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报告文学(连载二)
袁隆平是世界杂交水稻之父,他在水稻产量上创造了世界奇迹。本文以翔实的材料讲述了正在研发的水稻新品种“海水稻”的培育过程。海水稻首先被陈日胜发现并培育选种20年,袁隆平发现其价值之后,进行了规模化的科研、扩种及海外开拓。袁隆平团队在海水稻栽培上的探索与成果值得赞赏,中国以及世界的粮食安全问题更应该被公众关注。
中国海水稻背后的故事
文 / 陈启文
一个稻作界的哥德巴赫猜想
对于海水稻,而今有不少专家首先从名字提出质疑。而在此前,很多人想当然地认为,海水稻就是生长在海水里的水稻,或是用海水直接浇灌的水稻。这虽是想当然,却也算是挨着了边。海水稻大多生长在海滨滩涂或内河入海口,在一定程度上能够抵御海水的侵袭。科学界认为,凡是能够在盐分浓度为千分之三以上的土壤里正常生长的水稻便是耐盐水稻。若能在盐碱含量千分之六的盐碱地生长,则是耐高盐碱的水稻。而在盐浓度千分之八的环境下,大部分水稻品种就会枯死。在人类开始有意识培育海水稻之前,它属于野生稻与栽培稻之间的一个水稻品种。若从严谨的科学定义上为海水稻正名,应当称之为耐盐碱水稻。而海水稻这个名字,其实只是对它的形象化称呼,也是俗称。很多的名称都是约定俗成的,海水稻这名字叫了多年,人们早已习惯了,习惯成自然。 海水稻最早是谁发现的?若实事求是地追溯,对于海水稻或耐盐碱水稻的发现和试验,陈日胜在国内外都并非第一人。早在上世纪三四十年代,为了应对粮食危机带来的严峻挑战,一些沿海国家就把开发和改良盐碱地、利用海水灌溉种植水稻作为了探索的方向。1939年,印度洋热带岛国斯里兰卡培育出了世界上第一个抗盐水稻品种(Pokkali),印度也在1943年开始试种耐盐水稻,巴西、日本、比利时、美国、英国、澳大利亚等国也相继开展了水稻的耐盐性研究,国际水稻研究所(IRRI)于1975年实施了“国际水稻耐盐观察圃计划”。从国内看,我国拥有漫长的海岸线和众多的江河入海口,在陈日胜之前,很多人就发现了不少野生耐盐碱水稻,如在太湖流域发现韭菜黄或老黄稻等,也是俗称的海水稻。除了国内发现的耐盐碱野生稻品种,中国农科院等机构还从国外引进了相当数量的耐盐碱水稻材料进行筛选,试图选育出可推广的耐盐碱水稻品种。然而,这些抗盐水稻品种都遭遇了一个一直难以逾越的大坎,亩产在一百公斤左右徘徊,难以从根本上突破并推广,这也是那些出类拔萃的稻作专家和陈日胜一样的遭遇。这也让国内外的遗传育种专家不得不正视,海水稻和杂交水稻一样,从一开始就是一个世界性的难题,这一难题也被公认为“一个稻作界的哥德巴赫猜想”。 2013年是中国海水稻研究的一个转折点。这年,袁隆平院士正率领科研团队向“中国超级稻育种计划”第四期目标攻关,但他没有忽视陈日胜的海水稻试验。10月中旬,袁隆平委派国家杂交水稻研究中心副主任马国辉专程到湛江海水稻发源地考察,并参加了由中国科学院、国务院食品安全办、农业部和国土资源部等单位领导和专家参与的考察会。 北部湾的秋天,天空和大海蓝得跟明镜似的,那海水稻正在抽穗灌浆,在咸涩的海风中散发出一阵一阵的稻香。一个农人正戴着草帽在田间忙碌着,而一顶被风吹得翻来覆去的草帽又怎能遮挡住头顶上的烈日,那脸和手臂早已被阳光晒得如锅底一般黑黢黢的。马国辉还从未见过陈日胜,但他一眼就认出了。他叫了一声老陈,就把一双手伸了过去。这一握,他立马就感觉那双手不是一般的粗糙。由于常年在海水中浸泡,陈日胜的双手早已粗糙龟裂了。当陈日胜听说马国辉是袁隆平院士派来的,那被汗水浸湿的双眼里闪烁出一种喜出望外的光芒。这天下稻田,谁都想得到一位当代神农的关注啊。 马国辉是师从袁老的博士研究生,他研创了杂交水稻高产栽培、三熟制双季稻高产栽培等技术成果和技术体系,为科技部国家支撑计划专家组成员。他仔细察看着陈日胜的试验田,尽管这片海水稻在两个月前遭受了台风的袭击,很多水稻还倒伏在泥水里,但也有不少稻子挺过来了。他数着稻穗上的谷粒,捏在手里一粒粒还挺饱满。在转了几圈后,他选取一片长势较好的稻子,数着稻穗上的谷粒,随机估测了一下,亩产应该超过两百斤。是的,这个产量还很低,但对于现有的海水稻产量来说已经相当高了。若是没有遭受台风袭击,这一茬稻子的亩产甚至可以超过三百斤。 这次考察以中国科学院院士谢华安为组长,他对海水稻的生物学价值、社会价值、经济价值予以充分的肯定。专家们一致认为这是一种特异的水稻种质资源,建议国家加强全面保护。他们还联合签名,将这一建议上呈农业部,申请海水稻项目国家立项。这也是陈日胜多年来的梦想。他有一种强烈的感觉,海水稻的命运从此将被改写。 袁隆平院士虽说没有亲临陈日胜的试验田考察,但看了马国辉用手机在现场拍摄的影像和视频,那一双饱经沧桑的眼睛还像孩子一样好奇。