文|南農(nóng)宣
雖已87 歲高齡,但蓋鈞鎰仍然奮戰(zhàn)在科研一線:埋首實驗室、奔走田間地頭。身為中國工程院院士、大豆遺傳育種學(xué)家,他將一個甲子的歲月獻給了我國的大豆事業(yè),為的就是“讓老百姓吃著中國豆子打出的豆?jié){、磨出的豆腐”。
蓋鈞鎰研究大豆60 多年,被稱為“大豆院士”?!耙簧粸槎?jié)M倉”,是對他一生奮“豆”的生動詮釋。
1953年,蓋鈞鎰高中畢業(yè)上大學(xué),想學(xué)理科的他機緣巧合,以優(yōu)異的成績被南京農(nóng)學(xué)院(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)前身)錄取。回憶當(dāng)時,他說:“高中時,我就立志長大要當(dāng)科學(xué)家,通過科學(xué)來強國,為國家作出貢獻?!?/p>
當(dāng)時的南京農(nóng)學(xué)院聚集了一大批農(nóng)學(xué)方面的專家,名師薈萃,師資雄厚,這些教師都曾留學(xué)國外,滿懷著對祖國的熱愛回國參加新中國的建設(shè)。蓋鈞鎰幸運地遇到一批優(yōu)秀農(nóng)學(xué)家,聽了育種課后產(chǎn)生了濃厚的興趣。
蓋鈞鎰師從著名的大豆遺傳和試驗統(tǒng)計學(xué)家馬育華教授。當(dāng)年,馬教授在南京農(nóng)學(xué)院重新建立了大豆育種計劃,開展江淮下游地區(qū)大豆地方品種研究、大豆新品種選育和大豆數(shù)量性狀遺傳研究,也將蓋鈞鎰引進了大豆科學(xué)的大門。
1957年,蓋鈞鎰大學(xué)畢業(yè),本打算去東北開荒,學(xué)院卻希望他留校任教。他對學(xué)院人事部門的同志說:“我口才不好,想做研究?!比耸虏块T負責(zé)人當(dāng)即表態(tài),好?。●R育華教授正好需要助手,你就跟他一起做研究吧。
1958 至1959 年,蓋鈞鎰主動申請去蘇北農(nóng)村與農(nóng)民“同吃同住同勞動”。那時候,物質(zhì)生活水平普遍不高,農(nóng)村更差。在最困難的時候,農(nóng)民心疼他們這些城里來的年輕人,把最好的給他們吃,自己寧可吃蘿卜玉米糊。蓋鈞鎰當(dāng)時就想,農(nóng)民真好,我們的農(nóng)業(yè)科技一定要為他們服務(wù)。當(dāng)時有一個信念在他內(nèi)心不斷升騰:一定要培育出好品種。
1963 年,蓋鈞鎰又報考了馬育華教授的研究生,在上世紀(jì)60 年代初參加育成并推廣了南京農(nóng)學(xué)院第一批大豆新品種南農(nóng)493-1。上世紀(jì)70年代初期,他育成的南農(nóng)1138-2 品種在長江中下游地區(qū)推廣獲得成功。
“我很幸運,趕上了好時候,遇到了好機會?!鄙w鈞鎰?wù)f。1980 年,他又迎來人生的轉(zhuǎn)折點。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)推薦首批國家公派出國訪問學(xué)者,英語較好的他獲得了去美國進修的機會。
在美國兩年半的時間里,蓋鈞鎰考察訪問了美國大豆產(chǎn)區(qū)12 個州的大學(xué)。他發(fā)現(xiàn)美國大豆專家正到處收集中國大豆的種質(zhì)資源,美國人用中國的大豆種質(zhì)資源做進一步科研,然后再反過來掙中國人的錢。蓋鈞鎰意識到中國的大豆種質(zhì)資源是寶貴的財富?!岸?dāng)時的中國作為大豆原產(chǎn)國竟然沒有系統(tǒng)研究收集,那時我就暗下決心,一定要研究中國自己的大豆種質(zhì)資源?!鄙w鈞鎰回憶道。
回國后,蓋鈞鎰確定了以大豆遺傳資源作為重點的大豆遺傳改良研究方向。他安排學(xué)生去南方農(nóng)村收集,寒暑假學(xué)生回家時,也請他們幫忙收集大豆種子。上世紀(jì)80年代至今,蓋鈞鎰的研究團隊收集到約25000 種大豆種質(zhì)資源,并建立大豆種質(zhì)綜合性狀數(shù)據(jù)庫,其規(guī)模僅次于中國國家種質(zhì)庫和美國農(nóng)業(yè)部大豆種質(zhì)資源庫,為中國第二,世界第三。
