盖钧镒:一生只为豆满仓
2023-09-15南农宣
文|南农宣
虽已87 岁高龄,但盖钧镒仍然奋战在科研一线:埋首实验室、奔走田间地头。身为中国工程院院士、大豆遗传育种学家,他将一个甲子的岁月献给了我国的大豆事业,为的就是“让老百姓吃着中国豆子打出的豆浆、磨出的豆腐”。
研究中国人自己的大豆种质资源
盖钧镒研究大豆60 多年,被称为“大豆院士”。“一生只为豆满仓”,是对他一生奋“豆”的生动诠释。
1953年,盖钧镒高中毕业上大学,想学理科的他机缘巧合,以优异的成绩被南京农学院(南京农业大学前身)录取。回忆当时,他说:“高中时,我就立志长大要当科学家,通过科学来强国,为国家作出贡献。”
当时的南京农学院聚集了一大批农学方面的专家,名师荟萃,师资雄厚,这些教师都曾留学国外,满怀着对祖国的热爱回国参加新中国的建设。盖钧镒幸运地遇到一批优秀农学家,听了育种课后产生了浓厚的兴趣。
盖钧镒师从著名的大豆遗传和试验统计学家马育华教授。当年,马教授在南京农学院重新建立了大豆育种计划,开展江淮下游地区大豆地方品种研究、大豆新品种选育和大豆数量性状遗传研究,也将盖钧镒引进了大豆科学的大门。
1957年,盖钧镒大学毕业,本打算去东北开荒,学院却希望他留校任教。他对学院人事部门的同志说:“我口才不好,想做研究。”人事部门负责人当即表态,好啊!马育华教授正好需要助手,你就跟他一起做研究吧。
1958 至1959 年,盖钧镒主动申请去苏北农村与农民“同吃同住同劳动”。那时候,物质生活水平普遍不高,农村更差。在最困难的时候,农民心疼他们这些城里来的年轻人,把最好的给他们吃,自己宁可吃萝卜玉米糊。盖钧镒当时就想,农民真好,我们的农业科技一定要为他们服务。当时有一个信念在他内心不断升腾:一定要培育出好品种。
1963 年,盖钧镒又报考了马育华教授的研究生,在上世纪60 年代初参加育成并推广了南京农学院第一批大豆新品种南农493-1。上世纪70年代初期,他育成的南农1138-2 品种在长江中下游地区推广获得成功。
“我很幸运,赶上了好时候,遇到了好机会。”盖钧镒说。1980 年,他又迎来人生的转折点。南京农业大学推荐首批国家公派出国访问学者,英语较好的他获得了去美国进修的机会。
在美国两年半的时间里,盖钧镒考察访问了美国大豆产区12 个州的大学。他发现美国大豆专家正到处收集中国大豆的种质资源,美国人用中国的大豆种质资源做进一步科研,然后再反过来挣中国人的钱。盖钧镒意识到中国的大豆种质资源是宝贵的财富。“而当时的中国作为大豆原产国竟然没有系统研究收集,那时我就暗下决心,一定要研究中国自己的大豆种质资源。”盖钧镒回忆道。
回国后,盖钧镒确定了以大豆遗传资源作为重点的大豆遗传改良研究方向。他安排学生去南方农村收集,寒暑假学生回家时,也请他们帮忙收集大豆种子。上世纪80年代至今,盖钧镒的研究团队收集到约25000 种大豆种质资源,并建立大豆种质综合性状数据库,其规模仅次于中国国家种质库和美国农业部大豆种质资源库,为中国第二,世界第三。
如今,他的科研团队收集大豆种质资源的脚步仍没停歇,因为在很远的西南山区,还有大批的传承几千年的大豆种质资源等待收集。在盖钧镒心中,收集中国原产地的大豆种质资源,就是在积累国家财富。
让有限的耕地上长出更多豆荚更大豆粒
在很多老师和博士生眼中,盖钧镒简直是个“工作狂”。“每天早上8 点半准时来到办公室,下午六七点才回家,我们每周的组会他基本上都会参加。”博士生藕冉称盖钧镒为“严师”,从课题选取到实验每项结果的验收,盖院士都会层层把关,“当然,他也时常帮我们出出点子,看如何在地里做更多的事。”
盖钧镒查看大豆长势
让有限的耕地上长出更多豆荚、更大豆粒,正是盖钧镒60 余载不断求解的科学课题。
虽然大豆育种取得阶段性成果,但从全国层面来看,大豆还是要从国外进口。自1995 年开始,作为大豆原产国,我国种植面积和单产远低于世界发达国家,已从大豆净出口国变为世界大豆最大进口国。“2017年,我国大豆净进口量更是高达9542万吨,是国内产量的近6 倍。”我国大豆产业的尴尬境地无时无刻不揪着盖钧镒的心,“中国人的饭碗要牢牢端在自己手中,大豆培育工作必须持之以恒做下去。”
“我国大豆单位面积产值较低,对农民来讲,种植大豆的收益远远比不上水稻等其他作物。”盖钧镒介绍,和美国等发达国家相比,我国大豆基础科研还存在较大差距。从研究来看,从美国进口的大豆,它的血缘来自中国东北。中国东北的大豆到美国不到100 年的时间里,经过研发投入,已经培育出产量超过我国的品种。