他还用手指划过屏幕把那尚未成熟的稻穗放大了,几乎是一粒一粒地看着,许久,他才慢慢抬起头,连声说:“好家伙,真是好家伙!” 这一茬稻子收割后,陈日胜又带着收获的种子去拜访袁老。他向袁老讲述了从海水稻的发现到这么多年的试验经历,回数流年岁月,不禁涌出了满眶咸涩的泪水。袁老感叹:“搞农业科研实在太苦了,想搞出一点名堂又实在太难了。”他老人家也是从最艰苦的岁月中走过来的,何况陈日胜这么多年来还是一个人单打独斗,那就更难了。 陈日胜这次来当然不是为了向老前辈诉苦,他是带着许许多多的困惑和难题来向袁老请教的,但这么多的难题也不是一下就能解决的,更不是一个袁隆平就能解决的。当科学试验发展到了一定的阶段,尤其是到了瓶颈了,就必须集结更多的科研人员进行全国性协作攻关。袁隆平被世人尊称为杂交水稻之父,但在杂交水稻攻关路上从来不是一个人在战斗,从三系法、两系法到超级稻,他都是率科研团队协作攻关。这也正是陈日胜的想法,若能由袁老领衔组成一个协作攻关团队,势必会大大推动海水稻的研发进程。然而,袁老此时已是一个早该颐养天年的老人了,此时还在向超级稻的极限挑战,而海水稻眼下还是命运难测的一潭浑水,他老人家愿意来蹚吗? 陈日胜的担心其实是多余的,一个科学家到了袁隆平这样的境界,已不再是为个人得失而计较,一切都是从国家战略和人类利益出发。袁老没有直接回答他愿不愿当这个海水稻协作攻关的领衔人,他习惯性地摸了摸自己的脑袋,问陈日胜:“中国有多少盐碱地?” 这个陈日胜心里早有数,他一张口就答出来了:“大约有十五亿亩。” 袁老又不动声色地问:“全国有多少盐碱地可以开发来种粮食?” 这个陈日胜也说不太清楚,他估计最少有两三亿亩。 袁老突然提高了嗓门:“有一亿亩就不得了!如果每亩能达到三百公斤的产量,就能增产三百亿公斤粮食,这相当于湖南目前全年粮食总产量,可以多养活八千万人口!” 陈日胜忽然发现,袁老刚才其实是明知故问,对于中国有多少盐碱地,有多少可开垦的盐碱地,这些盐碱地能打多少粮食,他老人家心里早就有了数。而陈日胜一听心里也有了数,为了多养活这么多生命,袁老对担当海水稻协作攻关的领衔人绝不会推辞,也义不容辞。 这里不妨来算算账。无论中国还是世界的粮食安全问题,说穿了就是一道简单而又复杂的数学题。中国是一个拥有十四亿人口的大国,耕地面积只有十八亿亩,人均耕地就是俗话说的一亩三分地,除了种粮,还要种植瓜果蔬菜。这就意味着,在人口不再增长的前提下,无论遭遇怎样的天灾人祸,每一亩田地都必须生产出足够养活一个人的粮食。一旦人口增加,就意味着人均单位面积的缩小,一亩地就必须以提高单产的方式生产出更多的粮食。为此,袁隆平从三系法杂交稻到两系法杂交稻,再到超级稻从一期到五期的攻关,只有一个目标,就是在保证稻米质量的前提下不断推高单产。而在这两个前提下,中央提出“两个绝不能”,一是已经确定的十八亿亩耕地红线绝不能突破,二是已经划定的城市周边永久基本农田绝不能随便占用。人多地少的基本国情,决定了我国耕地资源的特殊重要性和战略性,粮食安全的特殊战略地位任何时候都不能动摇,而耕地是国家粮食安全的根本保障,是农业发展和农业现代化的根基和命脉。 中国农民是世界上最勤劳的农民,而中国耕地是世界上最疲劳的耕地,由于人多地少,一直难以得到休耕。而土地和人一样,若长时间得不到休耕也会疲惫不堪,越种越贫瘠,用农人的话说就是越种越瘦了。 袁隆平院士在向水稻高产的极限发起挑战的同时,也一直在关注着另一粒有可能改变世界的种子——海水稻。如果能培育出可以在盐碱地上大面积推广种植的水稻,那又将是一次改变中国和世界的种子,对于人类将是巨大的福音。 对于陈日胜在海水稻上的开拓性贡献,袁隆平院士给予了严谨的科学评价,称他为“国内最早发现耐碱性强、抗病性强、生命力强的野生海水稻的专家之一”。他也以同样严谨的方式给科技部部长万钢写信,提出“海水稻是一种非常宝贵的水稻种质资源,具有极高的科学研究和利用价值”,海水稻的产业化发展必将对有效解决国家粮食安全、土地和水资源及全国盐碱地开发等领域产生一系列重大影响。袁隆平设想,若能在超级稻之外,再大面积推广高产耐盐碱水稻,中国的粮食安全保障就有了两座长城,共筑中国粮食安全堡垒。 袁隆平还有一个多年来的梦想——禾下乘凉梦:水稻长得像高粱一样高,稻穗像扫帚,人可以坐稻谷下乘凉。近年来,袁隆平还提出超级杂交水稻未来要走“超模”路线,高度要达到一米八到两米左右。而湛江海水稻株高已达到甚至超过了这一标准,如此独特的“身高基因”,还有抗涝、抗盐碱、抗虫害的特有基因,或有助于袁隆平实现“禾下乘凉梦”,而杂交水稻的优势基因也可有助于海水稻提高产量和抗逆性。 中国缺少的不只是土地资源,还有水资源。我国是一个干旱缺水严重的国家,在沿海地带若能利用一部分海水资源灌溉,就可以节约大量宝贵的水资源。 无论从哪方面看,推广种植的耐盐碱水稻都是大势所趋。 陈日胜也做了一个近三十年的长梦,那就是实现“海水稻种子产业化工程”,把盐碱滩变成米粮川。