5月3日一大早,玉田縣林頭屯鄉東蘆莊村,一眼望不到邊的農田里,播種機器隆隆作響,十幾位農民大嫂拿著鐵锨拍打著剛剛種植上谷子種的隴地,一片繁忙的播種景象。我校谷子研究所的劉正理研究員帶領團隊,利用五一長假走進田間地頭,邊示范邊指導著大家新技術耐蔭型谷子雜交種的科學種植方法。這是學校產教城融合項目在去年遷西栗園示范基地推廣套種技術喜獲成功后再次大田播種的推廣實踐。
谷子的馴化和栽培起源于中國,由此,中國早期農業文明破土萌發。在數千年漫長歲月中,被譽為“百谷之長”的谷子滋養了無數華夏子孫和偉大的中華文明。進入21世紀,超早熟和耐蔭型等突破谷子生命禁區和極限的新品種、雜交種相繼問世,不斷刷新著人們對谷子的認知。而為它們助產催生的,是專注谷子育種研究30年的生命科學家劉正理。
生命科學系系主任蔡玉梅介紹說,劉正理,享受國務院特殊津貼專家,從事谷子科研三十余載,育成8個超早熟谷子新品種。其中冀谷27、冀谷28,將我國春谷種植界限從南向北足足推進197公里,種植海拔高度也從張家口壩下一躍升至壩上,提高了804米;夏谷種植界限向北推進153公里,播種期向后推移25天。這些擁有了新的生命時空的超早熟新品種,不僅突破我國谷子種植海拔高度不超過1300米的生命禁區,更為壩上農民帶去栽培作物的全新選項和擺脫貧困的福音。2013年,谷子目標性狀基因庫育種技術榮膺農業部中華農業科技一等獎。2022年,他研究發明的谷栗等立體套種耐蔭型谷子育種技術得到尹偉倫和李培武兩位中國工程院院士等知名專家組成的專家組高度評價:該技術處于國際領先水平。
【出手不凡】
中國擁有世界上最為豐富的谷子種質資源,河北是中國谷子種植第一大省。
大學畢業后的最初幾年,劉正理先后從事水稻、玉米育種。1993年,河北滄縣農家子弟出身的劉正理一頭扎進谷子研究。30年間,從承德農科所到河北省農科院,再到唐山師范學院,工作單位幾經變換,劉正理始終執著專注谷子育種和雜優利用研究,初心不改。20世紀八、九十年代,我國谷子雜交育種開始取得突破,產量和品質不斷提升,但育成品種遺傳基礎狹窄等問題也困擾著研究人員。2016年,劉正理調入我校工作,學校產教城融合發展的理念恰好為他的谷子研究提供了肥沃的土壤。
依托我國谷子種質資源豐富的優勢,針對京津冀山區土地資源相對緊缺,以及谷子特色產業發展中存在的突出問題,劉正理提出一個大膽構想:創建耐蔭谷子育種技術體系,培育新品種,建立谷栗立體套種新模式的研究思路。
穩健厚重的基礎研究,加上高產優質的育種成果,讓劉正理成為榮譽等身,并享受國務院特殊津貼的高級專家,但扎在田地里的他,看上去跟普通農民沒什么區別:同樣頭頂烈日,同樣汗珠流淌、濕透衣衫、溫潤禾土。“做科研,要立足促進地方經濟發展。我每一項科研都是圍繞谷子科研和生產中的問題開展研究,這樣的研究才有意義。”劉正理如是說。
當初團隊尚未建立起來,經費緊缺,實驗室儀器也不怎么齊全。缺人手,劉正理既當教授又當實驗員,既示范講解又親力親為,把課堂教學當成科研訓練,把畢業設計和實驗室工作結合起來。甚至帶上夫人、孩子一起上陣。劉正理夫人放棄自己的專業和晉升機會,給他當起科研秘書和助手,遠在天津農科院工作的女兒,更是經常為既是前輩又是同行的父親做實驗,搭把手。缺設備,劉正理就跑去百里外的華北理工大學、天津農科院等機構,借助外力完成在自己實驗室無法做到的深層次實驗。
【知易行難】
知不易,行更難。
劉正理發現,谷子耐蔭基因屬于數量性狀,確定了一條從資源鑒定、篩選和基因挖掘入手,不斷累加、放大谷子耐蔭基因的技術路線。同時,針對遷西栗園開展耐紅蜘蛛危害相關性狀研究和種質創新工作。
經過連續6年不懈努力,滿足育種目標要求的唐雜谷56950、唐雜谷51950、唐雜谷12902等耐蔭型雜交新品種,脫穎問世。這項成果,攻克了谷子高產必須光照充足這一世界性難題,顛覆了人們對谷子的傳統認知。除了耐蔭性突出,這些雜交種還具有葉片單寧含量低、粗蛋白含量高,葉片蠟質層厚特點,適宜與板栗等果樹立體套種。而板栗等果樹的遮蔭、擋風作用,又提高了谷子對旱災、風災的適應和抵御能力,實現谷子與果樹的互利共生。
從確立目標,到取得成功,6年間,劉正理克服了重重困難。2022年,劉正理雙喜臨門。這一年,他在國內外率先建立耐蔭谷子育種技術體系,該成果谷栗等立體套種耐蔭型谷子育種技術一舉跨上國際先進水平。這一年,隨著唐山師范學院產教城融合戰略全面實施,被列為主推項目的耐蔭型谷子雜交種研究和推廣迎來春天。谷栗立體套種技術在遷西核心示范區實現成方連片大面積豐產,取得公認示范效果。
截至今天,今年已在遷西、玉田示范基地完成播種面積600多畝,播種面積是去年的2倍,播種區域增加了大田播種和林間播種,為農業發展注入了科技活力。
把自己種在田間地頭,把論文寫在板栗樹下。正是這種深深扎根泥土的堅韌與執著,讓劉正理的育種研究不斷攀上新的高度,為我國的糧食安全和種子安全不斷筑就新的基石。
(記者:劉華欣)