5月17日上午,在国家现代农业科技示范展示基地——新乡县朗公庙镇河南科技学院千亩小麦试验示范基地,茹振钢正挥动手中被磨得微微发亮的竹棒,神采飞扬地讲述着小麦高产的奥秘。
在他的面前,前来视察的各地领导、跟踪采访的媒体记者、闻讯而来的种植大户,正津津有味地聆听着科技创新的神奇故事;在他的身后,一望无际的麦田里,长势喜人、丰收在望的麦子,正随着茹振钢手中竹棒的挥动,随风起舞,波浪起伏,仿佛正在唱响中国大粮仓丰收的序曲。
大河奔流,潮涌中原。茹振钢就是靠着手中的这根被业界誉为“麦田指挥棒”的竹棒,大刀阔斧,挥斥方遒,指挥“百农4199”等系列优良小麦品种,以雄浑激昂的节拍、大气磅礴的旋律,演奏了一曲曲保障国家粮食安全的英雄赞歌。
第一乐章 小麦丰收的神器
在金庸的江湖中,东邪西毒,南帝北丐,包括以王重阳和老顽童为代表的中神通,各派武功不遑多让,而且各有绝世神功,成为开山立派的招牌。
在河南小麦育种界也曾出现多个各具特色的代表派系。
改革开放后,在“科学技术是第一生产力”的春风吹动下,在包产到户措施的激励下,农业大省河南迎来了勃勃生机,为后来成为全国粮食生产第一大省打下坚实的基础。而小麦育种界,也先后形成了“郑麦”“周麦”“新麦”“温麦”“洛麦”等几个大的流派。在这其中,以河南科技学院小麦中心为发源地的“百农”系列,多年来成为播种面积最大、增产粮食最多、影响最为深远的小麦品种之一。2021年,作为“百农”系列的当家品种,“百农4199”收获面积稳居全省第二、全国第三。
猎猎风中,黄淮麦区树起一杆大旗,上书“百农”两个大字。
而这根“麦田指挥棒”就成名于这几十年的历练中。1981年,茹振钢大学毕业被分配到河南科技学院,从事小麦育种工作,成为著名小麦育种专家黄光正教授的助手,主攻抗病虫优质小麦育种、小麦新核型创建、基因工程育种等尖端技术,相继培育并推广了家喻户晓的“百农”系列小麦品种——“百农62”“百农64”“百农160”“矮抗58”“百农418”“百农4199”等,解决了高产与抗病的关键问题,为黄淮麦区的小麦生产作出了突出贡献。
40余年来,茹振钢始终奔波在科坛、校园与农田。特别是在小麦生长中后期,每次到田间查看小麦长势,他都随身携带一根1米多长的细竹棒。他风趣地说:“它是一根‘麦田指挥棒’,所到之处,品种育得好、小麦长得壮、丰收有保障。”
“运用之妙,存乎一心。”这根看似普通的竹棒,难道真和武侠小说中的神器一样神奇?5月17日,在国家现代农业科技示范展示基地,茹振钢应记者的请求,现场示范了“麦田指挥棒”的奇妙“棒法”: 一“拨”。手持竹棒向斜下方拨动麦秆,在感受麦穗重量和麦秆弹性的同时,让小麦从侧面露出全部“真容”。茹振钢说,这样可以查看小麦的群体水平,是测量小麦抗倒性和高产潜力的快捷方法,还能快速检查小麦有无病害发生。二“指”。表现突出的“精英小麦”,往往隐藏在其他小麦中,稍有“风吹草动”,就可能“溜”出视线。茹振钢说,小麦育种人一旦发现这样的植株,用竹棒轻轻一指,先“定”住它,再把它标记出来重点培养。三“量”。在浓密的麦秆间,把竹棒垂直立于地面。茹振钢说,观察竹棒立于麦田的高度,能基本估算出小麦的株高信息,并据此判断小麦长势,或者作为育种时挑选“心仪对象”的一个重要依据。
记者仔细观察发现,竹棒上还标有刻度。
这套棒法虽然只有三招,但是招招大巧若拙,就像令狐冲练成的独孤九剑,看似稀松平常,其实直指要害,内含高深的功力和通透的悟性。靠着这套棒法,茹振钢发现了一株株“可造之材”,培育出了“矮抗58”“百农4199”等一系列优秀的小麦新品种,而最新选育的新品种“百农1316”及新品系5819都表现十分抢眼,正成为“百农”系列的未来之星。