到了2014年春天,他的梦想又往前迈进了一步,农业部受理了“海稻86”品种权的申请,该品种正式在农业部“农业植物新品种保护公报”上公布,这意味着“海稻86”进入由农业部推进的试验阶段。这年,陈日胜将下洋村承包的千亩海滩盐碱地全部种满了,而试验是用常规水稻和海水稻作比照。当又一年秋天来临,那常规水稻是金黄色的,而海水稻是青白色的,看上去就像大片大片的金镶玉一般,一块一块地镶嵌在一起。来这里考察的专家被眼前这如金似玉的田野深深地折服了。他们一个个弯下腰身,拿着放大镜察看着这两种稻子的区别。那金黄色的稻穗低着头,株秆矮,谷粒也比海水稻小多了。而青白色的海水稻比常规稻子高出了一大截,一棵棵长得挺拔劲健,连稻穗也是直挺挺的,顶着满头结实的谷粒。 陈日胜看着这稻子,那微微驼着的背脊也下意识地挺了起来,他笑着说:“到下个月开镰收割时,这海水稻会有两米多高,谷粒比眼下还会饱满些。” 专家们听了这话,一个个竖起大拇指啧啧称奇。还有人说,袁隆平院士把这种耐盐碱、易倒伏的海水稻终于扶起来了! 这一年,陈日胜的海水稻亩产达到了三百斤。对,是市斤。而袁隆平设定的最低标准是亩产超过三百公斤,这个产量还只有最低标准的一半,不过已是百尺竿头更进一步了。 一粒种子若要大面积推广,先必须在不同的区域内大范围试种。一方水土养一方人,对于种子也是这样,你在某个地域发现和培育的种子,往往只适应当地的小气候和小环境,只有因地制宜才能茁壮成长。若是换了一个地方,气候和环境变了,就会出现典型的南橘北枳现象,“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。”袁隆平院士则按照全国一盘棋在大江南北布局,南方已有了湛江这个海水稻试验基地,而袁隆平将北方试验基地选择在青岛。有人问袁隆平为什么首选青岛?袁老说,一个青岛市就拥有五十多万亩盐碱地,又环拥胶州湾,这是北方最适合作为耐盐碱水稻科研育种的试验基地。 袁隆平院士作为海水稻研发团队的首席科学家,首先提出了一个三年计划:三年内,在现有自然存活的高耐盐碱性野生稻的基础上,选育出可供产业化推广的、盐度在千分之六的海水灌溉条件下、能正常生长的“耐盐碱高产水稻”。而在推广种植耐盐碱水稻的同时,还有望逐渐修复改良海水倒灌农田盐渍化土壤。一般认为,海水倒灌农田后至少五年内无法进行农业生产,而根本等不到五年,每年都有多少次台风啊,海水往往会接二连三地倒灌农田,造成大面积农田撂荒。而根据科研人员此前的试验,一般在种了几年海水稻之后,盐碱地就可能转化为良田,常规水稻、大豆、棉花等其他农作物就可以正常种植了。这是推广种植海水稻的另一大功能,功莫大焉,如果所有的盐碱地能改变为良田,中国和世界上又该增加多少良田啊。 袁隆平的每一次科学决策,都是从反思开始。想想,从上世纪到本世纪,那么多国家和专家都在搞耐盐碱水稻研究,那些专家都是水稻领域的一流专家,为什么搞了六七十年还只有一百多公斤的亩产?如何在关键技术上有所突破?袁老思来想去,其主要原因就是在耐盐碱水稻里边打转转,只是在海水稻种子中优中选优,但没有跳出耐盐碱这个圈子。而中国在水稻领域的强项就是杂种优势利用,若是将耐盐碱水稻基因与水稻杂种优势利用结合起来,将其耐盐碱基因转育到第三代杂交稻(超级稻)上,会不会有所突破? 按袁隆平院士设计的技术路线,一个是采取常规育种——筛选良种,选取抗涝、抗盐碱、抗倒伏、抗病虫害、分蘖力强、偏大穗的海水稻品种,再经过去杂去劣,进一步挑选籽粒饱满,粒形整齐的种子,然后把海水稻的特性转移到高产品种上面来;另一个是利用分子技术,通过基因测序,筛选出天然抗涝、抗盐碱、抗倒伏、抗病虫害的基因,在现有自然存活的高耐盐碱性海稻的基础上,选育出可供产业化推广的、利用初级淡化海水灌溉条件下能正常生长的优质稻种。在确定技术路线后,接下来分两步走,第一步是培育出亩产量能达到三百公斤的耐盐碱水稻品种;第二步是在八至十年内,选育出可供产业化推广、亩产一千公斤以上的耐盐碱的超级杂交稻新组合。 从袁隆平设定的第一期产量指标看,亩产三百公斤,乍一听,这个产量实在不高,比当下的常规水稻还低,更不能跟现行的第三代杂交稻——超级稻比,但用袁老的话说,这已经“非常了不起”了。迄今为止,世界水稻的平均单产为亩产三百余公斤(4.5吨/公顷),这个产量已经接近世界平均值了。而现有海水稻一直徘徊在亩产一百至三百斤的低产状态,如果第一期产量指标能实现,从市斤变成公斤,将比现有海水稻单产翻了一番。不过,从接下来几年的试验结果看,袁隆平设定的第一期目标对海水稻的产量还真是大大低估了。 对于遗传育种材料,那是多多益善。全世界范围内,迄今已发现并被作为耐盐碱水稻种质资源入库保存的水稻材料有几百种,陈日胜发现的“海稻86”只是其中一种,经过陈日胜近三十年的试种,这一品种的最高单产迄今只有三百余斤,基本上可以验证,这一品种没有高产基因。