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农业科学家为实现农业现代化贡献力量(讲述·弘扬科学家精神(特别策划))

2022-09-16 浏览: 69186

數據來源:農業農村部、國家統計局

  青紗帳里,玉米行行挺拔;汪汪水田,晚稻株株青綠……國家統計局數據顯示:2022年全國夏糧總產量2948億斤,比上年增加28.7億斤,增長1.0%。這離不開廣大農業科學家的持續努力。長期以來,廣大農業科學家圍繞農業農村發展,把論文寫在大地上、把成果送進億萬農民家,為實現農業穩產增產💦、促進農民持續增收、打贏脫貧攻堅戰和推動鄉村振興作出重要貢獻。本版推出特別策劃,為您講述三位農業科學家的故事。

  ——編  者  

  

  中國科學院院士李家洋幾十年如一日培育高產優質水稻品種——

  一個個新品種從實驗室來到田野

  本報記者  王  浩

  在浙江富陽ꦓ的稻田里,卷著褲腿彎著腰,查看禾苗長勢,汗水浸透襯衫;在海南南繁基地,頂著烈日炙烤,悉心觀察水稻穗數……從試驗田到實驗室,中科院院士、中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員李家洋(見圖①,中,中國科學院供圖)幾十年如一日,躬耕田野,只為育出一粒粒好種子。一項項科研成果,落入田間,生根發芽,造福農民。

  李家洋先后在國際主流學術刊物上發表論文130多篇,帶領研究團隊在稻米品質形成機理、水稻分子育種領域取得一系列具有國際影響力的研究成果,先后4次入選中國科學十大進展。

  讓稻香飄滿廣袤田野,是水稻育種家的夢想。為了培育出高產優質品種,李家洋一直在努力!

  從矮稈水稻品種選育推廣到雜交水稻技術突破,我國水稻產量不斷提高。如今,告別了“吃不飽”的舊煩惱,又遇上了“吃得好”的新需求,李家洋繼續向水稻育種的新高峰攀登……

  如何找到高產又優質的水稻?“育種就像是搭積木,找準積木塊,才能更快更好地搭建出理想模型。”李家洋說。

  基因就是一個個關鍵的積木塊。李家洋團隊從微觀世界中,尋找決定水稻產量和品質的關鍵基因。“我們發現了與水稻的分蘗角度、秸稈粗細等重要性狀密切相關的關鍵基因,將其導入水稻主栽品種中,就能重塑水稻株型性狀,培育出株高適中、穗大粒多的新品種。”李家洋說。

  一把“金鑰匙”打開一片新天地。“比如,水稻膠稠度、直鏈淀粉含量和糊化溫度是衡量水稻好不好吃🎀的指標,我們通過基因關聯研究,確定了多個水稻淀粉合成途徑的關鍵基因。”李家洋說。

ꦫ  探索之路并不平坦。數據不理想,結果不滿意,時常有之。等到好不容易有了結論,卻發現同行已搶先一步發表。看著同行精心撰寫的論文,大家伙心里很不是滋味兒,“咬牙堅持,從頭再來,努力走得更快些。”一次次挫折反而激發了李家洋的斗志……

  辛勤的汗水換來沉甸甸的收獲。從影響水稻莖稈機械強度,到分蘗角度,再到稻穗大小,一個個影響水稻性狀杭州娛樂會所的關鍵基因被李家洋找到,一系列成果奠定了我國水稻功能研究的重要基礎。

  有了基因,關鍵要“搭建”。分子設計育種,是李家洋團隊攀登的又一座高峰。“‘特青’水稻品種產量高,但綜合品質差,可以當受體。‘93—11’的外觀品質優異,可以當供體。我們對與產量、外觀品質、蒸煮食味品質等相關的28個目標基因優化組合,利用雜交、回交與分子標記定向選擇等技術,將優質目標基因聚合到受體材料,實現優與優的組合。”李家洋說。

  科研過程中,李家洋尋找著最佳方案。“‘分子設計育種’較之于傳統育種,更加高效精準。”李家洋娓娓道來,團隊首創全新基因分型算法,構建出高密度水稻單倍體型圖譜,率先提出并建立高效精準🌜的分子設計育種體系,為解決水稻產量與品質互相制約的難題提供了有效策略🐠。

