5月22日前后,來自各地的群眾手持鮮花和稻穗,到位于湖南長沙的唐人萬壽園,深情悼念中國工程院院士、“共和國勛章”獲得者袁隆平。
今年是袁隆平逝世3周年。這位享譽(yù)世界的著名科學(xué)家,是我國雜交水稻事業(yè)的開拓者和領(lǐng)導(dǎo)者,一生致力于雜交水稻的研究、推廣與應(yīng)用,曾發(fā)明三系法秈型雜交水稻,成功研究出兩系法雜交水稻,創(chuàng)建了超級雜交稻技術(shù)體系,為我國糧食安全、農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展和世界糧食供給作出了杰出貢獻(xiàn)。
袁隆平有兩個(gè)夢,一個(gè)是禾下乘涼夢,另一個(gè)是雜交水稻覆蓋全球夢。他常說,人就像種子,要做一粒好種子。他的一生都浸在稻田里,用一粒種子改變了世界。
立志學(xué)農(nóng)逐夢稻田
袁隆平和農(nóng)業(yè)結(jié)緣,源于他小學(xué)時(shí)的一次郊游。6歲的袁隆平曾到武漢郊區(qū)的一個(gè)園藝場參觀。眼前的一幕讓他驚嘆不已:紅紅的桃子掛滿枝頭,紫紅的葡萄一串串垂在架上,花圃里百花爭艷。那一刻,袁隆平下定了學(xué)農(nóng)的決心。
1949年,他如愿考上了農(nóng)學(xué)專業(yè)。畢業(yè)后,他被分配到湖南湘西雪峰山麓的安江農(nóng)校任教,開啟了長達(dá)18年的教書生涯。
1961年,袁隆平課后在學(xué)校的早稻試驗(yàn)田里,意外發(fā)現(xiàn)一株“鶴立雞群”的稻禾,足有10余穗。他挑了其中一穗,發(fā)現(xiàn)有籽粒200多粒。袁隆平如獲至寶,收獲時(shí)把這一株的籽粒全收了。
第二年,袁隆平把種子播到試驗(yàn)田,結(jié)果田里的稻株高的高、矮的矮,抽穗時(shí)早的早、遲的遲,性狀發(fā)生了分離,讓他很失望。
但失望之余,袁隆平進(jìn)一步思考造成這種分離現(xiàn)象的原因是什么。水稻是自花授粉植物,純系品種是不會分離的,只有雜種的后代才可能出現(xiàn)這種孟德爾、摩爾根遺傳學(xué)定律的分離現(xiàn)象。靈感告訴他,那株“鶴立雞群”的稻株是一株“天然雜交稻”!
盡管當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)界認(rèn)為水稻是自花授粉植物,沒有雜種優(yōu)勢,但袁隆平認(rèn)為,既然自然界存在天然雜交稻,他又通過人工雜交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的確有一些雜交組合具備優(yōu)勢現(xiàn)象,那么水稻這種自花授粉作物是存在雜種優(yōu)勢的;谶@些認(rèn)識,他堅(jiān)定了要搞雜交水稻研究的信念。
1964年,水稻抽穗揚(yáng)花的季節(jié),袁隆平一頭扎進(jìn)稻海,在觀察了14萬多個(gè)稻穗后,發(fā)現(xiàn)了第一株來自洞庭早秈的雄性不育株。
袁隆平在1966年2月的《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表了雜交水稻研究的第一篇論文——《水稻的雄性不孕性》。這篇論文在國際上首次論述了水稻雄性不育在自然界是存在的,并指出其重要科學(xué)價(jià)值和生產(chǎn)利用前景。
在雜交水稻研究最初的6年里,他和助手先后做了3000多個(gè)雜交組合的實(shí)驗(yàn),均沒有獲得不育株率和不育度達(dá)100%的不育系。為此,袁隆平提出用“遠(yuǎn)緣的野生稻與栽培稻進(jìn)行雜交”的新設(shè)想,作為研究新不育材料的新途徑。
