高粱地里的科研路——记我国著名高粱育种家牛天堂

◇梁婷婷 毕 娜

高粱地里的科研路
——记我国著名高粱育种家牛天堂

◇梁婷婷 毕 娜

他是一位伟大的农业科学家，先后主持育成了晋杂5号、晋杂4号、晋杂1号、晋中405等高粱杂交种和晋粱5号、晋辐1号高粱恢复系；他带领团队育出的多个高粱杂交品种，对解决20世纪六七十年代国人的温饱问题作出了突出的贡献；他是一位不断开拓、不知疲倦的农业工作者，通过探索固定杂交种子优势的途径，选育出高粱兼性无融合生殖系SSA-1、296B。他就是我国著名高粱育种家牛天堂。

走近他，让我们看到了一段坚定执着的科学攀登史，也揭开了一篇充满正能量的人生奋斗乐章。

误打误撞——一条命中注定的农学路

1932年10月，牛天堂出生于山西省榆次市一个普通的工人家庭。他的祖籍在河南省林县，那是个历史上出了名的穷地方，农民靠种地难以养家糊口。1924年，他的父亲随包工头来到山西榆次，在兴建晋华纺织厂的工地上当学徒工，工厂建成后留下当打包工。牛天堂的童年是在日本侵略者铁蹄蹂躏中度过的，那个年代，读书对于穷人家来说，是一种奢望，所以他只是断断续续地读过几年小学。后来由于小学课程未学完，难以正式升入中学，他以“备取第二名”的成绩勉强进入了山西省立农业职业学校初中部。谁知这竟是命运之神的安排，15岁的少年从此和农业结缘，深深地扎根在黄土地上，再也没有离开过。

榆次解放前夕，牛天堂就读的省立农业职业学校将校址从榆次迁往太原。1949年太原解放后，该校改名为太原农业技术学校，他继续在该校读中专课程。1951年，学校又改名为山西农学院附属农业技术学校，校址设在太谷县。回忆起少年时代的读书生活，牛天堂常常感到惋惜，家境贫寒，战火连天，自己时学时断，学校东搬西迁，基本上没有受过正规的学校教育。他从小就有很强的好奇心，对电灯、火车、纺织机械等产生浓厚兴趣，十分崇拜这些机器的发明家，幻想着将来也要发明个什么机器。然而中学时代都是在农校度过的，耳濡目染，志趣与爱好自然转到了农业和农业科学领域。另一方面，由于他总觉得基础比别人差，不得不靠自学来弥补，因此养成了爱读书、爱思考的习惯。也许正是这些特点，成为他在农业科研事业上不断进取、不断获得成功的潜在原因。

另辟蹊径——一位“坚定执着”的农学家

1952年，牛天堂从农校毕业后被分配到榆次专区农场工作，主要任务是推广新技术、新品种。在完成推广任务的同时，他如饥似渴地学习，在工作中细心观察，总结农民的生产经验，并且针对生产中的实际问题回到农场搞些小型试验研究。

当时，针对农作物产量不高、品质差等问题，他做了一项高粱品种比较试验，试验结果让人喜出望外，他发现离石黄高粱比其他品种增产20%以上，这是他第一次亲身感受到优良品种在农业增产中的强大作用，于是立即向农场领导和山西省农业厅建议推广。翔实的数据和可观的增产量让上级非常欣赏，品种推广得到了采纳与支持。这段经历为他日后与高粱结缘的人生打下了基础，也从此展开了他在高粱增产创效益方面的科研路。

1954年，他被调到汾阳棉花试验站任技术员，受到了一些农业科学试验的基本训练。试验站当时的主要研究方向是经济作物，当地也种植了大量棉花，但牛天堂却不安于现状，希望发展粮食育种。他看到老百姓饭都吃不饱，自己也常饿得抓心挠肺，食堂里的窝窝头、玉米糊糊，前晌吃了后晌饿，更坚定了他搞粮食育种的决心。虽然周围有同事觉得他“不务正业”，好好的工作不做去搞什么创新？他却凭着自己的好学劲儿，加上老领导的大力支持，把精力重新转向了高粱育种。

