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南繁育種:加速器(qì)裏的“農民”與他們(men)的“三季”

日期:2023/4/15 8:34:36 瀏(liú)覽:

來源時間為:2023-03-26

匆匆忙忙地吃完了午飯,洪慧龍又回到(dào)了試驗站外的大豆地裏(lǐ)。才到春分節氣,三亞氣溫就超過了三十攝氏度,正午陽光照進(jìn)剛(gāng)剛澆過水(shuǐ)的地裏,蒸(zhēng)騰(téng)的水汽讓地裏變得更加悶熱。

中午是大豆開花的時節,一朵花從開花到完成授粉,隻有十多分鍾的(de)時間,如果(guǒ)不能在十多分鍾的時間裏(lǐ),完(wán)成去雄、人工授粉的工作,這(zhè)一次的雜交,就(jiù)算失敗了。

不(bú)遠處的水稻地裏,有(yǒu)人幹著同樣的工(gōng)作,他們穿著長筒(tǒng)雨鞋,帶著一個尖腿的小板凳,把板凳插在泥(ní)裏,穩穩地(dì)坐(zuò)在板凳上,眼睛盯著水稻細碎的小花,等待著每一朵(duǒ)花開放的(de)瞬間。

中國農科院作物科學研究所(suǒ)的生(shēng)物(wù)育種實驗基地中,一場新技術、新成果的觀摩會(huì)在田間(jiān)舉行,吸引了很多專家的企業(yè)家觀摩。新京報記者(zhě)周懷宗(zōng)攝

從北方到(dào)南方,他們帶著種子遷徙

2022年11月10日,洪慧龍剛剛(gāng)收完北京順義基地的大豆(dòu),匆匆忙忙把收獲的種子寄到(dào)海南三亞,一百多公斤種子,快遞費每(měi)公斤8塊錢,是一筆不(bú)小的開支。還(hái)有一些珍貴的雜交(jiāo)種子,不敢快遞,他裝在(zài)箱子裏,拖到首都機場,帶上飛機,一直(zhí)帶到(dào)位於三(sān)亞南濱農場的中國農科院作物科學研究所海南試驗站。

三亞,一個人們耳熟能詳的旅(lǚ)遊勝地,很多生活在北方的人,會在冬季(jì)來臨時,一(yī)路南下,在溫暖的三亞度過整個冬天,躲避北方凜(lǐn)冽的寒(hán)風。

洪慧龍不是(shì)來(lái)度假的,他要在(zài)這裏(lǐ)種四到五個月的地,從北京(jīng)甚至(zhì)更北方的黑龍江攜(xié)帶而來的種子,種在三亞的土地上,一直到(dào)來年三四月(yuè)份收獲,然後(hòu)再回(huí)到北(běi)方(fāng)。

中國農業科學院(yuàn)作物科學研(yán)究所海南試驗站。新京報記者周懷宗攝

海南是我國的育種“聖地”,從上世紀中葉開始,育種科學家們(men)將本地秋收的種子,帶(dài)到位於熱帶的海南進行繁殖和選育(yù)。這就是南繁,也有人稱為“南繁加代”,即在育種過程中(zhōng),通過南方溫暖的冬天,增加一代種子繁育的過程。

育種是(shì)一(yī)個不(bú)斷選擇的過程,在種子的一(yī)代代繁育中,選(xuǎn)出那些性狀優良的個體,不(bú)斷雜交(jiāo),繼續選育,最(zuì)終育成一個新的品種。每(měi)一次從種子到種(zhǒng)子,被稱為一個世代,在過去,一個品種的育成,往往需(xū)要十多個(gè)世(shì)代的(de)選育。因(yīn)此,育種家們會在(zài)冬天來到海南(nán)繁育,這樣每(měi)年(nián)就可以多加(jiā)一個世代(dài)。

在南繁,種子隨著育種家們遷徙,從原生地(dì)到海南,再從海南(nán)到(dào)原生地(dì),像候鳥一樣,準時往返,直(zhí)到新(xīn)品種(zhǒng)培育成功。

