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海南三亞南繁基地:育種專家與他們的“三季”

匆匆忙忙地吃完了午飯,洪慧龍又回到了試驗站外的大豆地里,時近春分,三亞氣溫超過了三十?dāng)z氏度,正午陽光照進剛剛澆過水的地里,蒸騰的水汽讓地里變得更加悶熱。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所海南試驗站。

中午是大豆開花的時節(jié),一朵花從開花到完成授粉,只有十多分鐘的時間,如果不能在十多分鐘的時間里,完成去雄、人工授粉的工作,這一次的雜交,就算失敗了。

不遠處的水稻地里,有人干著同樣的工作,他們穿著長筒雨鞋,帶著一個尖腿的小板凳,把板凳插在泥里,穩(wěn)穩(wěn)地坐在板凳上,眼睛盯著水稻細碎的小花,等待著每一朵花開放的瞬間。

中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所的生物育種實驗基地中,一場新技術(shù)、新成果的觀摩會在田間舉行,吸引了很多專家和企業(yè)家觀摩。

從北方到南方 他們帶著種子遷徙

2022年11月10日,洪慧龍剛剛收完北京順義基地的大豆,匆匆忙忙地把收獲的種子寄到海南三亞,一百多公斤種子,快遞費每公斤8塊錢,是一筆不小的開支。還有一些珍貴的雜交種子,不敢快遞,他裝在箱子里,拖到首都機場,帶上飛機,一直帶到位于三亞南濱農(nóng)場的中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所海南試驗站。

三亞,一個人們耳熟能詳?shù)穆糜蝿俚兀芏嗌钤诒狈降娜?,會在冬季來臨時,一路南下,在溫暖的三亞度過整個冬天,躲避北方凜冽的寒風(fēng)。

洪慧龍不是來度假的,他要在這里種四到五個月的地,從北京甚至更北方的黑龍江攜帶而來的種子,種在三亞的土地上,一直到來年三四月份收獲,然后再回到北方。

海南是我國的育種圣地,從上世紀(jì)中葉開始,育種科學(xué)家們將本地秋收的種子,帶到位于熱帶的海南進行繁殖和選育。這就是南繁,一個詞典中沒有的詞匯,也有人稱為“南繁加代”,即在育種過程中,通過南方溫暖的冬天,增加一代種子繁育的過程。

育種是一個不斷選擇的過程,在種子的一代代繁育中,選出那些性狀優(yōu)良的個體,不斷雜交,繼續(xù)選育,最終育成一個新的品種。每一次從種子到種子,被稱為一個世代,在過去,一個品種的育成,往往需要十多個世代的選育。因此,育種家們會在冬天來到海南繁育,這樣每年就可以多加一個世代。

在南繁過程中,種子隨著育種家們遷徙,從原生地到海南,再從海南到原生地,像候鳥一樣,準(zhǔn)時往返,直到新品種培育成功。

南繁是育種中不可或缺的一環(huán),在過去,袁隆平的雜交水稻、李登海的雜交玉米、郭三堆的抗蟲棉,都是在不斷的南繁中育成的。如今,每到11月份,來自全國700多家農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)的近萬名育種家,都會帶著他們的種子,準(zhǔn)時到達三亞。數(shù)據(jù)顯示,過去六十多年來,有三萬多個農(nóng)作物品種通過南繁育成,在全國審定的農(nóng)作物良種中,占比70%以上??梢哉f,每一個中國人的餐桌上,都有可能出現(xiàn)曾經(jīng)歷南繁的食物。

南繁被稱為“育種加速器”

南繁十多年,似乎再也沒有見過冬天的樣子了。

洪慧龍是內(nèi)蒙古人,他記憶中的冬天,有雪原林海,有連天的衰草,蒼茫的落日。但在三亞,只有春天和夏天。

洪慧龍不算是農(nóng)家出身,一直到本科畢業(yè),他都沒有真正下過地,也從沒見過長在地里的大豆,甚至連豆子的樣子都有些模糊,大學(xué)以前的生活中,見到的更多是豆腐、豆?jié){、豆芽、豆油等眾多的豆制品。

