文|本刊记者 孙洁
李振声:让一粒麦种种出丰收的希望
文|本刊记者 孙洁
一粒种子,包含着多少生命的信息和秘密,或长成饱满的谷穗,或出落成娇嫩的花草,或成长为参天的大树。而一粒麦种,日后就是一捧粮食,是生存的希望。
李振声近照。
在我国的大部分地区,人们一日三餐中的主食无外乎这么两种:要么是面食,要么是米饭。因而小麦与水稻产量的提高,与我们每个人都有着十分密切的关系。
这样说来,一位在水稻领域取得了突出贡献的科学家,与一位在小麦领域取得了突出贡献的科学家,分别获得了不同年度的国家最高科学技术奖,就让人不会感到奇怪了。这两位科学家身上有很多相同点:他们都是出生于20世纪30年代初的老科学家,从事的都是农业与遗传领域的研究,又都是院士;不同点只是:他们一个是研究水稻的,一个是研究小麦的。
他们就是所谓的“南袁北李”。“南袁”是指袁隆平,而“北李”就是指李振声——从事小麦远缘杂交的育种专家。 一粒麦种,日后就是一捧粮食,是生存的希望。58年前,李振声就是带着这份希望,开始了自己的育种生涯。
1931年是中国农历辛未年。这一年春天,李振声出生在山东省淄博地区周村县南谢村的一个农民家庭。
1944年父亲去世时,李振声年仅13岁,母亲一人带着4个孩子,日子愈发艰难。李振声在哥哥的资助下读到高中二年级,便再也无力支撑。辍学后的李振声只身来到济南,本打算谋取一个教职糊口,不料在街边的电线杆上瞥见一张红纸——山东农学院正在招生,而且招生启事里明确写道:学校免费提供食宿。
管吃,管住,还能念书,天下哪有这等好事?李振声开始时有些不信,随即又抱着试试看的心态前往投考,没想到真考上了。
于是,南谢村第一名大学生李振声报到入学,正式开始了他接受高等教育的生涯。
忆及当年,李振声说:“这是我人生的一大转折,又有饭吃,又能上大学,所以也就对这个机会特别珍惜,学习比较努力。”
就这样,1948年,17岁的李振声考进山东农学院,这个从小就挨过饿、受过苦的农村少年,很快就对农学研究产生了浓厚的兴趣。大学二年级时,他把在校学习时繁殖的小麦品种带回到农村老家种植,收到了意外的成效。
小麦增产了!
“这个消息很快传遍了整个村子,乡亲们纷纷跑来换种子。”
农业科技确实可以帮助农民提高生产水平,改善生活,从那个时候起我就坚信农业科技是大有作为的,李教授感慨道。
“我因此对这个产生了很大的兴趣,就想如果将来我工作了的话,那么我最大的兴趣就是来做这个育种的工作。”李教授对本刊记者这样说道。
对小麦育种产生浓厚兴趣的李振声,毕业后被分配到了中国科学院遗传选种实验馆工作,在那里接受了早期的科研训练。
1956年,李振声响应国家支援大西北的号召,奔赴陕西杨陵,在中国科学院西北农业生物研究所开始小麦育种的研究。从此,开始在大西北31年的科研生涯。
也就是在同一年,中国经历了历史上最严重的小麦条锈病大流行。这种被称为“小麦癌症”的流行性病害,具有发生区域广、流行频率高、危害损失重的特点,会造成小麦产量的巨大损失,甚至绝收。
当时只有25岁的李振声决定从事小麦改良研究,为农民培育出优良抗病的小麦。
李教授告诉记者,他与小麦真正结缘,是因为50年前流行的一场小麦条锈病,当时北方冬小麦产区遭遇严重条锈病害影响的时期。一年间就损失小麦60亿公斤,占到了全国粮食总量的1/20。要解决条锈病,面临最大的困难就是病菌变异的速度比人工育种的速度快。一个新的病菌小种产生要五年的时间,但人工培育出一个新品种却要用八年时间。