众所周知,由于遭遇罕见的洪涝灾害,去年我省小麦普遍晚播。作为河南省小麦产业科技特派员服务团团长,茹振钢四处奔走,到各个生产现场调研考察、在田间地头把脉问诊,每到一个地方,就给当地农户吃下一颗定心丸,每走过一块麦田,都给粮食增产增收带来一份新希望。特别是进入四五月份,茹振钢的“麦田指挥棒”开始施展身手。熟悉茹振钢的农民朋友都说:“那根竹棒是丰收的神器,今年丰收有保证了。”
第二乐章 幕后的武功秘籍
在武侠小说中,武功达到巅峰,“飞花摘叶皆可伤人,草木竹石均可为剑”。对于茹振钢来说,“麦田指挥棒”仅仅是几十年来炼就的火眼金睛的外在体现,其幕后的武功秘籍才是其团队登峰造极的致胜法宝。
谈起科研团队的武功秘籍,茹振钢如数家珍:“以前使用的主要是‘四大仪器’:牙咬、眼瞪、一杆秤,外加一个放大镜。而现在的团队建成的科研神器可以说是国际领先。”
新乡县朗公庙镇毛庄村村头一个不起眼的院落,是河南科技学院的科研基地。基地种着一小片小麦,从一旁的步梯走进种着麦子的地下3.5米深处,迎面是一条长约50米、宽约3米的走廊。这是茹振钢带领团队为了解高产小麦根系动态生长特点而建造的国内首座地下小麦根系观察走廊。走廊两侧全是巨型透明玻璃,打开照明灯后,透过玻璃可以清楚地看到,一簇簇发达的小麦根系就像一根根乳白色的细线,在玻璃后的土壤中延伸。记者看到,尽管地上即将收获的小麦不足一米高,但地下根系却深达数米。“根系研究一直是小麦育种、栽培研究的薄弱领域。”茹振钢说,通过这个设施,小麦在不同生育阶段对水分、肥力等环境条件的需要,不同品种根系的数量、长度及发育状况等,尽在掌握之中。
小麦倒伏是影响小麦产量的重要因素。茹振钢将研制飞行器常用的风洞实验运用到了小麦育种上,建立了数字化风洞实验室。实验室中有12个大涡轮,在涡轮和风洞之间加装隔离栏,最大限度地模拟出自然风,精准地控制风级,可模拟最大10级阵风,实现了在实验室和田间正常生长状态下对小麦单株、群体抗倒伏能力的快速、定量评价与选择。
在河南科技学院的人工气候室内,装有不同小麦品种的育苗桶整齐摆放,计算机实时控制光照、温度、湿度和二氧化碳浓度。“在这样的实验室内,我们可以加速小麦的生长,一年五熟,两年就能完成过去8年的育种工作量。”提起这项新技术,茹振钢颇为自豪。
人工气候室里即将成熟的小麦,进入智能温室种植,像工业产品一样,通过人工气候室和智能温室流水作业,一粒种子一年能繁育出15公斤原种,可以种60亩地,收获2.4万公斤。只需3年,优质小麦品种就可以走出实验室开始大面积推广种植。
在河南科技学院,从茹振钢的分子生物学实验室,到人工气候室,转入智能温室,再到室外试验田,一路走下来,满打满算只需要几分钟时间。就是这几分钟的路径,让小麦可以一年种4次、收4次,让中国的小麦种植飞速发展。
依托人工智能技术、大数据、云计算,开展更加灵活、高速的农业技术研究,茹振钢正带领团队强化科技支撑,大力发展智慧农业,加大农作物新品种的培育、研发与推广力度。
以“百农4199”为例,该品种是由河南科技学院选育的我国第一个高光效小麦新品种,是继“矮抗58”之后又一个极具特色的品种,连续3年成为河南省主推品种之一。面对小麦赤霉病危害严重的问题,茹振钢和团队一道,经过几年的研究,终于把长江流域小麦抗赤霉病的有效基因植入“百农4199”中。小麦赤霉病是小麦生长中后期发生最普遍、危害最严重的病害之一,被誉为“小麦癌症”。有了抗赤霉病这个特点,”百农4199”既高产又安全,深受种植户青睐。
第三乐章 中国粮仓安稳如钢
侠之大者,为国为民。