而今有人或是因为误会,或是想当然地认为袁隆平团队窃取了陈日胜的“海稻86”试验材料,这在科学界只能说是一个“科盲式笑话”。假如“海稻86”能够取得优质高产的效果,那还有袁隆平什么事?他又何尝不想乐观其成?事实上,培育海水稻或耐盐碱水稻必须借助大量的种质资源,而世界上最大的水稻资源库就是国际水稻研究所,拥有十多万份水稻种质资源。袁隆平团队多年来一直与国际水稻所加强合作,既可以引进大量水稻育种资源,又能借助其国际影响力,有效降低耐盐碱杂交水稻国际化推广的阻力与质疑,为推广中国海水稻提供广阔的国际平台。 2014年,袁隆平团队在全世界范围内搜集了近三百份耐盐碱水稻种质资源,作为育种材料,这都是可以共享的,袁隆平团队当年发现的“野败”也是无偿地奉献出来供国内外稻作专家共享的。而对于共享材料,每个专家可以利用自己的技术来加以研究,其关键技术才是可以独享的知识产权或专利。袁隆平团队利用现代分子标记技术,对搜集来的水稻材料进行耐盐性分子鉴定和测试,筛选掉耐盐性差的水稻品种,并对耐盐性好的水稻再次优化并重复测试。为了得到耐盐性好的水稻品种,这一过程需要不断重复测试。而筛选出具有耐盐性基因的材料后,还要进行芽期、苗期试验鉴定,进一步确定水稻材料的耐盐性,然后与杂交水稻技术进行配组,并引入高产和抗逆性等优异农艺性状。只有经反复鉴定筛选,才能选育出产量高、抗性好、口感佳、营养高的品种。为了加速水稻芽期耐盐碱筛选,袁隆平团队在海南三亚南繁基地和青岛海水稻试验基地设立了组织培养实验室、人工气候室,在培养皿、培养箱内种植水稻的幼苗,以利于较快地初选出耐盐碱水稻材料。2015年,袁隆平团队培育出了YC0045水稻材料(凡品种审定前均称为材料),开始进行田间试验。“Y”是“袁”字的第一个拼音字母,即袁氏。凡是以“Y”打头的水稻试验材料和品种,都是袁隆平海水稻团队研发培育的。这一试验材料在2016年试种,使用含盐量千分之六的咸水灌溉,小面积试种的最高亩产突破了五百公斤。对于一直萎靡不振的海水稻产量,这已是惊人的奇迹了。但袁隆平显得很低调,他比谁都清楚,一两年的小范围试验还不能说明问题,那么接下来的结果又如何呢?很多人都在拭目以待。 自2017年起,袁隆平海水稻团队组织开展国家耐盐水稻联合体试验,分北方中早粳晚熟组、黄淮粳稻组和南方沿海籼稻组三组,在全国沿海滩涂及盐碱地不同生态区进行试种。 黄海之滨,胶州湾畔,有一片寸草不生的白泥地,整片滩涂一片苍白,往这儿一走,连脑子都是一片空白。袁老一声不吭地走着,又四下张望着,这地方就在海边啊,竟然连一只海鸟也没有。几个助手跟着袁老转了一圈,又偷偷地打量着袁老的表情。 袁老说:“你们看我干吗?好好看看这地方,能种水稻吗?” 几个人都连连摇头。袁老盯了他们一眼,“你们连试都没有试,怎么就断定不能种?” 那些助手一下被问住了,一个个面面相觑。袁老还要说什么,一股海风忽地吹来,扬起一阵灰土,那味道就像海风一样咸涩。袁老被那呛人的味道冲得眯了一下眼睛,随即又睁大了,他坚定地说:“凭经验,这儿确实不能种水稻,但我们不是凭经验,而是搞试验,先试试看嘛!” 这年春夏之交,袁隆平团队在白泥地开辟了一片海水稻育种试验田。对这一片土地,最了解的就是当地老乡了,他们在这白泥地上种过七七八八的东西,任你播下多少种子、栽下多少秧苗,过不多久就死光光了。这也是实情,无论种什么都要灌溉,而灌溉后在阳光下就有蒸发,这海水在陆地上灌溉,那田地就变成了白花花的晒盐场,在持续蒸发后还会形成卤水池,别说水稻,连海带都长不活。当老乡们看着那些戴眼镜的专家在这里弯腰播种、埋头插秧,一个个都来好心好意地提醒他们,“唉,这地方连咸水草也不长啊,哪能种水稻?你们这简直是拿种子打水漂啊!” 这些专家抓着秧苗笑着说:“老乡啊,我们是搞试验,试试看嘛!” 那神情,那口气,就跟袁老一样,形似神更似,一看就是袁老带出来的学生。 专家种田和老乡们还真不一样,他们就是在这里搞试验,哪怕颗粒无收,那也是试验的结果,而失败的比率往往比成功率更高,但你必须试。而科学种田与老乡们种田也不一样。他们培育的海水稻秧苗能够在盐碱地及滩涂上存活生长,具有抗涝、抗盐碱、抗倒伏、抗病虫害等能力,但这个能力也是有限度的。全球各地海水的平均含盐率为百分之三至百分之五,基本是陆生植物的禁区。据试验,海水稻耐盐碱的基本值为千分之六,超过了基本值就必须用淡水冲淡,即采用海水和淡水勾兑混合浇灌,这也在一定程度上节省了淡水资源。还有一点很关键——对土壤进行改良,将其盐分控制在千分之六的基本值之下。 若要生产出优质高产的海水稻,说穿了就是两条途径,一是改良品种,二是改良土壤。 在袁隆平院士的指导下,海水稻团队摸索出了一种盐碱地改良技术——四维改良法,这也成了他们的独门绝技。他们先对这片土壤进行反复检测,也可以说是解密土壤的生命密码,而后以海水稻等抗逆性作物为核心,以综合排灌系统、物联网传感器系统、大数据农业信息服务系统为基础,建立起的一套全新的盐碱地稻作改良技术。