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【北京日报】玉米“团长”赵久然:别人留洋他下乡,万里挑一育良种

时间:2021-03-19 作者: 来源:北京日报 浏览:


在中国,有一个名字与玉米密不可分,他就是赵久然。

图为赵久然查看玉米长势。

在他的生活中,玉米如影随形。办公室桌上放满了玉米棒子,外出就是天南海北看玉米,名片上印着卡通玉米形象,微信头像是丰收的玉米,张口三句话离不开玉米……在网络中,他还给自己起了个网名,叫玉米“团长”。赵久然说,“玉米是我生命的一部分,越研究,越着迷。”

别人留洋他下乡

在赵久然的心里,很小就播下了玉米的“种子”。出生于农家的他,小时候常在玉米田干农活,潜移默化就对玉米有好感,但当时家境较贫寒,想饱饱地吃上一顿玉米饼子都是奢望。令他没有想到的是,后来全身心投入玉米研究,一干就是30多年。

1986年赵久然研究生毕业,被分配到北京市农林科学院从事玉米科研工作,开始真正与玉米结缘。当时,身边不少同学都忙着“考托”出国,作为同学中的佼佼者,他也曾心动过,但是一本介绍诺贝尔和平奖得主、美国矮秆小麦育种专家诺曼·布劳格生平事迹的书改变了他的想法,“一个美国科学家都能扎根发展中国家,‘为饥荒世界带来面包’,何况我作为一个中国人呢!”赵久然毅然选择留在国内,并主动提出到条件相对艰苦的京郊玉米主产区延庆蹲点搞科研。

白天和农民一起下地,晚上就住在乡科技站的办公室里。整整6年时间,赵久然走遍了延庆所有乡镇,在生产一线参与完成了许多科研项目,在中低产田开发、旱作农业、保护性耕作、地膜玉米栽培等领域积累了丰富经验。更重要的是,扎根一线的生产经验让他深刻认识到,农业研究一定要立足生产需要,从实践中寻找研究课题,再将研究成果运用到生产实践中。

当时,赵久然研究的是玉米栽培技术,但他在实践中发现很多好的技术推广起来效果并不理想。比如地膜覆盖栽培技术,虽然能有效提高产量,但因为使用新技术需要增加投入和人工成本,农民应用这一技术的意愿并不强烈;相比之下,农民对于良种的需求却始终不变,“有了优良品种,不需要增加投入,就能显著提高产量和品质。”

反复考量之后,赵久然做出了决定:从研究玉米栽培技术改为研究育种。为此,1992年底回到北京农科院工作后,他一边收集育种资源,一边向研究育种的老师请教。1997年,北京市农科院正式成立玉米研究中心,赵久然被任命为主任,负责中心的组建工作。刚刚成立的玉米中心只有4名技术人员和3名后勤人员,启动资金也只有8万元,再加上4亩试验田和7间临时办公室,就是当时的全部家当。赵久然没有退缩,反而自断后路,主动提出不要事业经费,靠科技成果转化实现自我造血。如今,回想起当年的情形,赵久然依然佩服自己的胆量,“玉米中心近乎是从零起步,没有经费我们就借钱买设备,缺少种质资源就连别人喂鸽子的玉米也抓回来研究。还好,我们挺过来了。”

脚踏实地、学以致用,赵久然带着一群年轻人潜心研究。2000年,玉米中心选育的“京科2号”“京早13号”两个品种通过北京市审定,开始在京郊大面积示范推广,玉米中心第一次实现了自我造血。

万里挑一育良种

进入21世纪,作为全球第二大玉米生产国和种业市场,越来越多的国际种业巨头开始进入中国,并迅速占据领先优势。虽然玉米中心达到了每年审定5个以上玉米新品种的育种速度,依然远远不够。

针对国内市场玉米杂优模式单一、种质基础狭窄、品种同质化等问题,赵久然潜心研究寻找突破点。他敏锐地发现,国外品种在产量、品质上有明显优势,但在抗倒伏、耐高温、抗斑病等抗逆抗病方面存在明显不足,而源于我国地方农家种质的“黄改系”更适应国内的气候和土壤条件,并且对多种病害和非生物逆境具有较好的耐受性,为此,赵久然确立了将黄改群种质“多抗广适”与国外新种质“高产优质”结合起来育种的新思路,跳出了跟随模仿育种的怪圈。

但是,选育一个优良的玉米新品种谈何容易,“有时候就像在小黑屋里摸索,需要万里挑一,整个过程平均要耗时近10年,这其中需要百分之百的努力,还要有一点点的运气。”赵久然说。

