縱即逝,稻草的烘香歷久彌新。我又故意多站立了一會,猛虎細嗅。
陶潛先生說,“有風自南,翼彼新苗。”暖風吹過,秧苗在田里喜滋滋地生長,想想真是一幅美好的稻田畫面??涩F(xiàn)實經(jīng)常不是如此。
猶如生老病死是生命的常態(tài),現(xiàn)實里的稻子也三天兩頭會得個感冒發(fā)燒什么的。水稻的幾種主要病害,紋枯病、稻瘟病、白葉枯病、矮縮病,都是由真菌、細菌、病毒侵染引起的。最常見的紋枯病,是太容易發(fā)生了,可以說幾乎難以幸免。溫度稍高稍濕潤,真菌就繁殖得幾何級數(shù)一樣快,有些稻禾不免沾染,稻腳上的葉就開始發(fā)枯霉爛。嚴重的會一路枯萎到頂,一旦紋枯病“通頂”,稻子就幾乎要絕收了。“今年粳稻熟苦遲,庶見霜風來幾時;霜風來時雨如瀉,杷頭出菌鐮生衣?!碧K學士在黃州東坡種稻,也親身嘗歷過稼穡的艱難。
第二常見是稻瘟病,也是由真菌入侵引起。稻瘟的“瘟”,從小就會在葉片上發(fā)作。抽穗了又會在莖節(jié)上,枝梗上,穗子上,谷粒上到處發(fā)生。發(fā)病的地方,一片焦頭爛額的樣子,讓人頭疼,也令人生憐。如果發(fā)生在莖節(jié)上,那整個穗子就再也灌漿結(jié)實不了了?!短旃ら_物》認為,稻瘟是多雨之年,鬼火在游燒。凡禾穡葉遇之,立刻焦炎。嚴重起來好像火燒過似的。
還有白葉枯病,由細菌侵染發(fā)生,也都跟天氣有很大的關(guān)系。廣東一帶有民諺說,白露雨為苦雨,稻禾沾之則白飏。白葉枯病通常在稻子抽穗前后的頂部葉片發(fā)生,傷害之后葉片發(fā)白,不能再進行光合作用。
而矮縮,古時叫“縮科”,是稻苗因為感染了黑尾葉蟬、飛虱攜帶的病毒,內(nèi)火燒心生長受挫,縮成一副長不大的矮矬模樣。因為寄主是飛來飛去的,矮縮病也不時在不同的區(qū)域爆發(fā),防不勝防。
是病就得治。針對不同的病菌病毒危害,對癥下藥是必須的,畢竟我們種植水稻是為了收獲更多糧食。當然更重要的還是預防。培養(yǎng)健康的稻苗,營造通風透光的稻田小環(huán)境,讓稻苗不停地接受鍛煉,都能增強對病害的抵御。就如同我們?nèi)?,身體健康強壯了,抵御不良外界的能力自然增強了。
不過農(nóng)業(yè)確實是要看天的臉色。對于病害而言,有時是給個陽光就燦爛,就這么簡單。晴霽三日,也許就百病皆除,粒粒皆生。
更為主動有效的治,應是植物體自治。長期以來,科學家培育改良了很多的抗病品種,也發(fā)現(xiàn)和克隆了數(shù)十個抗病基因,這類攜帶優(yōu)良基因抗病品種的推廣應用,很大程度上減少了病害帶來的損失。比如最早發(fā)現(xiàn)抗白葉枯病的基因Xa21,抗病性能非常明顯,在現(xiàn)代培育品種里已獲得廣泛應用。
植物的身體,面對病菌來襲,當然也有自己的免疫防御體系??茖W家進一步深入研究了植物是怎么“舉起自己的武器”來抵抗病菌的。遇到病菌來犯,植物的“烽火臺”會迅速傳遞信號,從一個細胞傳遞到一個細胞,甚至從一個細胞膜到一個葉綠體,告訴伙伴團結(jié)起來,抵抗侵染。2019年中國科學院團隊在冷凍電鏡下清晰地“目睹”了一種植物抗病的神奇過程,抗病蛋白5個一組,抱團形成“風火輪”,引導被感染的細胞自殺并與病菌同歸于盡,從而保護好其他健康細胞的安全。