这一套技术有多先进,还得透过现象看本质。袁隆平院士最爱打比方了,他把海水稻试验田比作一座冰山,浮在水面以上的是一眼就能看见的海水稻,而大部分则是在外人看不见的水面以下秘密进行。 这秘密的核心要素就是物联网——结合传感器量化控制的排灌网络系统。你想要控制盐,先得控制水——合理灌溉。海水稻也是喜水性的植物,在水稻的不同生长期,需要的水量也是不同的,时多时少,这就需要良好的排灌系统,既能充分满足泡田和冲洗盐碱的需要,也能做到灌排自如。袁隆平团队在试种海水稻时,采用海水+淡水混合的方法,配置出不同浓度的咸水,来模拟自然界中不同盐碱地的情况。相比种植普通水稻,海水稻非但不会耗费更多淡水资源,还可以节约宝贵的淡水资源。那物联网传感器系统能根据水稻不同时期需肥特点、土壤环境和养分含量状况,控制喷头和喷枪定时定量喷洒水分和养分。它主要由两根搭载了多种传感器的管道构成,第一根管道根据传感器反馈需求,将所需水肥自动送达水稻根系部,供水稻生长;第二根管道是将土壤中渗出的多余水肥回收,运送至回收池供第一根管道循环使用,节省了宝贵的水肥资源。此外,要素物联网模组在地表还有智能喷洒灌溉系统,能根据水稻不同时期需肥特点、土壤环境和养分含量状况,精准控制喷头和喷枪定时定量喷洒水分和养分。运用这项技术,既可以对水稻实施精准浇灌,又能降低盐碱地盐分、改善土壤结构、提高土地肥力等。说来有趣,这科学种田竟然与华为有关,华为不只是全球领先的信息与通信技术(ICT)解决方案供应商,华为的触角已伸向了现代农业领域,那遍布于地表下两米深的传感器的芯片就是华为提供的。有了这样一个物联网,关键技术解决了,接下来还要用土壤定向调节剂,如改性有机质吸附土壤中的盐分、重金属,改善板结的盐碱地,调节土壤的酸碱盐含量(PH值),通过有机肥来定向调节和改良土壤。然后加入植物生长调节素,使用小分子有机化肥。这一切,都是从海水稻品种、营养搭配、水盐管理系统等方面出发,因地制宜,量身定做针对目标土壤的最优解决方案,让土壤和作物“活”起来。而你最后看见的,便是那拥有耐盐碱基因的海水稻。 除以上四维之外,还有其他辅助体系,如现代化栽培和机械化植保,这也是真正的高科技农业,有人形容为“科幻级的智能农业”。对此,袁隆平院士充满了期待,他一直期待这样的“科幻级的智能农业”成为解决粮食问题的终极方案。 不能不说,这种科学种田是需要高成本投入的,每亩地改良成本约一万元,这是一般庄稼人投不起的。但若从长远看,一年的改造可以赢得十年的功效,十年内不需再进行土壤改良投入,而一般在两到三年内可以将盐碱地逐渐被改造成良田,除改良沿海及内陆盐碱地外,“四维改良法”还可对重金属污染及农残土地进行修复。经过改良后,也就具备进行大规模推广海水稻的可行性。 那么,白泥地试验基地的结果又如何呢?这才是人们最关心的。 当秋风带着大海咸涩的味道一轮轮吹将起来,白泥地的稻香一阵一阵扑鼻而来,那稻子如海浪般起伏。这里种植的海水稻跟普通水稻相比,末梢有一些卷曲发黄,穗子也不大,但远看齐刷刷的一片,近看一棵棵丰硕茁壮。袁老就像一位即将收割的老农一样,数了穗子又数谷粒,然后默了一会儿神,心里仿佛有了数。当几个助手请他估测一下产量时,他又盯了他们一眼,说:“我说了不算数,最终的结果还得等专家来检验,咱们就等着大考吧。” 测产,是非常严格的,一切都是在众多专家的监控下进行的,几乎如同高考一般。 9月28日,中国科学院等单位的评测专家来到白泥地,他们抽签选择了7号和8号地块,又挑选了四个试验品种进行评测。在测产之前,还要先通过盐度计测试,这两个地块的灌溉用水盐度达到千分之六,符合耐盐碱水稻试验的标准。随后,便进入测产环节。为保证数据的准确性,在专家的严密监督下,采用人工收割的方式。随着一把把镰刀在稻海里闪亮地划过,那昂扬的稻穗唰唰唰地飘落,又被工作人员一捆一捆地从田里抱了出来,经脱粒、称重、去杂和水分测定等多道工序,评测专家组组长、扬州大学农学院教授刘世平宣布了测评结果:“最高亩产620.95公斤!” 现场顿时一片惊呼,那些老乡们一个个把眼睛瞪得比牛眼还大,很多人种了一辈子水稻,在那良田里也没种出这么高的产量,这些戴眼镜的专家可真是牛人啊,在这鸟不拉屎的地方竟然种出了这么高产的水稻,牛啊! 刘世平教授在宣布结果后还有些难以置信,他揩拭了一下眼镜,又把刚才宣布的数字再次确认了一遍,连小数点后边两位数都没错啊!他不可思议地摇了摇头说:“在盐度千分之六的条件下种植的海水稻,最高产量和大面积种植的淡水稻基本持平,这个产量具有超乎寻常的意义。” 袁隆平乍一听这个结果,也是猛地一愣。这些年来他创造了一个个水稻高产、超高产的世界纪录,但对于海水稻达到这个产量还是有点不敢相信,这足足比他预期的三百公斤亩产翻了一番多!看来,海水稻的增产潜力很大啊。