如今,他的科研團隊收集大豆種質(zhì)資源的腳步仍沒停歇,因為在很遠的西南山區(qū),還有大批的傳承幾千年的大豆種質(zhì)資源等待收集。在蓋鈞鎰心中,收集中國原產(chǎn)地的大豆種質(zhì)資源,就是在積累國家財富。
在很多老師和博士生眼中,蓋鈞鎰簡直是個“工作狂”?!懊刻煸缟? 點半準(zhǔn)時來到辦公室,下午六七點才回家,我們每周的組會他基本上都會參加?!辈┦可喝椒Q蓋鈞鎰為“嚴(yán)師”,從課題選取到實驗每項結(jié)果的驗收,蓋院士都會層層把關(guān),“當(dāng)然,他也時常幫我們出出點子,看如何在地里做更多的事?!?/p>
蓋鈞鎰查看大豆長勢
讓有限的耕地上長出更多豆莢、更大豆粒,正是蓋鈞鎰60 余載不斷求解的科學(xué)課題。
雖然大豆育種取得階段性成果,但從全國層面來看,大豆還是要從國外進口。自1995 年開始,作為大豆原產(chǎn)國,我國種植面積和單產(chǎn)遠低于世界發(fā)達國家,已從大豆凈出口國變?yōu)槭澜绱蠖棺畲筮M口國。“2017年,我國大豆凈進口量更是高達9542萬噸,是國內(nèi)產(chǎn)量的近6 倍?!蔽覈蠖巩a(chǎn)業(yè)的尷尬境地?zé)o時無刻不揪著蓋鈞鎰的心,“中國人的飯碗要牢牢端在自己手中,大豆培育工作必須持之以恒做下去?!?/p>
“我國大豆單位面積產(chǎn)值較低,對農(nóng)民來講,種植大豆的收益遠遠比不上水稻等其他作物?!鄙w鈞鎰介紹,和美國等發(fā)達國家相比,我國大豆基礎(chǔ)科研還存在較大差距。從研究來看,從美國進口的大豆,它的血緣來自中國東北。中國東北的大豆到美國不到100 年的時間里,經(jīng)過研發(fā)投入,已經(jīng)培育出產(chǎn)量超過我國的品種。
蓋鈞鎰將高產(chǎn)作為我國大豆產(chǎn)業(yè)的突破口,除通過常規(guī)育種方法選育品種外,還積極探索通過選育高產(chǎn)理想株型來達到高產(chǎn)突破的目標(biāo),主持和參加育成南農(nóng)88-31 等20 多個 大豆新 品種,在長江中下游和黃淮部分地區(qū)推廣5000 多萬畝,大豆畝產(chǎn)提高10%。在他和同事的努力下,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)被批準(zhǔn)建立“國家大豆改良中心”。
這幾年,蓋鈞鎰一直帶領(lǐng)團隊探索和推廣玉米大豆帶狀復(fù)合種植的方法,即在玉米地里同時種植大豆,把玉米的行距放寬,玉米的產(chǎn)量不減低,中間可以多收一季大豆。這項技術(shù),已經(jīng)多次被寫入中央一號文件,并于2022 年示范推廣1500萬畝。
“開始我很擔(dān)心不成功,但去年的驗收結(jié)果給了我們很大信心?!鄙w鈞鎰?wù)f,“大部分的示范田是成功的,比如在山東某地,我們在一畝地中獲得玉米650 公斤,大豆165 公斤。如果這個技術(shù)全面推廣,1 億噸大豆不就有了?”蓋鈞鎰看到了“大豆自由”的曙光,“接下來我們要準(zhǔn)備好打10年的硬仗,下決心去選用適合帶狀復(fù)合種植的玉米品種和大豆品種,研究相應(yīng)的機械設(shè)備和栽培技術(shù),與時間‘賽跑’?!背俗尨蠖垢弋a(chǎn),團隊還在讓大豆有更高品質(zhì)。大豆與牛奶一樣具有9 種人體必需的氨基酸,但不夠平衡,團隊就致力于培育氨基酸組成均衡的新品種大豆,營養(yǎng)價值甚至高于牛奶。直到今天,蓋鈞鎰還保持著每天早上喝一杯豆?jié){的習(xí)慣。蓋鈞鎰?wù)f,路雖遠行則將至,事雖難做則必成,“人的生命是有限的,而大豆的事業(yè)是沒有止境的?!?/p>
經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn),大豆向全球傳播有四條模式途徑,分別是從起源中心到亞洲北部、東部和南部,及從中國東北到歐洲和美洲。這些發(fā)現(xiàn)為理解全球大豆的系統(tǒng)地理學(xué)提供了詳細的說明。