1970年11月23日是雜交水稻研發(fā)史上特別的日子。那天,海南南紅農(nóng)場技術(shù)員馮克珊和袁隆平的助手李必湖在交通要道旁發(fā)現(xiàn)一片野生稻,田里有3個(gè)稻穗的雄花顏色異常,均來自同一株野生稻。后經(jīng)袁隆平確認(rèn),這3個(gè)稻穗的花粉與試驗(yàn)田里不育株的花粉染碘鏡檢情況一樣,他把這株雄花敗育的野生稻命名為“野敗”,這成為突破三系配套的關(guān)鍵。
1973年10月,在蘇州召開的全國水稻科研會議上,袁隆平作了題為《利用“野敗”選育“三系”的進(jìn)展》的報(bào)告,標(biāo)志著中國秈型雜交水稻三系(不育系、保持系和恢復(fù)系)配套成功。1974年,第一個(gè)強(qiáng)優(yōu)勢高產(chǎn)雜交稻組合“南優(yōu)2號”破土而出;1976年,雜交水稻開始在中國大面積種植,在生產(chǎn)中比常規(guī)稻增產(chǎn)20%。
高產(chǎn)、更高產(chǎn)、超高產(chǎn)
高產(chǎn)、更高產(chǎn)、超高產(chǎn),是袁隆平團(tuán)隊(duì)對水稻產(chǎn)量的永恒追求。
三系法雖是雜交水稻最初培育成功采用的方法,但隨著雜交稻的不斷推廣和應(yīng)用,從育種上分析,雜交水稻研發(fā)尚處于發(fā)展的初級階段。為此,袁隆平帶著團(tuán)隊(duì)不斷尋求新突破。
1986年,袁隆平又發(fā)表了一篇著名論文——《雜交水稻育種的戰(zhàn)略設(shè)想》。他將雜交水稻的育種從選育方法上分為三系法、兩系法和一系法三個(gè)階段,即育種程序朝著由繁至簡且效率越來越高的方向發(fā)展,優(yōu)勢利用朝著越來越強(qiáng)的方向發(fā)展。
光敏不育系的發(fā)現(xiàn),讓兩系法雜交水稻育種迎來新希望。然而,兩系法研究在全國逐步鋪開時(shí),他們卻遭遇當(dāng)頭一棒。
1989年7月,一次異常低溫天氣導(dǎo)致已經(jīng)過鑒定的光敏不育系變成了可育,出現(xiàn)了“打擺子”現(xiàn)象,全國兩系雜交水稻制種幾乎都失敗了,這直接讓兩系雜交水稻研究步入低谷。而袁隆平帶領(lǐng)協(xié)作組,加強(qiáng)了兩系法雜交水稻氣象科研協(xié)作攻關(guān),并開展了兩系雜交水稻的選育、繁殖、制種等重大策略研究。
袁隆平帶領(lǐng)協(xié)作組總結(jié)出一整套選育實(shí)用光溫敏不育系的技術(shù)方案和體系,設(shè)計(jì)出一套能使臨界溫度始終保持相對穩(wěn)定的獨(dú)特光溫敏不育系提純方法和原種生產(chǎn)程序,提出亞種間強(qiáng)優(yōu)組合選配等技術(shù)策略和措施……最終,兩系雜交水稻的研究撥云見日,專家們信心倍增,研究也從低谷中走了出來。
1995年,克服重重困難的兩系法雜交水稻研究取得成功,相較于三系法雜交水稻,前者一般可再增產(chǎn)5%至10%,且米質(zhì)較好。
袁隆平認(rèn)為,糧食問題始終是關(guān)系國計(jì)民生的頭等大事。我國人口眾多,人均耕地少,解決21世紀(jì)的吃飯問題,唯一出路在于依靠科技進(jìn)步,而提高農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量是極其重要的手段。
緊接著,我國提出超級稻計(jì)劃,第一期目標(biāo)是到2000年大面積種植水稻、畝產(chǎn)達(dá)700公斤,第二期目標(biāo)是到2005年大面積種植畝產(chǎn)800公斤。
