每天跟玉米打交道!21年南繁路,他这样走过......
60多年来,累计已超过60万人次汇聚海南进行南繁育制种。新中国成立以来有近3万个主要农作物新品种,70%以上经历了南繁加代和选育,覆盖物种达40多种。南繁,是“中国饭碗”最坚实的底座。
近日记者来到三亚南繁试验基地跟着中国农业大学作物育种海南基地负责人刘波一起种玉米、为玉米授粉、做实验↓↓↓
管中窥豹,可见一斑。三天的蹲点很短暂,但通过南繁人的育种点滴,可看出我国一代代南繁人为保障国家粮食安全,实现“中国粮用中国种子”所做的努力和贡献。
扎根海南
把梦想“种”进南繁热土
六月的三亚,阳光炽热,位于三亚崖州的一片南繁育种基地里,中国农业大学作物育种海南基地负责人刘波戴着草帽,穿梭在30多摄氏度高温的玉米地里,给玉米套袋、授粉。片刻,汗水湿透了上衣。没多久,上衣就出现一层层白色的盐霜。刘波只好另换一件上衣,顺手一拧,脱下来的上衣如刚用水洗过一般。
这样的场景,刘波已经历了21年。自2002年到海南从事玉米育种以来,刘波已连续21年在玉米试验地里过春节。
“对于玉米育种人来说,把握时机尤为关键。如果你了解玉米授粉环节,也就理解我们育种人为何大中午仍在地里干活了。”刘波说,如果玉米开花集中期、授粉最佳时机把握不好,就会影响整个育种季。
因玉米花期比较集中,仅二三个星期时间,所以授粉期的每天早上7点,刘波和团队成员已开始在玉米地里忙碌。中午最热时,又正是授粉关键时期,简单吃个午饭,刘波又冒着滚滚热浪,钻进玉米丛中。风吹田野,绿浪翻滚,刘波那顶黑色帽子突现突隐。
五月,全国各地在海南进行南繁育种的科研人员纷纷返回内地,往日繁忙的南繁试验地也暂时得到歇息。但坚守南繁试验地的刘波,一刻也闲不下来,新一季玉米试验又开始了。
三亚南繁试验基地里繁育的玉米。新海南客户端记者 利声富 摄
“一个杂交组合要成为一个品种,至少要种10季。我们现在一年种三代,经过南繁,育种进程从十年缩短到三至五年。”刘波说。玉米杂交品种组合选育率很低,通常只有万分之一,为获得基因标本,科研人员一直在田里忙活,从授粉到收获,全靠手工完成。
试验地里,刘波耐心地指导学生如何防治玉米病虫害。从事玉米南繁育种研究20余年,刘波将袁隆平、戴景瑞等老一辈南繁人的严谨、坚持精神传递给一拨又一拨年轻人。
“我刚来三亚南繁育种时,条件比现在艰苦多了。”正在实验室里指导学生做实验的刘波说,“晴天一身灰、雨天一身泥”是当时南繁人的真实写照,现在好太多了。21年南繁路,刘波见证了南繁基地水、路、电皆不通到通电、通水、通路、通网络的“蜕变”。
近几年,在海南省、三亚市相关部门的支持下,南繁育种基地的住宿条件、灌溉设施等有很大改善。南繁育种也由此前的季节性加代繁育,向常年科研育种转变,为南繁育种人提供诸多便利。
与其他南繁育种“候鸟”科研人员不同,刘波在海南已经扎根。南繁试验地的玉米,见证了刘波的爱情故事。
回想往事,仿佛就在昨天一般。
“咦,村里还有这么漂亮的姑娘?”2004年春节,一个勤巧的姑娘来到玉米地帮忙授粉,刘波看到后眼前一亮,心动的感觉油然而生。
“其实,当时我没看上你,我是看上你的甜玉米了。”“实际上我长得不帅,是我的玉米长得帅。”刘波一直记得当初两人的幽默对话。