盖钧镒将高产作为我国大豆产业的突破口,除通过常规育种方法选育品种外,还积极探索通过选育高产理想株型来达到高产突破的目标,主持和参加育成南农88-31 等20 多个 大豆新 品种,在长江中下游和黄淮部分地区推广5000 多万亩,大豆亩产提高10%。在他和同事的努力下,南京农业大学被批准建立“国家大豆改良中心”。
这几年,盖钧镒一直带领团队探索和推广玉米大豆带状复合种植的方法,即在玉米地里同时种植大豆,把玉米的行距放宽,玉米的产量不减低,中间可以多收一季大豆。这项技术,已经多次被写入中央一号文件,并于2022 年示范推广1500万亩。
“开始我很担心不成功,但去年的验收结果给了我们很大信心。”盖钧镒说,“大部分的示范田是成功的,比如在山东某地,我们在一亩地中获得玉米650 公斤,大豆165 公斤。如果这个技术全面推广,1 亿吨大豆不就有了?”盖钧镒看到了“大豆自由”的曙光,“接下来我们要准备好打10年的硬仗,下决心去选用适合带状复合种植的玉米品种和大豆品种,研究相应的机械设备和栽培技术,与时间‘赛跑’。”除了让大豆高产,团队还在让大豆有更高品质。大豆与牛奶一样具有9 种人体必需的氨基酸,但不够平衡,团队就致力于培育氨基酸组成均衡的新品种大豆,营养价值甚至高于牛奶。直到今天,盖钧镒还保持着每天早上喝一杯豆浆的习惯。盖钧镒说,路虽远行则将至,事虽难做则必成,“人的生命是有限的,而大豆的事业是没有止境的。”
人有穷尽 但事业没有穷尽
经过多年研究发现,大豆向全球传播有四条模式途径,分别是从起源中心到亚洲北部、东部和南部,及从中国东北到欧洲和美洲。这些发现为理解全球大豆的系统地理学提供了详细的说明。
研究人员多年来先后搜集了来自世界上13个地理区域的371 份大豆种质,统一在南京农业大学江浦实验站进行种植。盖钧镒介绍说:“我们采集的大豆样品既有热带地区的,又有寒冷地区的,为了保证样品之间的可比性,所有种质在春季播种条件下都要生长成熟或接近成熟。因此,实验地的纬度很关键。南京正好处在世界各地大豆都能生长、开花、结实的纬度。”
但在实验过程中,还是遇到了困难,盖钧镒介绍,“世界各地的材料都拿到南京在春季进行播种,就会出现‘水土不服’的问题。8 月份,来自高纬度地区的大豆就已经成熟了,但由于生育期变短,植株变矮,节数少自然产量低。而来自低纬度地区的大豆,由于日照时间变长,可能到了11 月份还在‘长个’,却不结荚。”
因此,实验需要通过人为调控光照时间来满足大豆的生长条件。通过表型研究发现,大豆性状的变异范围非常广,开花期为30 至123天,成熟期为75 至200 天,主茎节数为4 至35 节。这表明,随着大豆向世界各地的传播,它逐渐适应了不同的生态环境,即日照长度和温度条件。
“我们的实验验证了大豆的传播路径和传播关系,同时也有利于种质资源的应用和筛选,给育种提供了可参考的价值和方向。”他希望,通过此项成果引起人们对大豆研究的重视。“我国在大豆领域的研究上存在差距,研发力度有待加强,科学研究和产业的紧密结合非常重要。”
2023 年1 月5 日,第二届三亚国际种业科学家大会举办,并进行了首届“种业科学家奖”颁奖,共有动物、园艺、水稻、小麦和其他5 个领域等的19 位专家、3 个科研团队获奖。盖钧镒院士摘得此殊荣。
“我很高兴能够得到大家的肯定,能够入选实际上是几十年来我们集体共同努力的成果。”在谈到此次获奖时,盖钧镒十分谦逊。
面对大豆在国家粮食安全中的重要地位,中国寻求大豆“逆袭”之路已是迫在眉睫。盖钧镒介绍,2021 年,他及其团队首次在三亚进行大豆种质热带适应性鉴定和品种试种,在三亚崖州坝头基地对1356 份大豆种质资源进行适应性鉴定,并遴选新近育成的大豆品种进行品种比较试验,其中4 份大豆品种亩产超过500 斤,远超国内平均亩产270 斤的水平。2022年,该团队又在三亚鉴定了近1000 份的大豆种质资源,更多优异大豆有望破土而生。
如何将新技术高效地应用于种业创新,盖钧镒认为,除了通过采用生物育种技术改良品种,还要将种质资源的优势充分利用起来。“如果能够把生物技术与现有的历史资源结合起来,就有超越的可能。”在盖钧镒看来,目前加快脚步还不算晚,不仅要把资源中的优良基因挖掘出来,还要获得新技术的加持。通过生物技术育种、分子育种、设计育种、精准育种、大数据智慧育种等,把优良基因聚合到品种中。
“做研究的人,是没有疲劳的时候的。人有穷尽,但事业没有穷尽,科学研究是永无止境的。我们仍需继续努力,我现在仍在带着一批学生在做,我们的终极目标就是得把中国人的饭碗牢牢端在自己手中!”