南繁是育種中不可或缺的一環,在過去,袁隆平的雜交水稻(dào)、李登海的雜交玉米、郭三堆(duī)的抗蟲棉,都是在(zài)南繁育成的(de)。如今,每到11月份,來自全國700多家農業科研機構(gòu)的近萬名育種家,都會帶(dài)著他們的種子(zǐ),準時(shí)到達三亞。數據顯示,過去六十多年來,有三萬多個農作物品種通過南繁育成,在全國審定的農作物(wù)良種中,占比(bǐ)70%以上。可以說,每一個中國人的餐桌上,都有可能出現曾經曆南(nán)繁的食物。

育種(zhǒng)加速器中,他們的季節少了一個

南繁十多年,似乎再也沒有(yǒu)見過冬天的樣子了。

洪慧龍是內(nèi)蒙古人,他記憶中的冬(dōng)天,有雪原林海,有連天的衰草,蒼茫的落日。但(dàn)在三亞,隻有(yǒu)春天(tiān)和夏天。

洪慧龍不算是農家出身,一直到本科畢業,他都沒有真正下過地,也從沒見過長在地裏的大豆,甚(shèn)至連(lián)豆子的樣子都有些模糊。大學以(yǐ)前的生活中,見到的更多是豆腐(fǔ)、豆漿、豆芽、豆(dòu)油等眾多的豆製品。

洪慧龍正在授粉。新京報記者(zhě)周懷宗攝

2010年,本科畢業時,他被老師推薦到(dào)中國農科院作科所研究員(yuán)邱麗娟的團隊實習,那時候,他(tā)第一次下(xià)地,老(lǎo)師指著地裏的豆苗告(gào)訴他,這就是大豆。也是從那年開始,每一年的冬季,他都在海南度過。

南繁被稱為“育種加速器”,在這個(gè)加速(sù)器(qì)中的每一個人,都生活在季節的錯位中,十(shí)一月,冬季來臨之前(qián),他們南下海南,在烈日和熱浪中勞動,三四月份,他們回到家鄉時,冬季已經過去了(le)。

在南繁水(shuǐ)稻田裏忙碌(lù)的工人。新京報記者周懷宗攝

在(zài)三亞的農場裏,時間(jiān)總是在驅趕著人們忙碌地勞作。

11月(yuè)下(xià)種,然後澆水、鋤草,和大田種植(zhí)不同,育種的材料千差萬別,每一份材料,可能(néng)隻有幾株,不(bú)可能用(yòng)機器作業(yè),所有的工作都要依靠人工。育種的科學家、學生(shēng)們,無法(fǎ)依(yī)靠自身完成所有的工作,他們(men)大多會雇傭當地的農民,帶著他們一起幹活,時間一長,這些工人(rén)們,也都能熟練地完成大部(bù)分田間的技術工作。但仍有些精細的工作,隻能他們自己幹。

春節是大(dà)豆、玉米、水稻等開花的(de)季節,這是最關鍵的時刻,尤其是對那些需要人工授粉的作物來說,需要人隨時留意每一(yī)朵花開放的時間,在短短的十多分鍾內,完成授(shòu)粉。十(shí)多(duō)分鍾,對(duì)一朵花的授粉來說,時間已經很長,但在這座試驗站中,有數百畝地,種著數十萬種育種材料。而在整(zhěng)個三亞,有數十萬(wàn)畝地,還有同在海南的陵水、樂東等地,也都有(yǒu)大量(liàng)的南繁基地。

從2002年起,中國(guó)農科(kē)院作科所研究員智慧,在一片荒崗上租了7畝多地,一代一代地繁育穀子。她的記憶中(zhōng),二十年(nián)中,隻有一年,因為家(jiā)中有事,在正月匆匆回了一趟家,然後又趕回(huí)三亞。

南繁(fán)基地繁育的穀子。新京報記者周懷宗攝

紙筆和鑷子,讓他(tā)們不同於普通的農民

2023年3月19日,中午11點多,全身捂得嚴嚴實實的中國(guó)農科院作科所研(yán)究員趙(zhào)誌超,匆匆忙忙地從試驗站出來,在站外的(de)一塊水田中巡視了一圈,又騎著電動車,趕到距離(lí)試驗(yàn)站十多公(gōng)裏外的一處稻田中,那(nà)裏種著一批來自黑龍江的水稻材料,已經成熟了,要趕緊收回來(lái),晾曬之後,寄回黑(hēi)龍江,在那裏繼(jì)續種(zhǒng)下(xià)去,如(rú)今(jīn),黑(hēi)龍江的春耕即將開始(shǐ),時間很緊張了。