2010年,本科畢業(yè)時,他被老師推薦到中國農(nóng)科院作科所研究員邱麗娟的團隊實習(xí),那時候,他第一次下地,老師指著地里的豆苗告訴他,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”,在這個加速器中的每一個人,都生活在季節(jié)的錯位中,十一月,冬季來臨之前,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(xiāng)時,冬季已經(jīng)過去了。

在三亞的農(nóng)場里,時間總是在驅(qū)趕著人們忙碌地勞作。

農(nóng)科院的科研人員在觀察水稻。

11月下種,然后澆水、鋤草,和大田種植不同,育種的材料千差萬別,每一份材料,可能只有幾株,不可能用機器作業(yè),所有的工作都要依靠人工。育種的科學(xué)家、學(xué)生們,無法依靠自身完成所有的工作,他們大多會雇用當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民,帶著他們一起干活,時間一長,這些工人們,也都能熟練地完成大部分田間的技術(shù)工作。但仍有些精細的工作,只能他們自己干。

春節(jié)是大豆、玉米、水稻等開花的季節(jié),這是最關(guān)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朵花開放的時間,在短短的十多分鐘內(nèi),完成授粉。十多分鐘,對一朵花的授粉來說,時間已經(jīng)很長,但在這座試驗站中,有數(shù)百畝地,種著數(shù)十萬種育種材料。而在整個三亞,有數(shù)十萬畝地,還有同在海南的陵水、樂東等地,也都有大量的南繁基地。

從2002年起,中國農(nóng)科院作科所研究員智慧,在一片荒崗上租了7畝多地,一代一代地繁育谷子。她的記憶里,二十年中,只有一年,因為家中有事,在正月匆匆回了一趟家,然后又趕回三亞。

40多畝大豆授粉幾乎都由技術(shù)人員完成

2023年3月19日中午11點多,全身捂得嚴(yán)嚴(yán)實實的中國農(nóng)科院作科所研究員趙志超,匆匆忙忙地從試驗站出來,在站外的一塊水田中巡視了一圈,又騎著電動車,趕到距離試驗站十多公里外的一處稻田中,那里種著一批來自黑龍江的水稻材料,已經(jīng)成熟了,要趕緊收回來,晾曬之后,寄回黑龍江,在那里繼續(xù)種下去,如今,黑龍江的春耕即將開始,時間很緊張了。

盡管穿著長袖長褲和長筒雨鞋,臉上也圍了一塊面巾,但暴露在外的雙手,還是可以看出陽光暴曬的痕跡。走在田間,很難把育種的科學(xué)家和普通農(nóng)民區(qū)分開來,只有在他們準(zhǔn)備“農(nóng)具”的時候,才能看出他們的不同。

洪慧龍正在授粉。

育種的材料多種多樣,所以采收的時候,不用鐮刀,只用剪刀將稻穗剪下來,裝在單獨的小袋子中,貼上標(biāo)簽。剪刀、紙筆、袋子是必備的農(nóng)具。如果要鑒定農(nóng)藝性狀,還要將整株作物連根拔下來,帶回去檢測,但在三亞,更多只是加代繁育,只有少部分才需要鑒定性狀。

雜交的農(nóng)具,則根據(jù)作物的不同而不同。水稻去雄時,只用剪刀剪去雄花,熟練的工人,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(shù)要求高得多。大豆的花很小,雌蕊和雄蕊都在同一個閉合的花苞中,無需外力,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,剝開花瓣,輕輕地將雄蕊去掉,過程中絕不能碰到雌蕊,然后再進行授粉,才能完成雜交。

在洪慧龍負責(zé)的40多畝大豆中,所有的授粉工作,幾乎都由技術(shù)人員完成,尤其是重要的材料,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(shù)量都不多。

正午時分,洪慧龍和他的同事、老師們安靜地坐在大豆地里,一個個尋找正在開放的花,用鑷子給它們授粉,每做完一個,就寫一個標(biāo)簽掛上。

谷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(shè)計好的區(qū)域交叉種植,開花的時候,用一根竹竿輕輕撥動谷穗,把花粉“趕”起來,自然就完成了雜交。