生命有時就是在脆弱中強大。危急時刻,也還有“哪吒”駕到。
天一生水,水生萬物。植物為了維持正常的生命活動,需要源源不斷的水分供應。水稻姓水,天生喜水,喜歡風調(diào)雨順。
《史記·貨殖列傳》記載:“飯稻羹魚,或火耕而水耨(nòu)?!被鸶欠呕馃ルs草,開墾出來田地種植谷物。而水耨,是將水灌入農(nóng)田,滋養(yǎng)生長?,F(xiàn)在來看,每一塊標準的稻田,都有一個小小的給排水工程,各有一個進水口和排水口,灌得進來也排得出去。
這樣說,讓人感覺稻田會用掉很多水,何況稻田里確實經(jīng)常淹著水,水波盈盈,有時還看見魚蝦游來游去。其實不然,稻田的水是流動的,如同流在河里,也是水循環(huán)的一個環(huán)節(jié)。所以稻田也是全球最大的人工濕地,稻田的水分也會通過蒸發(fā)和植物蒸騰作用釋放到空氣中,化為云朵化為降雨。稻子自身的生長并不是要用掉那么多水的。
稻子生長需要的水分,會參與光合作用,把水和二氧化碳吸收轉(zhuǎn)化為有機物。當然,這個水分不是自己流進去的,而是植物用力吸收進去的。植物細胞壁是一堵活墻,會擋住流水的腳步。植物是通過蒸騰作用產(chǎn)生張力,才提供了水分在植物體內(nèi)運輸?shù)膭恿ΑR蝗荒阋詾樗质悄睦飦淼牧α?,怎么能從根部流到高處的?植物身上有密密麻麻的氣孔,通過氣孔的開閉來保持莖葉水分。有時水喝多了也會吐,好像出汗。比如在夏天的早晨,我們會在許多稻葉子上看到滴滴汗珠,亮晶晶的,但與水汽凝結(jié)形成的露水不同,植物的汗水里含有鹽分和其他物質(zhì),嘗一嘗是咸的。
植物的水分如同人的血液,貯藏在細胞液泡里。生理上來說,植物組織里有一種水孔蛋白。像一個水泵,專門泵水的,從一個細胞跨越到另一個細胞,借此適應生命活動。有時水孔蛋白會攜帶其他營養(yǎng)元素一起運輸。有時營養(yǎng)元素也走自己專門定制的綠色通道。遇到不良環(huán)境時,這個水分的平衡也難免會被打破。當然,水稻它也有一定的自我調(diào)節(jié)能力。而且有一類水稻就叫作旱稻,適宜生長在缺水灌溉的山地。旱稻比一般水稻擁有發(fā)達的根系,水孔蛋白也多,就有利于吸到更遠的水分,遇到干旱來襲,旱稻的葉片會卷起來,以減少水分散發(fā),做到開源節(jié)流。
我一個師弟在稻田里就發(fā)現(xiàn)了一個非常害羞的水稻。中午大太陽下就把葉片卷的嚴實,早晨與傍晚就正常張開。好像含羞草,所以我也建議他命名為害羞稻。后來好巧,我一個同學先把它克隆出來了。我同學老張叫它是午睡稻,中午會打瞌睡的水稻。老張研究發(fā)現(xiàn),水稻這個自己包花卷的行為,確實是跟耐旱有關(guān)。
上善若水,水是生命的靈魂。哪怕曬干的稻米里,也還有14%的水分。所以米蟲可以借此生活。真的完全失水,那是化成灰了。
一水護田將綠繞,兩山排闥送青來。青青稻田,有的條件好些,儲存了夠深的水,真可以養(yǎng)魚呢。魚在稻中游,稻在魚中搖。比如青田稻魚共生系統(tǒng),還是我國第一個世界農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)。