  一個個新品種從實驗室來到田野,為端穩“中國飯碗”貢獻力量。李家洋團隊培育的“嘉優中科1號”連續多年萬畝示范平均產量比普通品種增產20%以上,適合機械化或直播等栽培方式。

  對李家洋來說,每一次人生選擇都源自內心深處的“三農”情結。

  安徽省肥西縣是李家洋的家鄉,稻香和農活伴隨著他成長。“小時候,村里的水稻長到半人高的時候,很容易倒伏。后來,老鄉們換了新品種,稻株變矮了,倒伏少了,產量增加了。”科技的力量,讓李家洋印象深刻,“當時,我就立志成為一名農業科學家。”

  此后的歲月,李家洋當過農民、民辦教師、建筑工人。但日子再苦,他始終沒有忘記心中的理想,“白天抬水泥,晚上挑燈看書。”李家洋回憶說。

  1977年,李家洋成為恢復高考后首批大學生中的一員,來到安徽農學院(現安徽農業大學)林學系,開始了他的求學之路。后來到美國留學,他一直聚焦分子遺傳學研究,以擬南芥為研究對象,取得了一系列重要研究成果📖。

  “求學路上,我也有機會轉入其它領域,但我還是堅持做植物研究。”李家洋說,“我國是人口大國、農業大國,植物研究對我而言更有吸引力、更有價值。”

  1994年,李家洋回國,在30多平方米的舊實驗室里,開始了艱苦創業的歷程。他決定離開熟悉的領域,在競爭激烈💯的水稻研究賽道上起跑꧑。

  “擬南芥是雙子葉植物,水稻是單子葉植物,雖說兩者基礎原理相通,但具體到遺傳發育上,天差地別。”李家洋說,團隊致力于水稻分子品種設計,攻克了一個又一個難題,取得了眾多原創性成果。

  “我相信,只要不斷努力、埋頭苦干,我們的科學研究就能如同一粒粒種子,破土發芽,拔節生長,終將孕育豐碩果實,為糧食安全和農民富裕作出貢獻。”李家洋說。

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  中國工程院院士唐華俊主持建立全國首個農作物遙感監測系統——

  當好土地體檢員為智慧農業賦能



  本報記者  常  欽

  都說“干一行、愛一行”,中國工程院院士唐華俊(見圖②,右,楊鵬攝)的確是這句話的踐行者。懷揣對土地的熱愛,唐華俊在農業土地資源領域一干就是40年。他開拓了農作物空間格局研究新領域,主持建立了全國首個農作物遙感監測系統,從2002年至今依然在糧食生產、防災減災等方面發揮著重要作用。

  “我從小家庭貧困,缺衣少糧的日子歷歷在目。最大的心愿,就是讓家鄉的鄉親們能吃上飽飯。”唐華俊回憶說。

  唐華俊出生于四川省閬中市的一個貧困山村,當地耕地少。“當時家里孩子多、收入少,吃飯穿衣都是大問題;10歲前幾乎都是光著腳,榆樹皮和米糠混合成餅是我們的家常便飯。”唐華俊說。

  他決心靠雙手改變農村落后面貌!曾因貧困幾次輟學,但信念支撐著唐華俊一路堅持。1978年,他考入西南農學院,“從家里背著一床破被去學校報到”。

  1982年,他畢業后被分配到中國農業科學院工作,從承擔課題的子任務到獨立完成方案設計、任務實施、成果總結等,唐華俊很快成為業務骨干。

  “耕好農業‘大田’不是一件容易事。”當時歐洲農業遙感技術取得重大突破,正廣泛推動數字農業、精準農業普及應用。唐華俊萌生了出國深造的想法:“農業科技進步,要深耕一畝三分地,還要會打開眼界看世界。”

  機會總是留給有準備的人。1985年,唐華俊赴比利時根特大學攻讀碩士學位。“我選擇了農業土地資源專業。”唐華俊說,“在外求學,回到祖國服務‘三農’的心始終熾熱。”

  那時,導師希望唐華俊留在國外從事科研工作,對此,唐華俊說:“沒什么好猶豫的,作為農民的兒子,我要為中國的農民做事、為中國的農業發展做事,這個想法從來都沒有變過🦄。”唐華俊毅然選擇回國。