許多科學(xué)家逐漸在海南安家

南繁的人們,像候鳥一樣每年遷徙,但他們停留的地方,可能有很多。

徐孝潔是中國農(nóng)科院作科所的一名助理,在三亞負責(zé)著40多畝玉米地,從玉米播種到收獲,每年在這里停留四個多月。從三亞離開后,他會接著跟著收獲的種子一起到下一站,可能是北京順義或昌平的基地,也可能是河南新鄉(xiāng)的基地。在那里繼續(xù)完成下一個周期。

兩代種子收種的間隙,大約有十多天的時間,那是他的假期,他會回到湖南的老家,如果遇到晚收或者早播,假期還會縮短。

2023年,是徐孝潔參加南繁的第十年,他的孩子也剛好十歲了。

洪慧龍則在十二年中,從一個大學(xué)剛畢業(yè)的實習(xí)生,變成了剛剛?cè)胝镜牟┦亢?,十二年來,他半工半讀,半南繁、半學(xué)習(xí),完成了職業(yè)的轉(zhuǎn)變。

2021年,洪慧龍結(jié)婚了,夫妻倆在北京租了一間房子,但洪慧龍很少有機會能回家,他負責(zé)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(xué)家們逐漸在海南安家,這樣,他們在長達四到五個月的南繁季節(jié)中,就有一個安居的地方,而不必長時間住在試驗站,那里并不寬敞,每年都有數(shù)十位老師和上百位學(xué)生入駐這里。

也有人買了車,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,育種家們從很早就開始走出基地,在各處租地種植。

中國農(nóng)科院作科所研究員智慧用來育種的七畝多地,就是她在農(nóng)場周邊租的,智慧的丈夫刁現(xiàn)民,是這個課題組的負責(zé)人,也是國家谷子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的首席科學(xué)家。二十年前,他們剛剛租到這片土地時,還是一片荒灘草場,根本不能下種,課題組的老師和學(xué)生們,一點點開墾整理,把荒灘變成了良田,二十年中,這里已經(jīng)育成了數(shù)十個優(yōu)質(zhì)的谷子品種。

3月20日,田里的谷穗一片金黃,兩位對他們的品種感興趣的企業(yè)家,來到他們的地頭,洽談成果轉(zhuǎn)化的事情,他們特地換上了干凈整潔的衣服。

常年暴曬,讓刁現(xiàn)民有些紫外線過敏,他戴著兩層寬檐帽子,臉上蒙著面巾,穿著一身西裝,在谷子地里一行行巡視、一株株觀察,仿佛不是走在天涯海角的南繁基地,而是走在故鄉(xiāng)的斜陽里。

南繁基地繁育的谷子。

老一輩育種家一眼就能看出材料好壞

在南繁基地,低著頭勞作的人們,很容易迷失對時間和空間的感受。

3月19日下午五點多,四十多畝的玉米地里,徐孝潔帶著幾位工人在收玉米,人站在高大的玉米中間,宛若置身在黃紗帳中,眼前只有枯黃的玉米稈、飽滿或干癟的玉米穗,這樣的場景,似乎更應(yīng)該出現(xiàn)在中原腹地的河南平原上。而蹲在黃豆地里,眼前黃色的枯葉、褐色的豆莢,就像在東北的大豆田中。

只有收完了一行,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,這里是海南,是旅游的勝地、休閑的去處。

南繁的人們很少有機會欣賞天涯海角的美色,和大田種植的成熟品種不同,試驗中的每一株材料,隨時可能出問題,而且,還要隨時觀察它們的每一個細微變化。

“盡管生物技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達,但也仍然替代不了育種家們的眼睛?!焙榛埤堈f。