研究人員多年來先后搜集了來自世界上13個地理區(qū)域的371 份大豆種質(zhì),統(tǒng)一在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦實驗站進行種植。蓋鈞鎰介紹說:“我們采集的大豆樣品既有熱帶地區(qū)的,又有寒冷地區(qū)的,為了保證樣品之間的可比性,所有種質(zhì)在春季播種條件下都要生長成熟或接近成熟。因此,實驗地的緯度很關(guān)鍵。南京正好處在世界各地大豆都能生長、開花、結(jié)實的緯度?!?/p>
但在實驗過程中,還是遇到了困難,蓋鈞鎰介紹,“世界各地的材料都拿到南京在春季進行播種,就會出現(xiàn)‘水土不服’的問題。8 月份,來自高緯度地區(qū)的大豆就已經(jīng)成熟了,但由于生育期變短,植株變矮,節(jié)數(shù)少自然產(chǎn)量低。而來自低緯度地區(qū)的大豆,由于日照時間變長,可能到了11 月份還在‘長個’,卻不結(jié)莢?!?/p>
因此,實驗需要通過人為調(diào)控光照時間來滿足大豆的生長條件。通過表型研究發(fā)現(xiàn),大豆性狀的變異范圍非常廣,開花期為30 至123天,成熟期為75 至200 天,主莖節(jié)數(shù)為4 至35 節(jié)。這表明,隨著大豆向世界各地的傳播,它逐漸適應(yīng)了不同的生態(tài)環(huán)境,即日照長度和溫度條件。
“我們的實驗驗證了大豆的傳播路徑和傳播關(guān)系,同時也有利于種質(zhì)資源的應(yīng)用和篩選,給育種提供了可參考的價值和方向?!彼M?,通過此項成果引起人們對大豆研究的重視?!拔覈诖蠖诡I(lǐng)域的研究上存在差距,研發(fā)力度有待加強,科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合非常重要?!?/p>
2023 年1 月5 日,第二屆三亞國際種業(yè)科學(xué)家大會舉辦,并進行了首屆“種業(yè)科學(xué)家獎”頒獎,共有動物、園藝、水稻、小麥和其他5 個領(lǐng)域等的19 位專家、3 個科研團隊獲獎。蓋鈞鎰院士摘得此殊榮。
“我很高興能夠得到大家的肯定,能夠入選實際上是幾十年來我們集體共同努力的成果?!痹谡劦酱舜潍@獎時,蓋鈞鎰十分謙遜。
面對大豆在國家糧食安全中的重要地位,中國尋求大豆“逆襲”之路已是迫在眉睫。蓋鈞鎰介紹,2021 年,他及其團隊首次在三亞進行大豆種質(zhì)熱帶適應(yīng)性鑒定和品種試種,在三亞崖州壩頭基地對1356 份大豆種質(zhì)資源進行適應(yīng)性鑒定,并遴選新近育成的大豆品種進行品種比較試驗,其中4 份大豆品種畝產(chǎn)超過500 斤,遠超國內(nèi)平均畝產(chǎn)270 斤的水平。2022年,該團隊又在三亞鑒定了近1000 份的大豆種質(zhì)資源,更多優(yōu)異大豆有望破土而生。
如何將新技術(shù)高效地應(yīng)用于種業(yè)創(chuàng)新,蓋鈞鎰?wù)J為,除了通過采用生物育種技術(shù)改良品種,還要將種質(zhì)資源的優(yōu)勢充分利用起來。“如果能夠把生物技術(shù)與現(xiàn)有的歷史資源結(jié)合起來,就有超越的可能?!痹谏w鈞鎰看來,目前加快腳步還不算晚,不僅要把資源中的優(yōu)良基因挖掘出來,還要獲得新技術(shù)的加持。通過生物技術(shù)育種、分子育種、設(shè)計育種、精準(zhǔn)育種、大數(shù)據(jù)智慧育種等,把優(yōu)良基因聚合到品種中。
“做研究的人,是沒有疲勞的時候的。人有窮盡,但事業(yè)沒有窮盡,科學(xué)研究是永無止境的。我們?nèi)孕枥^續(xù)努力,我現(xiàn)在仍在帶著一批學(xué)生在做,我們的終極目標(biāo)就是得把中國人的飯碗牢牢端在自己手中!”