面对我省小麦育种界各“门派”争先恐后地进行科技创新的良好态势,茹振钢自豪地说:“在小麦生产中,一直是我国自育品种占据主导地位,发挥重要作用。以 2021年为例,我省夏粮总产量380.32亿公斤,比上年增长1.3%。其中小麦总产量380.28亿公斤,占全国小麦总产量的28.3%。小麦播种面积、单产、总产量均继续保持全国第一。而生产这些粮食的小麦品种,全部是我国自主知识产权品种。”
话锋一转,茹振钢教授指出,种源“卡脖子”问题在我国粮食生产中主要体现在骨干亲本的培育上,我们迫切需要把众多的、分散的、复杂的种质资源及其优良基因,集成和应用生物技术等各种技术,创制具有智慧型、数字化特点的骨干亲本,从而促进大品种的产生,让大品种、智慧品种应用于生产。
据悉,他正带领团队对小麦超高产育种进行攻关。除了聚焦小麦本身,茹振钢还把目光瞄向玉米。“玉米是碳4植物,小麦是碳3植物,小麦8个月产量1000多斤,玉米3个月就可以,为啥玉米比较厉害?”茹振钢说,他和团队也在研究杂交小麦,让小麦更高产。茹振钢曾到智利进行考察,发现当地小麦局部已经达到亩产2400斤,“小麦的产量应该说还有比较大的提升空间。我们要实现推广一批、储备一批、研发一批、设想一批核心品种、核心成果的叠加发展技术,用科技引领生产向前发展。”
人才培养是攻克“卡脖子”技术的关键。茹振钢不仅成就了一批领先世界的育种技术,也为中国育种科研播撒下了一批“人才种子”。 在河南科技学院,他的小麦科研创新团队共有38名成员,包括5名教授、18名博士,分属遗传育种、栽培生理、分子生物学等方向,胡铁柱、董娜、陈向东、李淦、冯素伟、丁位华、胡喜贵、王玉泉、吴晓军、金立桥、张金龙、赵来宾、李景辉等,都在各自研究领域崭露头角,有的已取得重大突破。“培育骨干亲本比培育一个品种更重要,培养一个人才比培育骨干亲本更重要。优秀的人才是种业发展最为重要的‘超级芯片’。”茹振钢表示。
2015年,这个科研团队被评为“小麦育种科研创新团队”。今年年初,茹振钢领衔的小麦生物学与遗传育种教师团队荣获“全国高校黄大年式教师团队”。河南科技学院小麦中心能拥有这样豪华的小麦育种团队,是茹振钢乐于奉献、甘为人梯的科学情怀的体现,让多次前来参观考察的中外学者羡慕。
“已有科研证明,种子科技对农业增产的贡献率超过40%,未来粮食增产的潜力关键在种子技术。一粒种子可以改变一个世界,中国人必须牢牢掌握住小麦的话语权,才能把‘粮袋子’牢牢地抓在自己手里。”茹振钢说。
华山论剑谁为峰?如果省内各大科研机构的小麦育种家进行一场“华山论剑”,谁最有可能问鼎桂冠呢?面对记者的提问,茹振钢拿起手中的“麦田指挥棒”,向远处正在麦田中“选秀”的团队成员一指:“真正的高手必然在广大的青年科技工作者中产生,就像这根‘麦田指挥棒’,不仅我有,大部分小麦科研人都有,最美的乐章需要一代人合奏,而现在的青年学者正当其时,其中必将出现促进小麦科研实现突破性进展的强者。”
作为我省小麦优良品种的代表派系,在茹振钢的带领下,“百农”系列小麦品种成为黄淮麦区的主导品种,不仅在海南建成了南繁基地,而且正在进军江淮、东北、河套和新疆等区域,并在这些区域分别组建良种选育机构或示范基地。按照茹振钢的设想,不久的将来,河南科技学院的小麦科研在保持国内领先地位的同时,更要达到国际一流水平。
一棒在手,“饭碗”我有;一棒如枪,粮仓如钢。以茹振钢为代表的小麦科研工作者,正手持“麦田指挥棒”,指挥着中原大地成千上万株小麦奏出美妙动听的“丰收乐曲”。(记者 郭俊娟 尹鸿展 张悦雯)
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