晋杂5号——一个诞生曲折的优良品种

1963年，牛天堂和他的助手们开始杂交高粱的研究工作。当时有人不赞成他们的试验，认为是“好高骛远”、“脱离‘两当’(当前、当地生产实际)”，牛天堂被当作“三脱离”典型，违心地作了几次检查。勉强“过关”后，研究所领导安排他下乡去搞“样板田”，他口服心不服，把全部试验搬到了农村。谁知老天爷也与他过不去，第一次试验就让他在“样板田”上遭遇惨败。

牛天堂回忆，当时由于缺乏经验，为了育出适宜的品种，他们采用大量配制组合从中选优的方法，试用中国农家品种作恢复系，当年配制了110多个组合。本来满怀期待，怎料第二年在“样板田”上进行杂种优势测定时，刚好遇到两场罕见的暴风骤雨，绝大部分杂交后代倒伏或倒折，试验现场的荒凉简直惨不忍睹，两年心血瞬间付之东流。

政治上的压力加上试验上的失败，并没有动摇他事业上的追求。他和同事们在被暴风雨摧毁的试验田及附近农田仔细观察后，居然找到几株屹立不倒的矮秆高粱，因为秆高1 m左右，便取其外形而命名为三尺三。三尺三在低洼地里种，水淹到就算只剩穗部也死不了，生命力旺盛，而且有几个用矮秆品种如猪翘脚、谷里埋等作恢复系配制的组合，虽然育性不良、结实性差，但也没有倒伏。他从中悟出一些道理，又萌生出一线新的希望。经过认真分析国内外高粱品种的特性，研究总结杂交育种的经验教训，明确提出“二矮型”育种方案，即从矮秆品种中筛选恢复系，培育植株既不过高又不太矮的“二矮型”杂交高粱。他们按照这个新思路立即动手，选用山东的冻高粱以及当地的三尺三等矮秆品种，重新配制了8个组合。

1965年，这8个组合与参加全国杂交高粱区域试验的杂交种同时播种，进行测产试验。秋收时，在20多个组合中唯独TX3197A×三尺三表现格外突出，水浇地产量达639 kg/667 m2，比对照品种离石黄增产20%，旱地产量553 kg/667 m2，比对照增产33.2%。因这一杂交种列在第五小区，遂命名为晋杂5号。晋杂5号不仅产量特别高，而且适应性很广，不久就在全国推广开来，1970年在山西省基本普及，1974年全国种植面积达93.3万hm2，在杂交高粱中独占鳌头，占当年杂种高粱种植总面积的40%。20多年中，晋杂5号在全国累计种植800万hm2以上，增产粮食50多亿kg，并且被引种到朝鲜、越南、阿尔巴尼亚、坦桑尼亚等国家。

十年动乱——一条锦囊妙计保护科研成果

晋杂5号在产量上的较大突破，打开了中国杂交高粱生产的大好局面，但籽粒品质较差、单宁含量较高，有待进一步改良。20世纪60年代上半期，杂交高粱育种在全国蓬勃兴起，各地相继育成一批优良杂交种在生产上推广应用，但是所选用的恢复系仅是少数几个农家品种，高秆易倒，缺乏矮秆资源，而且像晋杂5号这一类推广面积很大的杂交种，多有品质不良等缺陷。杂交高粱育种工作的成败,关键之一是要选择优良的恢复系。牛天堂敏锐地察觉这一问题，及时调整研究方向，着手培育具有理想性状的优良恢复系。1967年，他们用60Co-γ射线处理晋杂5号杂交当代干种子，使之产生突变，实现基因重组，意在从这一“王牌”杂交种中选出新的恢复系。同时对现有杂交种的优缺点逐一进行分析，并从恢复系及其系谱的血缘关系上研究形成这些优缺点的原因，经反复比较后探明最佳方案，1968年配置了一批杂交组合。