为了提高育种效率,从2005年起,赵久然逐步建立了工程化育种体系,即综合运用高密度、大群体、严选择的“高大严”玉米自交系选育技术、单倍体育种技术、配合力测定技术、分子标记辅助育种技术、多年多点多生态区鉴定技术等,再加上现代育种装备和信息化手段,展开规模化的流水线作业。

赵久然介绍,玉米良种选育,既有“思路决定成功”,更有“细节决定成败”。以“高大严”玉米选系方法为例,“高密度”就是要将传统育种从每亩3千多株提高到6千株以上,加大环境胁迫,强化选择压力,增强选育自交系抗逆性;“大群体”则是增大选系群体,实现从“百里挑一”到“万里挑一”,增大选中优良个体的概率;同时,“严格选择”性状标准,变换不同种植地点,从东北春玉米的主产区吉林,到黄淮海夏玉米的主产区河南,春、夏玉米交汇带的北京,再到热带南繁育种基地海南以及我国主要外繁制种基地甘肃,从而扩大对不同生态区和生产条件的适应性。

为了及时查看玉米长势,选取最优的育种材料,赵久然带领团队成员一年到头随着季节奔波:冬天奔海南,夏天去东北,春秋则在北京、河南、甘肃等地来回切换。为了不耽误白天的工作,赵久然经常选择夜航。

从一种到百种

功夫不负有心人,赵久然团队选育的“京科968”优势杂交种,在多个生态区进行了多年多点严格测试,均表现出高产优质、多抗广适等突出优点,并于2011年通过国家审定。

通过品种审定只是万里长征第一步。这不,正当玉米中心联合5家国内骨干种业企业,准备量产“京科968”种子时,却被要求作出承诺:制种亩产量须达到800斤以上,否则制种失败,一亩地至少要赔农民2000块钱。

5家种业企业拥有数万亩地,如果失败后果不堪设想。但赵久然毅然站了出来,凭借多年一线生产的经验,他满怀信心地回应,“我以个人担保,如有损失个人承担。”经过两年制种实践,“京科968”每亩产量达到了1000斤以上,不仅打消了质疑,“京科968”的推广也从此进入快车道。玉米中心顺势联合中种集团、德农种业、屯玉种业、现代种业、登海种业、顺鑫种业、丰大种业等7家种企,成立了“京科968”玉米新品种研发推广联合体;其中,玉米中心负责“京科968”新品种的选育,提供高质量原种、配套制种和栽培技术、后续技术指导及培训,各企业负责“京科968”种子产业化和大面积示范推广。

有实力雄厚的骨干种企加持,“京科968”的推广不断提速,连续多年被农业部及多个省份推荐为主导品种,全国年种植面积连续多年超过2000万亩,累计推广超过一亿亩,增产粮食100多亿公斤,成为我国当前推广面积最大的玉米主导品种之一,为粮食增产、农民增收、节本增效以及“节水节肥节药省工”等绿色生产提供了有力的科技支撑。

“京科968”取得成功后,应用工程化育种手段,更多优质玉米新品种在玉米中心不断出现。其中“京农科728”首批通过国家机收籽粒品种审定,突破了机器直收玉米籽粒的技术瓶颈,大大降低了人力劳动成本,并成功推广了数千万亩;“京科糯2000”优质糯玉米品种的育成和推广,促进了我国鲜食玉米产业整体的快速发展,每年种植面积500多万亩,占全国糯玉米总面积的一半以上,并走出国门,成为韩国、越南等国鲜食糯玉米生产主导品种;“NK815”成为第一个通过京津冀协同发展联合审定的玉米品种,增产潜力大,具有极强的抗倒能力和耐旱性……

与此同时,玉米中心还在“京科968”玉米联合体成功运行经验基础上,于2020年9月再次联合现代种业、丰大种业等7家种业企业建立了“京科121-999玉米联合体”,多方合力共同推广“MC121”“京科999”两个国审新品种,推动玉米新品种大规模产业化和大面积推广应用。

此外,随着生活水平日益提高、膳食结构改善和消费需求升级,老百姓对鲜食玉米的需求也越来越大,特别是高端特色优质鲜食玉米广受欢迎。由玉米中心选育的“京科糯2000”长期以来是市场上最常见的鲜食玉米品种。该品种绵软适口,很适合规模化种植和加工,目前已累计推广1亿多亩,成为我国种植面积最大的鲜食玉米主导品种。

对“京科糯2000”的优势,房山区琉璃河镇常舍村的种植大户韩凤岭深有体会。2000年他试种玉米中心赵久然团队送来的新品种,当年就实现了亩产2500多斤鲜穗的高产量,比周边农户种植的品种亩产增加了1000多斤。后来“京科糯2000”逐渐受到市场认可,韩凤岭尝到了甜头,从此每年他都找赵久然,选择新品种试验种植,成了玉米种植示范户,并带动当地上百户农民一起种植鲜食玉米。