  有人問唐華俊,當時國內條件比較差,有沒有后悔?“從來沒有!相反,我很欣慰自己回來了。回到培養自己的中國農業科學院,學以致用,是一件多么幸福的事啊。”唐華俊回答。

  唐華俊說,國內農業遙感起步較晚,從立項找經費到購置儀器調設備,再到帶隊伍做研究等,“一切都是新的,一切都充滿希望”。

  回國后,唐華俊一直從事農業土地資源遙感研究,圍繞土地適應性評價、耕地承載力評估、土地利用、土地覆蓋變化等開展科研工作。“咱就是土地體檢員,時刻關注著土地健康。”唐華俊介紹,遙感技術除了監測土地資源的數量、空間分布及其變化態勢,還要監測土地資源的質量和利用狀況。

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  剛起步時,唐華俊和同事們陷入了國內農業遙感信息源稀缺的困境。那時,農業領域沒有衛星數據接收站,遙感數據難以獲取。“必須為農業生產裝上‘天眼’!”唐華俊多方努力,牽頭建立了農業領域國內首套氣象衛星接收系統。

  系統由室外室內兩部分組成。唐華俊指著閃爍的信號燈說,室外部分負責跟蹤捕捉衛星軌道和過境信息,衛星進入接收范圍就會啟動接收。數據傳輸到室內處理系統,對數據進行預處理和存儲,為農作物遙感科研發展提供穩定的信息源。

  磨刀不誤砍柴工。唐華俊組織國內10多家單位協同開展持續攻關,經過多年潛心研究,突破多源遙感作物信息獲取、農作物和農田環境參數遙感反演等關鍵技術,創建了國內首個適用于全國及區域尺度的國家級農作物遙感監測工程化運行系統。系統為農業主管部門和各地及時掌握農作物生產情況、調整產業結構提供重要支撐。

  “經過努力,一大批研究成果從實驗室走進田間地頭。”唐華俊說,山東冬小麥監測結果用于指導該省冬小麥種植補貼,廣西監測結果應用于指導災損補償發放……遙感監測系統廣泛應用于31個省份。2012年,“主要農作物遙感監測關鍵技術研究及業務化應用”獲得國家科技進步二等獎。

  防災減災也是農業“天眼”的重要功能。及時、準確獲取多尺度的農業旱澇災害信息是農業生產的迫切需求。“防災減災就是增產增收,農業科研義不容辭。”為了攻克難題,唐華俊帶領團隊開展系統研究,突破旱澇災害信息快速獲取、災情動態解析、災損定量評估等技術瓶頸,研發出精度高、尺度大、周期短的農業旱澇災害遙感監測技術,達到國際先進水平,目前該技術已經在15個省份落地應用。2014年,“農業旱澇災害遙感監測技術”獲得國家科技進步二等獎。

  如今,現代農業加快發展,科技給農業現代化插上了翅膀,必須大力推進農業機械化、智能化。唐華俊敏銳捕捉到了新課題:“數據成了新農資,科技成了新農具,智慧農業前景大好。”

  面對新課題,唐華俊堅守在科研一線。“我有個心愿——讓天空地一體化的遙感技術為智慧農業賦能,讓農業成為有奔頭的產業,讓更多鄉親種地有賺頭。”

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  中國工程院院士張福鎖創建綠色增產增效技術體系——

  一心推動農業科技走進田間地頭

  本報記者  李曉晴

  “目標是將農田氮磷排放減少30%—50%,入湖負荷減少10%—20%,農田畝產值每年每畝超過1萬元。”近日,中國工程院院士、國家現代農業產業技術體系綠色低碳共性技術創新團隊首席專家、中國農業大學教授張福鎖(見圖③,右一,國家農業綠色發展研究院供圖)帶領團隊在云南省大理白族自治州洱海流域,圍繞“面源污染解析與防控”“高值作物系統構建與優化”等六大方面開展攻關……