当有人问他这个结果怎么样,这个老顽童做了一个鬼脸,然后咧嘴一笑,那黝黑的脸加上一口雪白的牙齿,这就是他那典型的“刚果布式的笑容”,很多人对这袁老的笑容都很熟悉了,每次他露出这样的笑容,就表明他很满意,甚至有些得意。 果不其然,袁老咧嘴一笑后便连声说:“很满意,很满意,可以打个优秀,希望再接再厉,接下来要大量制种,明年再选两个点进行大田种植,看看怎么样。” 白泥地试验让袁隆平团队信心倍增,而在接下来的试验中,他们还远不止是选两个点,而是在全国东南西北多个省份进行大田试种。每一粒种子从科学界的试验田走向农民的田间地头,都要经历小面积试种、大田试种、区域试种(区试)和生产性试种等几个阶段。这一年春天,袁隆平团队在海南三亚南繁基地通过杂交的方式,将耐盐碱水稻的优良基因进行重新组合,从中挑选出176份优良品种作为试验材料,在不同区域进行试种。袁隆平团队经过前期考察,发现我国的盐碱地大致可分为五大类型,并按照这五大类型开辟了青岛城阳、黑龙江大庆、陕西南泥湾、新疆喀什、浙江温州等五个耐盐碱水稻试验基地。其中,青岛城阳为黄河三角洲盐碱地,大庆为东北苏打冻土盐碱地,南泥湾则是次生盐碱与退化耕地的典型代表,喀什为干旱半干旱地区盐碱地,温州属长江三角洲盐碱地。这也是袁隆平团队首次在全国五大基地同时进行千亩片的区域试验。 青岛城阳,桃源河畔,这一带原本是良田沃土。上世纪60年代以前,河流沿岸“十里桃源、万亩稻香”,不是桃源,胜似桃源。这里有个上马村,早先是一个香飘四野的稻香村。谁知到了1963年,正当稻子扬花抽穗的季节,一场台风裹挟着海水席卷而来,海水从河口漫过了堤坝,倒灌进了稻田。台风,海水倒灌,是沿海农田最常见的灾害,而它带来的不是一次性灾害,而是长年累月的灾害,乃至万劫不复。那一年上马村的老一辈村民没齿不忘啊。一个姓张的老汉十二三岁就在这里种水稻,如今年过古稀了,那牙齿掉了好几颗,说话有些不关风。说起那一年,老汉猛地抽了一口冷气,“咱们村里那时候有四千多亩稻田啊,那一年的水稻比哪一年的长势都好,但水稻哪经得住海水的浸泡,过了三四天,海水退了,稻子全都泡死了,那一年颗粒无收,只能吃政府的救济粮。原本以为挨过了灾年,第二年就会好的,哪知道接下来又是连年干旱,田里的盐分一直排不出去,这稻田全都变成了白花花的盐碱滩,从那以后这些田地就荒废了,种庄稼根本就没什么收成,只能长些稀稀拉拉的狗尾巴草了……” 而今,在上马村还流传着一首民谣:“春天地碱白茫茫,夏天地涝水汪汪,秋天十种九不收,冬天地冻硬如钢。”这盐碱滩别说种水稻,什么也种不了,村里人只能干别的营生,或是下海去打鱼摸虾,或是在盐碱滩上挖鱼塘,养鱼养虾。年轻一辈早已不知道往日的桃源河畔有多美,老一辈人还时不时梦见那“十里桃源、万亩稻香”,端的是好景致啊,却也只能在梦里头看见了。张老汉做梦也没想到,而今这里又要种水稻了,而且不是一般人来种,而是那个像神农一样的袁隆平袁大爷来种。张老汉简直笑得合不拢嘴了,“咱们这个地方叫上马,只等袁爷爷这个项目上马了,咱们的好日子也会很快就上马了啊!”这老汉说话还挺风趣呢。 这是一个大项目,比白泥地大多了。2017年11月份,袁隆平便派助手考察了桃源河畔这块荒废多年的盐碱地,在测定了桃源河两岸的土壤养分、盐碱度等指标后,袁隆平团队便与当地政府签约,合作打造“万亩国家级滨海盐碱地稻作改良示范基地”,桃源河畔将建起“十里桃源、万亩稻香”的田园综合体,打造乡村振兴的新标杆。这上马村的老老少少谁不知道袁隆平啊,但谁都没见过他老人家,更没有见过那传说中的海水稻,大伙儿一个个都盼着他老人家赶紧来啊。 袁隆平就在上马村人的翘首期盼中走进了上马村。那已是2018年5月28日,正值芒种,“时雨及芒种,四野皆插秧”,青岛市城阳区政府在上马村举办了首届“海水稻插秧暨中华拓荒人计划”启动仪式,他们将“开拓亿亩荒滩,增加亿亩良田,多养活一亿人”作为拓荒人的梦想。除了青岛主会场,全国五个实验基地也将同时举行插秧仪式,这秧苗就由袁隆平院士来传递了。 看啊,老爷子来了!一大早,那村口早已密密匝匝地挤满了人,老爷子在老乡们心中就像一个神啊。看上去,这位当代神农从头到脚都像一位老农,可那双眼里闪烁着智者的光芒。那黝黑的脸上布满了故事,每一个故事都像神话。只要他老人家走过的地方,哪怕是不毛之地,转眼也会绿意荡漾。他一边跟老乡们亲热地打招呼,一边仰起头来看太阳。这也是一个老农的习惯了。而每到一个地方,他立马就把手一挥,“走,去田里看看!” 那田坎上滑溜滑溜,一个年近九旬的老人,比张老汉还大二十岁呢,倘一时收不住脚,滑倒了怎么办?但人们的担心是多余的。这位在稻田里走了六七十年的老人,那一双脚板还走得稳稳当当。忽然,他身子猛地往前倾了一下,把几个跟在后边的助手吓了一跳,赶紧上去搀扶老人,他却稳稳扎扎地蹲在地上,像个老农一样,先抠起一把泥土,在手里搓着、揉着,又放在鼻子下深深地嗅着,一脸迷醉的神情。