正当他们的研究工作进入关键时刻，“文化大革命”也逐步升级，研究所里人心惶惶，有的热衷“武斗”，有的回家躲避，牛天堂则为他的事业心急如焚。天无绝人之路，他终于想出一条 “锦囊妙计”——远走高飞，到天涯海角去。这样既能摆脱混乱的环境，又可不受季节限制连续试验。1968年冬，他和助手带上全部杂交和辐射处理的后代材料，长途跋涉到海南岛去坚持研究，这一去就是一年半时间。这一年半中他们克服了种种困难，连续种了4茬高粱，育成两个优秀恢复系和两个杂交种，分别定名为晋辐1号恢复系、晋粱5号恢复系、晋杂1号和晋杂4号。育成的晋杂1号高粱单宁含量极少，角质率很高，适宜食用，后来成为全国优质杂交高粱中的佼佼者。而晋杂4号高粱的产量及各种性状都大大超过在生产上称雄多年的晋杂5号，从而将中国杂交高粱育种工作又推上了一个新台阶。

革故鼎新——一个探索无融合生殖系的梦想

牛天堂等人摸索出的“二矮型”杂交高粱育种模式，在理论与实践上对指导高粱育种都具有一定价值。由他们育成的几个杂交高粱，对中国发展高粱生产起到了促进作用，1978年获全国科学大会奖。

杂交高粱的问世，无疑是高粱育种工作的重大突破，对发展高粱生产具有划时代的意义。然而培育和生产杂交高粱，必须有雄性不育系、恢复系和保持系，即所谓的“三系配套”，其育种和生产环节十分繁杂。生产上又仅能利用一代杂种，从第二代起便会产生严重分离现象，开始丧失杂种优势，不能继续留作种用，因此需得每年制种以供下年度使用，而制种又需设置专门的制种田和隔离区，需繁殖大量父母本。因而培育新的杂交种周期长、效率低，在大田生产中环节多、速度慢、成本高。有些农业科学家预言，“三系法”迟早要被淘汰。早在20世纪三四十年代，就有人提出并探索运用无融合生殖等办法固定杂种优势，使后代不再产生分离，这样就会大大降低生产成本，便于推广应用。然而这个美好的理想至今仍未能实现。

据媒体报道，印度科学家拉奥等人1968年发现了高粱品种R473具有无融合生殖现象，认为属于无孢子生殖类型。很多人闻讯都对这个材料进行了研究，但因其杂交不孕性和无融合生殖频率太低，在固定杂种优势中难以利用。牛天堂和他的助手于1986年引进R473，开展了高粱无融合生殖利用研究。经过两轮聚合杂交和两年的南繁北育后，到1991年获得了基本稳定的F4代株系。1992年对F5代株系又进行了大群体杂交鉴定，证明该株系确为自主发育兼性无融合生殖系，定名为SSA-1高粱无融合生殖系，其无融合生殖频率较R473大大提高。与此同时，研究小组还对印度高粱不育系296A的保持系（父本材料）296B进行了研究，初步看到296B在固定杂种优势中的作用。

SSA-1和296B无融合生殖系的选育成功，虽然离生产应用还很遥远，但已把数十年前的科学预言部分变成现实，为中国高粱的杂种优势研究带来了一线曙光。这项成果1996年获得山西省科技进步一等奖。

在多年的高粱育种工作中，牛天堂积累了丰富的实践经验，而且在工作中不断突破自己。1963年开始时带有一定的盲目性，靠大量配制组合寻找成功的机遇；1964年从失败中总结经验，提出“二矮型”育种模式，育成晋杂5号，开创了利用矮秆中国高粱作恢复系配制杂交种的先例；而晋杂4号的育成，则是在理论上不断成熟的标志；对高粱无融合生殖系的探索，则是他在不惑之年仍然身体力行向科学高峰攀登的信念所在。

如今这位耄耋之年的老人，在面对记者的时候，仍然思维清晰，对自己献身于高粱育种工作作出的成就始终保持谦和的态度。他总是说，“当年，我只是起到主持人的作用，工作是大家一起做的。现在的时代属于年轻人，应该多多关注年轻人的工作。”科学没有顶峰，科研工作不可以一日废，这是牛天堂传递的人生信念，也是他奋斗终身的高尚理想。在牛天堂等老一辈科学家、育种家的引领下，中国的科学高峰、技术难关必然会被一个个地征服。愿我们把这种正能量不断地贯穿到工作的实际中，让汗水浇灌的芽不断成长，使奋斗开出花朵，把希望不断地传递下去。