老一輩的育種家們,一眼就能看出一份材料的好壞,而像他這樣的年輕人,則需要年復(fù)一年地積累經(jīng)驗,在一次次的觀察中培養(yǎng)感覺。

從第一次認(rèn)識大豆開始,十二年的南繁之后,洪慧龍也漸漸有了一點兒自己的體會。

育種過程中,性狀不穩(wěn)定,變異千奇百怪,好的壞的,無法判斷好壞的都有,在普通人眼中,一塊長得參差不齊的田,育種的人卻能夠了解每一株的特點,并在第一時間發(fā)現(xiàn)那些不同尋常的變化?!艾F(xiàn)在從地里走過去,基本上每一份材料都能知道它應(yīng)該是什么樣的,是不是有變化。”洪慧龍說,“至少不會兩眼一抹黑,輕易放過那些特殊的變異了?!?/p>

盡管以加代繁育為主,但在三亞的基地中,考種選種也是育種中必備的工作,更是必備的技能,每一個學(xué)生,都是從觀察和測量株高、節(jié)間長短、花色、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)等作物表型開始,一點點走進育種的世界,而集中了無數(shù)育種資源的南繁,無疑是最好的實踐機會。

中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所海南試驗站所在的三亞南濱農(nóng)場。

地里架設(shè)燈管補充大豆缺少的光照

3月20日下午六點,徐孝潔負責(zé)的玉米地里,收獲到了尾聲,收回的玉米裝在一個個小袋子里,每個袋子上都有標(biāo)簽,標(biāo)簽上是一長串字母和數(shù)字,從這些字母和數(shù)字中,徐孝潔可以清楚地解讀出許多信息,比如這根玉米是屬于哪一位科學(xué)家的,用于怎樣的試驗項目,經(jīng)過了幾代的繁育,每一代選擇了哪一株上的種子……

在地頭整理種子的時候,10歲的孩子打來視頻電話,在視頻里向他展示剛剛完成的繪畫作業(yè),徐孝潔抬頭看了看遠山夕陽,又對著屏幕仔細點評,“樹畫得不錯,太陽也可以,就是山還可以完善一下……”

隔著一圈欄桿,收完種子的趙志超,剛剛在試驗站另一側(cè)的稻田里看了一圈,這里的水稻材料剛剛開花,距離收獲還有一段時間。這些材料并不是無名之輩,而是來自北京西北部的京西稻。

京西稻是北京的地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品,有數(shù)百年的種植歷史,在過去以皇家貢米的身份,被北京本地人所鐘愛。但過去二十年左右的時間,由于水資源匱乏,京西稻一度中斷種植,近年來恢復(fù)種植,當(dāng)?shù)匚兄袊r(nóng)科院萬建民院士團隊幫助改良品種,增強風(fēng)味。

作為團隊成員,趙志超也需要照顧這些京西稻的材料,保證它們能夠在海南順利加代,不會因為環(huán)境的變化而出現(xiàn)意外。

盡管三亞的冬天氣候溫暖,但南下的種子并不一定能適應(yīng)。事實上,許多生長在北方的種子,到了三亞以后,長勢并不好,比如來自北京、黑龍江的大豆,種在三亞的農(nóng)場里,如果不采取特別措施,可能就長10多厘米高,結(jié)兩三個豆莢。在這里做實驗的學(xué)生,經(jīng)常會遭遇帶來10顆種子,只收到三五顆種子的虧本經(jīng)歷。

“海南是短光照地區(qū),每天的光照只有12個小時左右,而在黑龍江,大豆生長期的光照,可以達到15-16個小時?!焙榛埤堈f。

為了讓不同區(qū)域的大豆都能在海南順利成長,洪慧龍在地里架設(shè)了密密麻麻的燈管,燈光各波長光所占比例都經(jīng)過精心的設(shè)計,以此補充缺少的光照,此外還有各種各樣的措施,比如控溫和防蟲。

洪慧龍的田里,大豆肉眼可見更加茁壯,傍晚收工的時候,他走過還沒收獲的大豆田,一路觀察,“今年不會虧本了?!?/p>


來源/新京報

監(jiān)制/黃丹 范江虹 葉微

主編/陳銀玲 王欣

編輯/王偲偲

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