盡管穿著長(zhǎng)袖長褲和長筒雨鞋(xié),臉上也圍了一塊麵巾,但暴露在外的雙手,還是可(kě)以看出陽光暴曬的痕跡。走在(zài)田(tián)間,很難把育種的科學家和(hé)普(pǔ)通農民區分開來,隻有在他們準(zhǔn)備“農具”的時候,才能看出他們的不同。

育種的材料多種多樣,所以采收的(de)時候,不(bú)用鐮刀,隻用剪刀將(jiāng)稻(dào)穗剪下來,裝(zhuāng)在單獨的小袋子中,貼上標簽。剪刀、紙筆、袋子是必備的農具。如果要鑒定農藝性狀,還要將整株作物連根拔下(xià)來,帶回去檢測,但在(zài)三亞,更多隻是加代繁育,隻有少部分才需要鑒定性狀。

雜交的農具,則根據(jù)作物的不(bú)同而不同。水稻去雄時,隻用剪刀剪去雄花,熟練的(de)工人,基本上不會傷及雌蕊,授粉也相對簡單,工人都可勝任。大豆的去雄和授粉同時進行,對操作者的技術要求高得多。大豆(dòu)的花很小(xiǎo),雌蕊和雄蕊都在同一個閉(bì)合的(de)花苞中,無需外(wài)力,即可完成自交授粉,但雜交育種,恰恰不需要大豆自交,授粉時,先用一個小鑷子,剝開(kāi)花瓣,輕(qīng)輕地將雄蕊(ruǐ)去掉,過程中絕不能碰到雌(cí)蕊,然(rán)後再進行授(shòu)粉,才能完成雜交。

水稻田裏去雄的工人,隨身攜帶的單腿板凳(dèng),板凳腿有(yǒu)一個尖頭,可(kě)以插在泥裏。新京報記者(zhě)周懷宗攝

在洪慧龍負責的40多畝大(dà)豆中,所有的授粉工作,幾乎都由技術人員完成,尤(yóu)其是(shì)重要的材料,他不敢交給工人,一旦失手,可能幾年的努力就會付諸東流。好在每一種材料的數量都不多。

正午時分,洪慧龍和他的同事、老(lǎo)師們安靜地坐在大豆地裏,一個個尋找正在開(kāi)放的花,用鑷子給它們授粉,每做完一個,就(jiù)寫一個標簽掛上。

穀子的授粉則粗放和簡單得多,同樣是正午,雜交的品種按照設計(jì)好的區域交叉種(zhǒng)植(zhí),開花的時候,用(yòng)一根竹竿輕輕撥動穀(gǔ)穗,把花粉“趕”起來,自然就完成了雜交(jiāo)。

遷徙(xǐ)的次數多了,就成了故鄉

南(nán)繁(fán)的人們,像候鳥一樣每年遷徙,但他們停留的地方,可能有(yǒu)很多。

徐孝潔(jié)是中國農科院作科所的一(yī)名助理,在三亞負責著40多畝玉米地,從玉米播種到收獲,每年在這裏停留四個多月。從三亞離開後,他會繼續跟著收獲的種子一起(qǐ)到下一站,可能是(shì)北京順義或昌平的基地,也可能是河南新鄉的基(jī)地。在那裏繼續完(wán)成下一個周期。

徐孝潔在南繁基地。新(xīn)京報記者周懷宗攝

兩代種子收種的間隙,大約有十多天的(de)時間(jiān),那(nà)是他的假期,他會(huì)回到湖南的(de)老家,如(rú)果遇到晚收或者早播,假期還會縮短。

2023年,是徐孝潔來到南繁的第十年,他的孩子也剛好十歲了。

洪慧龍則在(zài)十二年中,從一個大學剛畢業的實習生,變成了剛剛入站的博士後,十二年來,他(tā)半工半讀,一半在(zài)南繁、一半在學習,完(wán)成了職業的轉變。

2021年,洪慧龍結婚了(le),夫妻倆在北京租了一(yī)間房子(zǐ),但洪慧龍很少有機會能回家,他負責著三亞、北京、黑龍江幾個基地中的大豆繁育,即便在北京,也大多住在基地。

常年的南繁中,許多科學家們逐漸在海南安家,這樣,他們在(zài)長達四到五個月的南繁季節中,就(jiù)有一(yī)個安居的地方,而不必長時間住在試驗站,那裏並不(bú)寬敞,每年都有數十位老(lǎo)師和上百位學(xué)生入駐這裏(lǐ)。