  自今年2月洱海流域農業綠色發展研究院正式成立以來,張福鎖已經在大理市灣橋鎮古生村工作生活130多天。

  作為一名農業科學家,張福鎖始終心系國家,心系農業,心系農民。

  出生于陜西鳳翔的張福鎖經常這樣說:“我是一名老師,也是一個農民。我生長在農村,干過農活,對農民的辛苦有著真切體會,對農業一直懷有這樣的情結:到農村去、到生產實踐中去,解決生產中的問題,為農業的增產增收做出自己的貢獻。”

  在30多年的農業生產科學研究中,張福鎖始終堅持在一線從事植物營養學理論與技術創新,突破作物高產與環境保護的協同難題,創建綠色增產增效技術體系,助力農業綠色轉型。

  1985年,張福鎖走出國門到國外學習,師從世界聞名的植物營養學家。那里的生活、學習和工作條件雖然誘人,但張福鎖卻沒有產生留在國外的想法。他說:“出國是想了解國外的發展情況,在國外多學東西,回來好報效祖國。”

  上世紀90年代以來,中國化肥用量快速增加,依靠改土施肥等傳統思路解決不了既要增產又要環保的問題,必須創新理論和技術。

  回國后,張福鎖把一句“沒有努力,就沒有成就”的座右銘貼在辦公桌旁,一頭扎進了科研……張福鎖帶領團隊克服一個又一個困難,贏得了一個又一個科學發現。張福鎖團隊先后發現小麥缺鋅分泌的植物鐵載體類根分泌物,改變了國際植物營養界過去公認的“缺鐵專一性反應機理”的觀點;證明了鐵載體化合物對根際微量元素活化能力的非專一性;在國際上首次闡釋了花生和玉米間作改善花生鐵營養狀況的現象和機理,并把這一成果運用于我國傳統的間套作生產體系中……

  30年來,張福鎖榮獲國家自然科學獎二等獎、國家科技進步獎二等獎、國家級教學成果獎二等獎、農業農村部“中華農業英才獎”等獎項。🍃

  科學報國一直是張福鎖的努力方向。如今,由他牽頭創立的“科技小院”遍布祖國大江南北……

  去年4月,刺梨開花前,貴州省畢節市七星關區撒拉溪鎮龍鳳村刺梨基地里,多了幾位大學生,他們每天騎著三輪車穿梭于鄉間。當地村干部介紹:“這是中國農業大學的‘科技小院’項目,師生到村里和村民同吃、同住、同勞動,針對當地產業的關鍵問題,開展技術攻關與集成創新。”

  位于龍鳳村的“科技小院”是中國農業大學在貴州成立的第一個“科技小院”。目前,31個省份已建起480個“科技小院”,示范面積1142萬畝,培訓農民28萬多人次。

  2009年,張福鎖和中國農業大學的同事們在河北曲周縣創建了第一個“科技小院”。2009年至今,張福鎖帶領團隊師生每年200多天扎根農村,在生產一線開展科技創新、社會服務和人才培養,科技人員與農民一起搞創新,直接把科技成果送到田間地頭,為作物高產高效和農民增收致富做出了突出貢獻。

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  “耕地是糧食生產的命根子。”由此,張福鎖提出“第三次全國土壤普查”建議,為我國中低產田產能提升、糧食安全和生態保護提供決策依據。去年4月,深諳耕地重要性的張福鎖聯合中國工程院多名院士建議盡快開展全國耕地質量普查。《國務院關于開展第三次全國土壤普查的通知》指出,決定自2022年起開展第三次全國土壤普查。這項工作將促進中長期土壤健康與可持續發展,推動農業綠色轉型,為健康中國建設提供依據。

  創建農業綠色發展交叉學科,突破綠色發展關鍵技術,推動農業綠色發展落地。張福鎖帶領團隊創新農業綠色發展多目標協同研究方法,系統揭示了我國化肥的增產和環境效應,為養分管理由單一增產目標向高產高效綠色可持續發展多目標協同轉型提供了依據和支撐。

  推動農業科技走進田間地頭,為農業高質量發展插上翅膀。在過去10年里,張福鎖團隊以“科教專家網絡、政府推廣網絡、校企合作網絡”為平臺,組織1152名研究人員、6.5萬名農業推廣人員對接452個縣2090萬農民參與綠色增產技術模式推廣應用,累計推廣3770萬公頃土地,減少氮肥用量120萬噸。

《 人民日報 》( 2022年08月30日 06 版)