傅廷栋院士:油菜地里的守望者

2017-11-24 科学网

  每逢早春三月,华中农业大学的油菜试验田里一片金黄的时候,中国工程院院士傅廷栋每天都会在油菜田里对油菜一株株地观察、记录,一呆就是一整天。

  从“小傅”、“老傅”到“傅老”,50余年来,傅廷栋像辛勤的蜜蜂一样,遨游在油菜王国里,酿造科学的蜜汁。因为他相信:“搞农业的,没有别的窍门,就是要多下田,不下田是发现不了问题的。”

  追赶世界先进水平

  1965年,新中国第一位油菜遗传育种方向的研究生毕业,他就是傅廷栋。当时中国油菜平均每公顷产菜籽500千克左右,还不到先进国家平均产量的三分之一。刚留校任教的傅廷栋意识到,巨大的差距蕴藏着巨大的潜力。

  要赶超世界先进水平, 该从何处入手呢?那时,作物杂种优势利用已成为世界作物育种学的研究热门,玉米、高粱、蔬菜等的杂种优势利用已大面积应用,国内杂交水稻研究也正在起步。经过长时间的思考和分析,傅廷栋决定把油菜杂种优势利用作为研究的主攻方向。

  其实,世界各国的科学家也在探索油菜杂种优势利用的途径。上世纪60年代末,国外先后在油菜中发现了多种类型的细胞质雄性不育,但这些不育类型难以找到恢复系或者不育性不稳定,因而无法直接用于生产。

  “要实现三系配套,必须寻找新的不育系。”傅廷栋决心继续寻找新的雄性不育系。

  1972年3月20日,在这个载入史册的日子,傅廷栋一大清早就钻进了油菜田,像往常一样一个个小区、一个个单株地仔细寻找。当他走到种有“波里马”品种的资源圃时,忽然眼前一亮,居然有一株油菜雌蕊正常,而六个花药都呈萎缩状态。他赶紧用手一捏花药,没有花粉。这正是他苦苦追寻的雄性不育变异株。

  反复搜寻了几遍,他总共找到了19株上述表型的植株。通过仔细研究,确认这是典型的自然突变雄性不育株。这个发现揭开了国际上“甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育(Pol CMS)研究”的序幕。

  1991年,国际油菜研究理事会授予傅廷栋世界油菜科学界最高荣誉——“杰出科学家”奖章和证书,以表彰他“在发现波里马雄性不育及发展国际杂交油菜方面作出的卓越贡献”。

  对良种的追求永无止境

  Pol CMS的发现对世界油菜乃至十字花科蔬菜作物杂种优势利用作出了重要贡献。杂交油菜应用于生产的第一个10年(1985-1994年),只有中、加、澳、印等油菜主产国共审定了22个油菜三系杂交种,其中17个注明不育系来源的品种中,就有13个是利用Pol CMS育成的。

  尽管目前国外主要应用萝卜质雄性不育杂种和转基因雄性不育杂种,但占中国总油菜面积70%的杂交种中,仍有60%左右是Pol CMS杂交种。此外,Pol CMS还被国内外学者转育成青花菜不育系、小白菜不育系、红菜薹不育系、大白菜不育系、菜心不育系等。

  凭着热爱农业的一腔热忱和锲而不舍的实干精神,傅廷栋换来了一个又一个丰硕的果实。1975年,他在国内率先育成甘蓝型油菜自交不亲和系及其杂种,杂种比常规品种增产20%;1981年,首次育成了甘蓝型油菜自交不亲和系的保持系和恢复系,实现了“三系化”制种,为甘蓝型油菜自交不亲系杂种的繁殖制种探索了新的途径;随后,他又带领课题组育成华杂4号、华协1号、华油杂62等油菜优质杂交种15个,累积推广面积近1亿亩,其中,华杂4号是我国2001-2004连续四年推广面积最大的油菜品种,华油杂62是目前我国推广面积最大的几个油菜品种之一。

  1999年,傅廷栋又从芥菜型油菜中发现一个新的油菜细胞质雄性不育,命名为Hau CMS。Hau CMS有广泛的应用前景,正被应用于十字花科作物育种实践。

  “在农业生产中,优良品种只是相对的,现在是好的品种,过几年可能就会被淘汰,它遵循着‘否定之否定’的辩证规律,不断地交替循环上升,永无止境,因而育种工作者只能不断追求。”傅廷栋说。

  前景远大的饲料(绿肥)油菜

  一顶旧草帽、一件蓝大褂、一个灰挎包、一双黑胶鞋,如今,年近八旬的傅廷栋仍然孜孜不倦地在田间地头辛勤工作着。他始终认为,现在取得的成果与国家要求相比还很不够。

  最近,他在西北调研时发现,那里小麦7月份收获,离严冬来临之前还有2-3个月的秋闲时间,土地没有植被覆盖,水、风、沙蚀严重。亲眼目睹了黄土高原农牧区饲料短缺、生态恶化的现象,他琢磨能否在油菜上想点办法。

  于是,傅廷栋深入西北农村,与甘肃省农业部门合作,进行“麦后复种饲料油菜”试验。生长60-75天,亩产青饲料3000-5000公斤,相当于30-40亩中等草原年产草量,不但缓解秋冬青饲料不足的难题,而且使耕地增加2-3个月的绿色覆盖,有重要的经济、社会、生态效益。

  经化验,饲喂鲜油菜的牛奶蛋白质含量比对照提高0.3%,脂肪下降0.27%。农民非常高兴,认为这为解决饲料、发展畜牧业找到了新门路,单就青饲料一项就可亩增收约200元,如果加上饲养效益,可达千元以上。

  傅廷栋没想到的是,饲料油菜还有耐盐碱的特点。今年7月,新疆石河子大学的专家在别的作物很难生长的PH值高达10.2-11.2的全碱地,播种饲料油菜340多亩,9月专家测产平均亩产青饲料4800公斤。

  “北方有秋闲地2000-3000万亩,南方有冬闲地4000-5000万亩,不与粮食争地,发展饲料油菜1000万亩是有可能的,相当于3-4亿亩中等草原产草量。”傅廷栋对饲料油菜的发展前景充满期待。

  目前,傅廷栋和他的团队研究、推广的复种饲料(绿肥)油菜,已被农业部作为主推技术,在西北、东北和长江流域大面积示范、推广中。

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