1997年,袁隆平在《雜交水稻》上發(fā)表論文《雜交水稻超高產(chǎn)育種》,之后迅速立項(xiàng)在兩系法基礎(chǔ)上研究超級雜交稻,提出了“形態(tài)改良與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合選育超級雜交稻”的水稻超高產(chǎn)育種理論和技術(shù)路線。
通過持續(xù)的科學(xué)研究,雜交水稻在50年里歷經(jīng)三次理論創(chuàng)新突破,實(shí)現(xiàn)了五輪產(chǎn)量躍升。2000年、2004年、2011年和2014年分別實(shí)現(xiàn)了水稻大面積種植畝產(chǎn)達(dá)700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的中國超級稻育種第一期、第二期、第三期和第四期育種攻關(guān)目標(biāo)。該研究兩度入選兩院院士評選的“中國十大科技進(jìn)展新聞”。
“種子精神”代代傳
袁隆平一生成就斐然,獲表彰無數(shù),但他最惦記的還是“下田”。他常說:“一到超級稻田里,我就興奮起來了,就不累了!”90歲高齡時(shí),他佝僂的身影仍常出現(xiàn)在試驗(yàn)田里。
在袁隆平紀(jì)念墓園旁的立石上,刻有“人就像一粒種子,要做一粒好種子”。這是袁隆平生前經(jīng)常說的一句話。斯人已逝,“種子精神”長存,激勵著一代又一代的追夢人一往無前。
“我培養(yǎng)研究生、博士生,首要條件是得下田。怕下田、怕吃苦,我就不接收。電腦很重要,書本知識也很重要,都是基礎(chǔ),但電腦、書本里種不出水稻。”袁隆平曾說。
“我給學(xué)生講課時(shí),總會講我眼中的袁院士,講袁院士的八字箴言‘知識、汗水、靈感、機(jī)遇’,希望學(xué)生學(xué)習(xí)袁院士的職業(yè)精神、憂患意識、責(zé)任擔(dān)當(dāng),繼續(xù)他的未竟事業(yè),實(shí)現(xiàn)他禾下乘涼夢和雜交水稻覆蓋全球夢的偉大夢想。”袁隆平25年的工作助理、湖南雜交水稻研究中心研究員辛業(yè)蕓表示。
近幾年,袁隆平的后輩及同事,在雜交水稻新品種及配套新技術(shù)上不斷取得新突破。比如,超級雜交稻一季稻大面積種植平均單產(chǎn)超過每公頃18噸,創(chuàng)造了世界水稻種植最高單產(chǎn)紀(jì)錄;應(yīng)用第三代雜交稻新成果在湖南進(jìn)行雙季晚稻種植,使雙季稻周年產(chǎn)量每公頃超過24噸。
2022年,爽兩優(yōu)138在廣東江門耐鹽堿百畝示范種植產(chǎn)量達(dá)412.1公斤,興安盟“157”品系和“X56”品系在蘇打鹽堿地畝產(chǎn)分別達(dá)717.56公斤、702.5公斤;再生稻培育篩選出兩優(yōu)389、爽兩優(yōu)138等10多個(gè)新品種;第三代雜交稻開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的不育系分選技術(shù)和轉(zhuǎn)基因花粉失活技術(shù)……
正如袁隆平在自述文章中所說,“我國雜交水稻研發(fā)始終處在科技前沿。通過改革開放,我們不斷創(chuàng)新,一次次打破世界水稻單產(chǎn)紀(jì)錄,推動學(xué)科發(fā)展乃至社會生產(chǎn)力的進(jìn)步。我們有能力、有信心依靠種業(yè)科技進(jìn)步解決中國人的吃飯問題,也有能力為維護(hù)全球糧食安全、促進(jìn)世界和平與發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。”■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年6月刊 封面)