此后,三亚南繁育种基地里,这对育种“夫妻档”见证了一个个优质玉米品种的诞生。
转眼间,刘波来三亚南繁育种已21年。期间,刘波送走了一批又一批北往的育种人,迎来一拨又一拨新的育种人。变的是光阴和故事,不变的是他把梦想“种”进南繁热土的信念。
02
万里挑一为玉米种业注入“海南芯”
“啪,啪啪……”清晨,静得只听见虫鸣鸟叫的三亚南繁试验地里,不时传出清脆的拍打纸袋声,尤为悦耳。循声望去,中国农业大学作物育种海南基地负责人刘波带着学生正在试验地里给玉米授粉。
与一般玉米地不同,南繁试验地里的玉米都套上防水纸袋。
看着记者一脸疑惑,刘波指着一株株套好纸袋的玉米说:“套袋是防止天然杂交,保证材料的纯度。不套袋,其它花粉串上去后,就没办法选出优良组合了。”
说着,刘波给玉米材料顶部的雄蕊套上防水纸袋,拍打纸袋三下收集花粉后,将纸袋中的花粉撒到玉米材料中下部的雌蕊上,然后给授粉的雌株套上防水纸袋并用回形针封牢。一套娴熟动作中,刘波很快完成玉米授粉。
“你为何在套上纸袋的玉米上捏几下?”刘波一个细微动作引来记者的注意。
“捏几下是我们玉米育种人实践形成的经验,如果捏起来感觉有点软,说明授粉不是很成功,玉米结实一般。”刘波说,如果是比较硬,就是授粉效果不错,玉米籽粒比较饱满。
取袋、授粉、装袋……这样的动作在一个育种季至少重复上万次。即便如此,刘波也不敢有丝毫马虎,因为只有“细致耐心”才可能培育出优良品种。
“育种和养孩子有点相似,甚至比娃娃还要亲,你要了解它的生长规律、知道它的个性。”刘波说。
如何选育出优良玉米品种?
简单点说,就是根据各个产区特点和市场需求,循环地种玉米、选玉米,直到选育出品质优、抗倒伏、抗病、单产高的品种,提高粮食丰产、稳产能力。
可说起来容易做起来却难得多。
“玉米育种是一个长期、复杂的工作过程,每培育一个玉米新品种要选择上千个组合,如果哪一个环节出差错,几年甚至十几年的心血就会白费。”刘波边给玉米授粉边介绍,他每天周而复始的工作,就是要从数以万计的玉米基因中,找出品质、产量、抗病等各方面表现都优异的基因材料,进而选育出优质的玉米新品种。
“万里挑一”“大海捞针”,谈及玉米选育,刘波用两个成语形象地介绍玉米育种的艰辛。
对于育种人来说,田间材料繁育和选择是基础环节,繁育的材料好不好,经过实验室分析鉴定后便知。
目前,我国玉米种植区主要集中在北方的温带地区,都使用温带玉米种质,但这些玉米品种绝大部分都经过南繁加代。因此,怎样为温带玉米植入“热带芯”,如何为玉米种业市场注入“海南芯”成为刘波等玉米育种科研人员研究的课题。
海南有丰富的热带玉米种质资源,这些热带玉米种质资源具有耐旱、耐高温等特点,南繁育种科研人员一直在想如何将热带资源导入温带材料中,繁育出优质、抗病等育种材料。
“这片地种的玉米材料有上千份,每份育种材料的性状都不一样,要从上千份材料中筛选高产、优质、抗逆性强的材料,通过杂交组合选育玉米新品种。”刘波指着身边一片玉米材料介绍。
“种子是农业的‘芯片’,我将继续扎根在海南这片希望的田野上,加大技术攻关力度,选育出高产、优质的新品种,突破种业‘卡脖子’问题。”刘波说,世界育种模式不断变化,作为一名南繁人,加快育种步伐、成果转化进度,给种业注入更多“海南芯”,是他永恒不变的初心。
03
提升单产探索玉米种质协同创新育种新模式