为解决小麦条锈病这一世界性的难题,李振声另辟蹊径,搜集了800余种牧草,凭借对牧草多年的研究经验,他发现长穗偃麦草等具有非常好的抗病性。于是,萌发了通过牧草与小麦杂交把草的抗病基因转移给小麦的想法,从此便开始了对远缘杂交的深入研究和探索。
据李振声介绍,我们今天吃到的小麦,就是最原始的一粒小麦先后和拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草,经过两次天然杂交和长期的自然选择及人工选择进化来的。一粒小麦与拟斯卑尔脱山羊草发生天然杂交后形成了二粒小麦,产量提高了;二粒小麦与粗山羊草发生天然杂交后形成了普通小麦,不仅产量提高了而且品质有了根本的改善。但随之而来的问题是,小麦经过数千年的人工选择和栽培,如同温室里的花朵,抗病的基因逐渐丧失。
通过对小麦历史的研究,李振声更加坚定了远缘杂交这一想法。李振声的想法就好比为牧草和小麦进行特殊的“婚配”,让小麦的后代获得草的抗病基因。“好比为小麦找一个牧草丈夫,因为是远缘,就像马和驴杂交的后代骡子没有生育能力,所以让小麦的后代获得草的抗病基因,难度非常大。”在采访中,李振声仿佛在给记者上一堂科普课。
李振声提出的远缘杂交将草的抗病基因转移给小麦、选育持久性抗病小麦品种的设想,在当时得到了植物学家和植物病理学家的支持。
然而,这项研究在当时也被许多人视为畏途。尤其是他的研究进行到第八年的时候,“社教运动”(注:实际上是“无产阶级文化大革命”的前奏曲)开始了,有人说他的研究都搞了8年了还没见成果,是脱离实际,要他放弃。“当时看到已经取得的阶段性成果,怎么忍心放弃啊。”李教授说道。
那些年,李振声一直在偷偷进行研究,坚持就是胜利!终于,到了1979年,李振声的研究取得突破。
整整用了23年的时间,他和他的同事们攻克了杂交品种后代不育、疯狂分离的难题,最终培育出了持久抗病而且高产优质的小偃系列品种。
由于小偃麦的抗病性强、产量高、品质好,在黄淮流域冬麦区广泛种植,于是农村流传开了这样一句民谣:“要吃面,种小偃。” 这让小偃6号不推自广。李振声则笑言:“我们今天能吃到发面馒头和面包,应该谢谢大自然,也要谢谢给小麦提供优良基因的小草。”
目前,小偃6号已成为我国小麦育种的重要骨干亲本,其衍生品种已达79个,累计推广3亿多亩。
小偃6号的成功,让李振声名声鹊起,各种奖励接踵而来。谈到这些,李振声只是淡淡的一句:“真正给我打分的是农民。”
李振声的执著、智慧和坚韧,帮助亿万农民品尝到了丰收的喜悦。
据相关资料显示,20世纪80年代以前,中国的施肥量与粮食产量是同步增长的;80年代以后,施肥量还在增长,可是粮食产量却没有增加。这样不仅浪费资源,化肥流失到江河湖泊中去还污染环境,引起水体“富营养化”,当时北京郊区的农民有句顺口溜,说农业生产“一靠政府,二靠天,三靠美国的磷二胺”。中国的磷矿主要在西南地区,储量少、品位低,所以很多磷肥都要靠进口。
李振声开始琢磨:中国的磷矿资源再有100年就开采完了,有什么办法能给国家节省点磷矿资源呢?能不能在生物技术上想想办法,提高作物对土壤中本身含有的磷的吸收利用率。这样不仅可以利用资源,还节省了化肥,保护了环境。
于是,李振声开始探索。
他在北京市昌平建立了一个育种基地。李教授回忆说,基地刚建起来的时候,环境非常艰苦,没有食堂、没有卫生间、没有围墙,连路都不通。当时,他就带个饭盒,在田里一呆就是一天。为了找到能够高效吸收利用土壤中磷的小麦种质资源,他耐心地对种在花盆中的数千份种质进行筛选。
功夫不负有心人,李教授的坚持又一次出现了奇迹!