这是一个农人对土地的迷醉,也是一位农业科学家对土地的把握。在插秧之前,袁老抓着一把一把鲜嫩的绿色,向参与“拓荒人计划”的每一位拓荒人传递秧苗。这一株株秧苗就是去年在白泥地测产产量最高的YC0045,每个人都盼着这秧苗在新的一年里创造出更惊人的奇迹。 袁隆平团队把在白泥地摸索出来的经验和技术都搬到了这个国家级的示范基地,还采用了比白泥地更高端的技术,这是依托华为公司的物联网、大数据、移动互联、云计算技术等为支撑的智慧农业4.0样板。 如果你想亲眼看看智慧农业是什么样,这里就是一个样板。 尽管袁老向每一位拓荒人传递了秧苗,但这只是象征性的,而插秧的是一台无人插秧机。若是一般插秧机也不稀奇,而无人插秧机却还鲜为人见,这也是第一次在海水稻插秧中实验应用。当袁老宣布插秧仪式开始后,它就独自在水田中开始工作,将一株株的秧苗整齐地插进水田中。它可以熟练地进秧、插秧,到了田埂还可以自动转弯、掉头。一台无人插秧机一天可以完成五十亩的作业面积,相当于上百人干一天。中国传统农耕文明最大的特色就是精耕细作,而无人插秧机也延续了这一传统,不仅效率高,而且作业精细化、标准化、程序化。人工插秧只能凭经验、靠感觉,但由于人的情绪和精力的变化而造成间距不齐、深度不匀,而无人机插秧秧苗间距整齐,深度均匀,质量更稳定。 这无人插秧机还只是智慧农业看得见的一只手臂,还有更多的“智慧”像大脑和神经一样是看不见的。现代农业生产首先要掌握实时环境状况和作物长势,而布置在土壤、水源中的理化传感器、智能气象站、高杆上的智能图像采集设备,则是盐碱地稻作改良的神经系统,这些都是基于华为九天智慧农业全球联合创新中心的“九天芯”研发的,而智慧农业的大脑就是“后土云”,它更是深藏在机房中,在大数据分析的基础上,形成最优作业工艺,指挥调度生产作业。“后土云”盐碱地稻作改良智慧农业项目获得2018年巴塞罗那全球智慧城市博览会创新奖。城阳上马基地整合了华为的全线ICT技术,形成了以“九天芯”“后土云”为代表的智慧农业产业,将持续通过农业智能芯片、云平台等软硬件,以及大数据、云计算、物联网等新一代信息技术的示范应用,推进“盐碱地改良+智慧农业”模式打造,激发海水稻全产业示范。 当然,无论多么高超的技术,最终还要看试验的结果。那海水稻经过四五个月潜滋暗长,到了这年金秋十月,桃源河畔的海水稻渐渐散发出了成熟的气味,又迎来了测产验收的时候。这对于每一个试验品种都是一场大考。10月10日下午,青岛农业大学林琪教授等七名专家组成验收小组,按照严格的程序进行了测评,但奇迹没有出现,结果令人大失所望,这次测得的最高产量为编号1803的水稻材料,实打实亩产只有261公斤,比去年白泥地的产量低了一大半,也没有达到袁隆平院士设定的最低标准。对于这样一个结果,袁隆平并没有太多的失望,这样一位饱经沧桑的科学家,对各种结果都有心理准备,科学探索之路就是这样,有起有伏,有高峰也有低谷。而这片荒废几十年的盐碱地,在首年种植就获得这样的产量,也算是不错了。接下来还要进一步探索,到来年秋天再看收成吧。 其他几个试验基地也相继进行了测评,大庆市的苏打冻土盐碱地改良示范基地,编号为1807的水稻材料现场实打亩产210公斤,没有达标;新疆喀什示范基地的土壤含盐量高达千分之六至千分之十五,原本是五大基地中最不被看好的一个,经测评,其编号为1805的水稻材料理论亩产达549公斤。这是一个出人意料、令人震惊的结果,一下子引起了周边地区、有关单位和援疆干部的关注。若能在这样的高盐碱地上种水稻,对辽阔的新疆大地将是巨大的福音。而从南泥湾传来了更令人惊喜的消息,经测评,其编号为1802的水稻材料亩产为636公斤,比去年白泥地的亩产多了15公斤。 这些测评数据无论高低,无论惊喜与失望,都为下一步的区域试种和生产性试种提供了重要依据和参考。一个品种,在经过了小面积试种、大田试种后,至少要经过两年区试及一年生产性试验后,才能通过国家新品种审定,而品种审定后就具备了大规模推广的资质。这是极为严格的。袁隆平团队根据2017年、2018年的大田试验和区域试验数据,又筛选出表现优良的材料,在2019年进行生产性试验。 这年,袁隆平团队又增加了山东潍坊、东营,江苏南通通州湾,浙江瑞安、台州等多个海水稻试验基地。 潍坊海水稻种植基地位于白浪河畔。白浪河原名白狼河,为渤海莱州湾独流入海河流,由于源短流急,“平地泉涌如轮”,历史上多次决口泛滥,又加之海潮频发,土地大都盐碱化,大量粗细砂砾沉积于河床及决口扇形地带。上世纪90年代,由于上游厂矿排放大量废水,河水污染严重,到本世纪,这里已沦为一片寸草不生的重度盐碱滩,到处都是结满盐霜的水凼凼,那海滩上的死鱼死虾招来了纷飞的苍蝇和臭虫,海风中弥漫着呛鼻的腥臭味,十几里外都能闻到。潍坊人一直梦想把这片充满了死亡气息的盐碱滩打造成一个绿色生态农业示范园区,他们在这里试种过多种植物,但这盐碱滩上连生命力最顽强的芦苇也长不活。