玉米中心还根据市场需求,进一步向甜加糯、甜玉米方向加强科研攻关,选育的甜加糯鲜食玉米新品种“京科糯928”“农科玉368”“农科糯336”等集合了甜、糯、高叶酸等多个优良品质性状,糯中带甜,尤其适合孕妇和儿童食用。“农科玉368”被中国种子协会评为“鲜食玉米行业榜样品种”,更是打破了我国“南甜北糯”的传统饮食格局,极大提高了我国鲜食玉米生产水平,达到国际领先水平。玉米中心自主选育的30余个优良鲜食玉米品种,持续引领全国鲜食玉米市场提档升级。不仅成为百姓餐桌上的主流选择,而且也是农民脱低致富的好帮手。

成立20多年来,北京市农科院玉米研究中心已自主创新选育大田籽粒玉米、鲜食玉米、青贮玉米三大系列,共有100多个玉米新品种通过国家审定和大面积推广应用,为保障国家粮食安全、帮助农户增收致富和丰富百姓“菜篮子”发挥了重要作用。

首创玉米“指纹库”

在育种取得显著成就的同时,赵久然团队还建立了全球最大的玉米品种DNA指纹库,“这就像是给每种玉米办理一个分子身份证,把参加试验的、已经通过审定的、在生产中应用的、申请保护的品种都做一个DNA指纹,从而建立起一个庞大的指纹库,今后任何品种只要与库存品种比对就能知道它的真实身份。”赵久然介绍。

在这项技术诞生前,品种鉴定主要靠肉眼观察,耗时长且难区分。在我国,用于生产的玉米品种数以千计,仅仅依靠外表形态判断,别说是农民,就连品种管理部门甚至育种专家也很难做到万无一失,因此,市场上张冠李戴、套牌侵权行为时有发生。

在国内,赵久然最早研发并将这项技术系统化、标准化。在他看来,任何一个从理论到应用的过程,都要经过“理论技术化,技术标准化”。“想要理清我国玉米种质的血缘关系,解决品种多且杂乱的问题,必须构建标准的玉米DNA指纹库。”赵久然说。经过20多年的发展,指纹库中目前已有5万多个品种的标准指纹,仅用种子、叶片或植株任何部位提取DNA指纹与库里的标准指纹比对,一天之内就可以确定身份。这项技术为玉米种子质量检测、品种审定、企业维权、教学科研等提供了强有力的科技支撑。

不仅如此,玉米品种DNA指纹库还受到了国际同行的关注,荣获世界“金袋鼠创新奖”,并多次受国际植物新品种保护联盟邀请,参加专家工作组会议或作大会报告。

把幸福播撒进泥土里

去年以来,面对新冠肺炎疫情的影响以及复杂变幻的国际局势,守卫国家粮食安全被提到了空前的高度。玉米作为我国种植面积最大、总产量最高,同时也是种业市值最大的作物,不仅关系到国家粮食安全,特别是饲料粮的安全,还进一步关系到肉蛋奶等的有效供给,对稳粮保供具有重要战略意义。

冬季正是玉米中心设在海南省的南繁育种基地最忙碌的季节,然而在2020年初,突如其来的新冠肺炎疫情,打乱了南繁育种基地的工作计划。受疫情影响,所有人员暂停异地流动,春节期间回家过年的科研人员无法按计划返回基地,临时聘用的季节工和辅助工大部分也不能到场工作。被困在北京的赵久然只好加紧调度,一方面鼓励留守基地的科技人员加班加点开展育种工作,另一方面还要确保防疫安全,迅速建立起疫情防控工作机制,要求所有基地员工不得外出,每天“试验地—食堂—宿舍”三点一线,保障了南繁育种工作有序进行。

春节过后,紧接着就是春耕备种。为保证不误农时,赵久然带领团队成员下农田、进直播间,送种子、传技术,指导农民科学春耕备种。在“京科惠农”网络讲堂,赵久然多次在线授课,讲解京科系列良种的特点和种植方法。直播还被同步到了北京农业信息网、微信和抖音平台,吸引了全国玉米主产区的农技人员、种子企业及种粮农民等近2万人次在线收听观看。与此同时,赵久然团队还先后到京郊近20个村,送去了近3000亩优质玉米新品种,密云苏家峪村种植大户王银保说,“家里13亩地全都种上了‘京科968’,虽然去年遭遇干旱,但亩产仍然达到了1600斤以上,收入两万多块钱。”

“看到农民喜笑颜开,就是我最有成就感的时刻;多培育推广优良玉米品种,就是最有价值的人生。”玉米“团长”赵久然说。