李振声发现了一批“磷高效”和“氮高效”的小麦种质资源,并研究揭示了其生理机制与遗传基础。在此基础上培育出来的小麦新品种——小偃54能高效吸收土壤中的磷,被列入农业部跨越计划,在河南、陕西等省累计推广700万亩。随后,他又通过多学科交叉与合作,开展了提高小麦个体和群体的光合效率以及光合作用产物的优化分配研究,解决了过去长期存在的优质和高产之间的矛盾。
这项成果不仅节约了国家资源,还减少了化肥对环境的污染。
李振声童年时赶上了山东1940年、1941年、1942年连续3年大旱,挨过饿,深知粮食的珍贵和重要。所以让人们远离饥饿是他最大的心愿。
他从我国人多地少、资源不足的国情出发,开辟了提高氮、磷吸收和利用效率的小麦育种新领域, 提出了以“少投入、多产出、保护环境、持续发展”为目标的育种新方向,一再成为农业973项目研究的重要指导原则。走资源节约型高产农业道路的可持续农业发展观也已经成为育种界的共识。
据调查显示,我国现有耕地中,占65%的中低产田仅贡献44%的粮食,在环渤海4省(市)中,有4000多万亩的中低产田和1000多万亩的盐碱荒地。如何利用科技力量建成“渤海粮仓”一直是人们的梦想,也是李振声的梦想。
“我们国家一半以上的耕地是中低产田,我认为小麦育种的思路应该集中在如何培育能在中低产田里实现相对高产和稳产的品种。”采访中,李教授这样说道。
早在1985~1987年中国粮食产量就曾出现过下降,而同期人口累计却是很大幅度的增长。面对当时的困难,在中国科学院全力支持下,李振声带领中科院农业专家组通过3个月的调查研究,提出了在黄淮海地区进行中低产田治理的建议。
在时任中国科学院院长周光召的大力支持下,李教授带领中科院25个研究所的400名科技人员投入冀、鲁、豫、皖4省,与地方政府联合,与兄弟单位合作,开展了大规模中低产田治理工作。
山东片的工作是以禹城试验区为重点展开的,禹城试验区包括14万亩盐碱地治理和北丘洼、沙河洼、辛店洼的治理,总称为“一片三洼”。
1987年11月李振声考察禹城试验区后,认为“一片三洼”代表黄淮海平原主要低产类型,创造的经验特别宝贵。这一年李教授带领中科院400余名科技人员对黄淮海平原中低产田进行大规模改造和治理,6年时间实现黄淮海地区粮食增产504.8亿斤。
2013年4月9日,科技部、中国科学院联合在山东东营市启动渤海粮仓科技示范工程,计划到2020年环渤海地区增产粮食100亿斤,提升环渤海中低产区粮食增产能力和效益。“渤海粮仓”课题是由李教授牵头实施的科技项目,目标是在环渤海地区的中轻度盐碱地上实现“吨粮”目标,
李教授说,渤海粮仓科技示范工程集成抗逆作物品种、盐碱地改良利用、中低产田快速培肥、微咸水安全灌溉与雨水高效利用、棉田增粮等土、肥、水、种技术成果,探索低产农田粮食增产技术模式和“一、二、三”产业融合技术体系,为解决粮食增产、农民增收、农业增效问题提供科技支撑。
李振声有一句名言:“我希望用数据提出问题,然后用数据来回答问题。”
1995年,一本莱斯特·布朗的《谁来养活中国?》在当时引起了不少人关注,李振声对其中的观点感到吃惊——中国人将养活不了自己。在此后的几年里,他在一直调查论证,汇集我国近15年的有关数据,与作者预测的情况进行对比,结果发现他的预测结果没有兑现。“对比的结果是,布朗的3个推论都不正确,都不符合中国实际。第一,人口增长速度比他预计的慢了1/3;第二,人均耕地减少的速度不像布朗预计的那样严重;第三,我国粮食15年合计进出口基本持平,净进口量只有439.7亿公斤,相当于总消费量的0.6%,微不足道。”于是,在2005年的博鳌亚洲论坛上,经过精确的统计和大量的论证,李振声发表讲话,认为中国人自己能养活自己,有力地回应了有关对中国粮食不能自给的质疑。他自信地表达了自己的研究成果:中国完全可以养活自己。
2013年中国粮食总产量突破了6亿吨,粮食产量实现“十连增”。中央农村工作领导小组办公室主任陈锡文表示,近年来粮食年年增产,主要还是依靠科技来提高单产。
采访中,李教授也说:“将来我们相信凭着中国正确的政策和科技、经济的发展,也必然能够自己养活自己。”
在今天丰富的面食背后,就是以李振声为代表的这样一群科研人员,与亿万农民一起,同甘共苦,忘我耕耘,在努力维护着小麦的质量、粮食的安全和国家的尊严。
李教授毕生奉献于小麦远缘杂交遗传与育种研究,为我国粮食安全、农业科技进步和农业可持续发展做出了杰出的贡献,83岁的他依旧活跃在农业科研第一线,为我国农业的可持续发展呕心沥血。
李振声
生于1931年2月25日,曾用名李永源,山东淄博人。小麦遗传育种专家,中国科学院院士。小麦远缘杂交育种世界性难题的攻克者、蓝粒单体小麦染色体工程的开拓者。曾任中国科学院遗传选种实验馆研究实习员,西北农业生物研究所助理研究员、研究室副主任,西北植物研究所研究员、研究室主任、副所长,中国科学院西安分院、陕西省科学院院长。李振声在1985年获国家技术发明一等奖,1988年获陈嘉庚农业科学奖,1995年获何梁何利科学与进步奖,2005年获首届“中华农业英才奖”, 2006年度国家最高科技奖。李振声1990年入选第三世界科学院院士,1991年入选中科院院士,是国家级有突出贡献专家,先后获全国科学大会奖、国家技术发明一等奖、陈嘉庚农业科学奖、何梁何利科技进步奖、中华农业英才奖等奖励。