人們耕作土地,撒播好的種子,是為了收獲更多的糧食??墒强傆忻糠倍嗟碾s草,不請自來,而且來者不善。哪怕在一小塊稻田里,平均也有60余種雜草,跟稻子爭陽光搶營養(yǎng)。什么稗草、雜草稻、牛筋草、葉蓼、莎草、野荸薺、野燕麥、打碗花、節(jié)節(jié)草、馬唐、繁縷等等,不一而足。造成水稻良莠不齊。
雖然雜草本身沒什么錯。然而我們種稻子,總不忍把它種成一片草原。所以怎么辦,要除草。
“鋤禾日當午,汗滴禾下土?!背菔且豁梽趧訌姸阮H大的體力活,也是一項技術(shù)活。小時候經(jīng)常被父母派去拔草。有時為了喂養(yǎng)兔子,有時為了稻田干凈。小兔子乖乖,拔草就覺得好玩。蹲在稻田里拔除雜草,就覺得日頭好曬。
最常用的除草技術(shù)是中耕除草,也就是辛勤耕耘的耘。耕是播種之前的整地,耘是播種出苗之后的中耕,中耕利于除草和培土?!爸斘痧B(yǎng)稂莠,莠盛稻苗傷。”(水調(diào)歌頭·嶺嶠轉(zhuǎn)和氣)稻田間稗草為害最大,去除稗草宜早不宜遲。然而稗草小時與秧苗極為相似,很難辨別,而且你休息它也休息,你發(fā)芽它也發(fā)芽。只是稻秧微黃,稗秧肥綠。水稻葉片有毛狀的葉耳,而稗草則沒有。可是說說容易認認難。傣族古歌謠里有寫道:“稗子是秧苗的敵人,專吸土中肥,比秧苗還長得旺。阿妹啊,薅秧時要提防,別把稗子當秧薅?!?/p>
稗草種子小如芝麻,也容易混在谷種里。其實我剝開稗草的種子看過,它的種皮是光潔發(fā)亮的,也藏了一小肚子淀粉,味道跟蕎麥的差不多。
還有一種雜草稻,也稱為鬼稻。看上去是一株稻子沒錯,可是已經(jīng)被定性為是一種惡性雜草。在南方北方的稻田里,危害都在變大。雜草稻在田間非常顯眼,鬼頭鬼腦的,它的穎殼上有紅芒,種皮也是紅色,非常容易落粒,這些特性都非常像野生稻。我覺得雜草稻是一種返祖現(xiàn)象,是對人工馴化作物的一種自然反抗。
現(xiàn)代人聰明,早早發(fā)明了除草劑。號稱只除草不傷稻苗。但是界限并不清晰,有時看到除草劑噴灑過的田埂,邊上的稻子也多少受到傷害。除草劑的使用,使得生命慢慢折磨死去,非常殘忍。歷史上嚴重的一次,1964年至1971年,美軍向越南一片森林噴灑了1200萬噸的橙劑,一種混合的類除草劑。美軍惡意使用橙劑是為了讓越軍部隊無處藏身。然而這一行為害苦了大量越南百姓,也為世人所不齒。五十多年過去了,這片森林依然沒有恢復過來。有輪回意味的是,后來絲茅瘋狂長滿了整片林地,被當?shù)厝朔Q為“美國雜草”。又后來,美國雜草躲在從亞洲進口的盆栽植物里潛入了美國,在美國南部肆虐。
封閉也是除草技術(shù)一種。比如稻田淹水,一來滿足稻子喜水生長,二來也是為了不讓雜草冒頭。我看到研究所同事發(fā)明了一項除草新技術(shù),機械播種的稻田,順帶了機械薄膜覆蓋,封閉起來寸草不生。
然而雜草從來也除不干凈。青青河邊草,悠悠天不老。一畝稻田可能含有成千上萬的休眠雜草種子。剛剛拔過草的稻田,過不了幾天又是小花小草地琳瑯滿目。而且雜草的種子自帶十八般武藝,芒、針、翅、毛、粘、刺、鉤,隨時準備擴充自己的領(lǐng)地。也難怪有人研究認為,除草反而會刺激雜草生長。正所謂野火燒不盡,春風吹又生。
你強它就弱。我以為聰明友好的除草原理是讓稻子先生長。農(nóng)民朋友在水稻下種的時間里,講究整地平整,講究冷尾暖頭,讓稻子領(lǐng)先一步扎根長苗,雜草就控制住了一大半。
(責任編輯:馬倩)