三亚南繁试验地,一架无人机正在盘旋,在各个地块上空采集作物信息。随后,南繁育种科研人员将通过图像采集、数学建模分析等,了解作物生长状态和环境信息。
“在这片南繁土地上,我们每天都用无人机记录玉米株高、空气湿度、土壤温度等数据,一切会影响玉米生长的因素都在掌握之中。”刘波说,这一切,都是为了探索玉米种质协调创新育种新模式,提升玉米单产。
20余载南繁育种路,除了农作物的种植和管理,刘波还需要进行各种科研实验和技术攻关,不断探索新的种植技术和方法,努力提高农作物的产量和质量。
玉米育种,最难的是选系,最重要的是测配,最关键在于种质。
目前,刘波和中国农业大学的科研工作者在沿着鲜食玉米、普通玉米以及高质量淀粉玉米育种的研究方向不断努力,希望培育出适应性更广、品质更好更优、抗性更强、推广能力更优的玉米新品种,助力打赢种业“翻身仗”。
“实现种业科技自立自强、种源自主可控,要把现代的气象学、栽培学、耕作学、植物病理学、土壤学、遗传学等学科的优势都运用起来,为植物遗传育种服务,助力种子研究多出成果、出大成果,走向新高度。”实验室里,刘波拿出地里采集的玉米材料,比照指导研究生做实验。“在这里,通过DNA测序技术就可以为种子‘办理’身份证,保障种子安全。”
玉米是我国第一大粮食作物品种,海南是玉米南繁育种的重要基地,在玉米产业领域和创新链方面更需要密切结合国内发展重大需求和国际前沿发展趋势,突出支撑性、前沿性和引领性。但也面临产业升级创新,如何打造玉米产业链创新体系问题。
2019年12月,国际玉米技术创新与成果转化中心在三亚崖州湾科技城启动,海南探索玉米全产业链创新体系、玉米种质协同创新育种新模式也迈出实质性一步。
过去,玉米在海南加代繁育后,要送回北京等地鉴定,海南仅作为田间种植基地。崖州湾种子实验室、国际玉米技术创新与成果转化中心等高标准、国际化机构的陆续建成使用,将有助于培养更多年轻科研人员为“南繁硅谷”服务。
刘波说,要把饭碗牢牢端在自己手里,除了“中国粮,用中国种”外,提高玉米单产也尤为关键。
2023年中央一号文件明确提出“实施玉米单产提升工程”,这也是种业科研人员多年来持续努力的方向。
“目前,中国农业大学和华中农业大学团队获得突破性研究进展,找到控制玉米产量的基因,通过基因编辑可使其产量增加约10%。”谈及此,刘波脸上泛出灿烂的笑容。
单产提升,对繁育种子质量提出更高要求。
中国农业大学种子科学与技术中心联合三亚崖州湾种子质量检测中心调查研究发现,我国玉米种子质量总体较好,基本达到国家质量标准要求,且有近1/3的种子远超标准要求。
“只要我们南繁育种科研人员不断创新育种模式,这一目标就能早点实现。”说着,刘波又进玉米试验地忙去了。
1.授粉流程够精致
给玉米材料顶部雄蕊套上防水纸袋→拍打纸袋三下收集花粉→将纸袋花粉撒到玉米材料中下部雌蕊→给授粉的雌株套上防水纸袋并用回形针封牢
2.信息采集够严谨
● 每天用无人机记录玉米株高、空气湿度、土壤温度等数据;
● 通过DNA测序技术为玉米种子“办理”身份证。
没有调查,就没有发言权。深入一线调查研究,是获得真知灼见的源头活水,是做好工作的基本功。
来源:新海南客户端、南海网、南国都市报
记者:赵健敏 利声富
编辑:周娟
内容审核:肖婧菁
值班主任:史晓晖