也(yě)有人買了車,為了方便下地。多年的南繁中,基地周邊的地越來越不夠用了(le),育種家們從很早就開始走出基地,在各處租地種植。

中國農科院作科(kē)所研究員智慧用來(lái)育種的七畝多地,就(jiù)是她在農場周邊租的,智慧的丈夫(fū)刁現民,是這個課(kè)題組的負(fù)責人,也是國家穀子產業(yè)技術體係的首席科學家。二十年前(qián),他們剛剛租到這片土地時,還(hái)是一片荒灘草場,根本不能下種(zhǒng),課題組的老師和學生們,一點點開墾整理,把荒灘變成了(le)良田,二十年中(zhōng),這裏已經育成了數十個優質的穀子品種。

研究員智慧在南繁基地裏。新京(jīng)報記者(zhě)周懷宗攝

3月20日,田裏的穀穗一片金(jīn)黃,兩位對他們的品種感興趣的企業家,來到(dào)他們的地頭,洽談成(chéng)果轉化(huà)的(de)事情,他們特地換上了幹淨整(zhěng)潔的衣服。

常年暴曬,讓刁現民有些紫(zǐ)外線過敏,他戴著兩(liǎng)層寬簷帽子,臉上蒙著麵巾,穿著一身西裝,在穀子地裏一行行巡視、一株株(zhū)觀察,仿(fǎng)佛不是走在天涯海角的南繁基(jī)地,而是走在故鄉的斜陽裏。

課題組負責人刁現民。新京報記者周懷宗攝

是三亞還是河南,有(yǒu)時會分不清(qīng)楚

在南繁基地,低著(zhe)頭勞作的人們,很容(róng)易迷失對時間和空間的感受。

3月(yuè)19日下午五點多,四十多畝的玉米地裏,徐孝潔帶著幾位工人在收玉米,人站在高大的(de)玉米中間,宛若(ruò)置身在黃紗帳中,眼前隻有枯黃的玉米稈(gǎn)、飽滿或幹癟的玉米穗,這樣(yàng)的場景,似乎更應該出現在中原腹地的河南平原上。而蹲在黃豆地裏(lǐ),眼(yǎn)前黃色的枯葉、褐色的豆莢,就像在東北的大豆田中。

隻有收完了(le)一行,走出玉米叢林,遠遠看見高大的椰子樹和茂盛的香蕉林時,才忽然覺得,這裏是海南,是旅遊的勝地、休閑的去處。

南繁(fán)的人們很少有機會欣賞天(tiān)涯(yá)海角的美麗(lì),和大(dà)田種植的成熟品種不同,試驗中的每(měi)一株(zhū)材料,隨時可能出問題,而且(qiě),還要(yào)隨時觀察它們的每一個細微變化。

“盡管生物技術已經非(fēi)常(cháng)發達,但也仍然替代不了育種家(jiā)們的眼睛。”洪慧龍說。

老一輩的育(yù)種(zhǒng)家們,一眼就能看出一份材料的好壞(huài),而像他這樣的年輕人,則需要年(nián)複(fù)一年地積累經驗,在一次次的觀察中(zhōng)培(péi)養感覺。

從第一次認識大豆開始,十二年的南繁(fán)之後,洪(hóng)慧龍也漸漸有了一點兒自己的體會。

育種(zhǒng)過(guò)程中,性狀不穩定,變異千奇百(bǎi)怪,好的壞的,無法判斷(duàn)好壞(huài)的都(dōu)有,在普(pǔ)通人眼中,一(yī)塊長得參差不齊的田,育種的(de)人卻能夠了解每一株的特點,並在第一時間發現那些不同(tóng)尋常的變化。“現(xiàn)在從地裏走過去,基本上每一份材料都能知道它應該是什麽樣的,是不是有變化。”洪慧龍說,“至少不會兩眼一抹黑,輕易(yì)放過那些特殊的變異(yì)了。”

盡管以加代繁育為主,但(dàn)在三亞(yà)的基地中(zhōng),考種選種也是育種(zhǒng)中必備的(de)工作,更是必備的技能,每一個學生,都是從觀察和測量株高、節間長短、花色(sè)、分蘖數(shù)、穗粒數等作物表型開始,一點點走

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