当他们听说袁隆平团队正在全国多地试种海水稻,便决定试一试。 2018年,袁隆平团队进驻潍坊,与当地合作打造“袁隆平海水稻一二三产业融合发展示范区”,规划总面积十八万亩,海水稻示范区近四万亩,2019年试种一千亩。这年春天,随着第一茬秧苗插下去,这片荒凉死寂的盐碱滩终于浮现出了一片淡淡的绿意。这不是一次单纯的水稻试种,袁隆平团队瞄准的目标是跨界解决土壤改良和种植问题,力求方法生态、循环利用、产品绿色,田间秸秆就地还田并用于生物质排碱沟,变废为宝。在试种海水稻的同时,还采取鱼、稻、鸭立体式生态改良实验,这是一举三得,在增加土壤肥力的同时保护生物多样性。 为了将一片脆弱的绿意维系下去,袁隆平团队几乎把他们的独门绝技“四维改良法”发挥到了极致,一片淡淡的绿意渐渐变得青勃勃的。那周边的老乡往日是很少走近这片盐碱滩的,就是不得路过这里也是掩鼻而过,而现在他们都被这青勃勃的气息吸引过来了,一个个张大嘴巴呼吸着,这是一个可以让他们深呼吸的地方。当一个地方渐渐恢复了生机,那各种各样的鸟儿也飞来了。这稻田了养了鱼,放了鸭,在水稻的拔节声中,鱼在水中活泼泼地游动,鸭子追逐着飞来的虫子。它们嘎嘎嘎的叫声和鸟儿的叫声此起彼伏,那海水稻也在随风起伏。到了9月下旬,这海水稻连风也吹不动了,一串串饱满的稻穗沉甸甸地垂下来,更引来了无数人的观望。这一年的收成怎么样,几乎都不用测产了,一看就知道。然而,一场十七级的超强台风突然逼近山东,那海上掀起的巨浪和暴风雨一起席卷了稻田。这一场台风让东南沿海地区的农作物遭受重创,很多稻子几乎绝收了。而这片海水稻还真是让人见证了奇迹,它们表现出坚韧的抗倒伏能力,在暴风雨过后又挺挺拔拔地站起来了。它们的耐盐碱性也得到了一次灾难性的考验。 10月25日上午,一台台联合收割机开进了金黄色的稻田,一株株稻子被卷进滚轮,随着谷粒源源不断地涌出,田野里弥漫着扑鼻的稻香。当地的老乡还是第一次嗅到稻香味,一个个都敞开了肺腑,深呼吸。经专家组实测,此次试种的海水稻亩产达536公斤,这也标志着海水稻在渤海莱州湾盐碱滩试验成功。 这不只是一次海水稻种植试验,更是一次综合性的、立体式的生态试验。海水稻的种植不仅仅利用滩涂地生产粮食,还能防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气,具有如红树林一般的生态和社会价值。海水稻的根系深三四十厘米,有效地滞留陆地来沙,减少近岸海域的含沙量,而且增加土壤有机质。随着海水稻项目的初步实施,通州湾也初步实现了滨海盐碱地的快速有效和生态化利用,那大片盐碱化的滩涂湿地环境得以优化恢复,这为渤海滩涂综合开发利用和耕地占补平衡工作提供了样板,也为东南沿海广袤的盐碱地改良提供一个可推广模式。 这一年,不只是潍坊的海水稻示范园区夺得了丰收,也是耐盐碱水稻的一个丰年。山东东营海水稻示范种植基地创造了迄今以来的最高亩产,高达800公斤;江苏南通通州湾海水稻亩产约340公斤;浙江瑞安丁山二期一号海水稻试验基地经评测,平均亩产达到330公斤;台州基地实现最高亩产670公斤……这些数据表明,袁隆平团队通过耐盐碱水稻跨区域试验,初步验证了海滩盐碱地能种,内陆盐碱地也能种。一些盐碱地原来连生命力顽强的杨树也栽不活,但海水稻不但种活了,还夺得了高产。随着海水稻疆域的不断拓展,又有人异想天开,沙漠里能不能种水稻?
……未完待续
原载《北京文学》(精彩阅读)2021年第1期
创作谈
以文学的方式探悉 袁隆平和海水稻的神秘世界 陈启文
近年来我一直在追踪袁隆平院士的身影。袁隆平已是一个九十高龄的老人,他在不断冲击水稻超高产纪录的同时,还在进行海水稻攻关,这是一个尚未以文学方式书写的科学领域,也堪称是一次填补空白的写作。本文透过海水稻背后的几个故事,书写了袁隆平率科研团队攻克一道道世界难关的艰辛历程。而每当有人问他什么时候退休时,他便咧嘴一笑,露出孩子般的笑容说:“哈,我觉得我还可以,我九十岁了,身体还好,脑瓜子还没糊涂,我还想再活十年,十年后,超级稻还将夺得更高的产量,海水稻肯定能推广到1亿亩,中国人一定能把饭碗牢牢地端在自己手里!”
肯定!他老人家一向是不说满话的,但这次他说的是肯定。我注意到,他说这话时,眼里闪烁出一种奇异的甚至是神奇的亮光。我也深信,随着他向水稻王国的极限、向人生与生命的极限发起挑战,一个人和一粒种子的故事还将续写,那不是传奇,更不是神话。事实上,他早已不是在向世界挑战,而是一直在向自己挑战。我知道,世上从来没有永生之人,科学探索也永远没有极限,从不承认终极真理,但有永恒的追求。而这位从未停止脚步的老人,不在试验田,就在去试验田的路上……
文学是感性的,而科学是理性的。这次写作的难点,不在于如何以文学手法来讲述袁隆平呕心沥血、锲而不舍地攻克科技难关的励志故事,也不在于怎样栩栩如生地描述一个“泥腿子”科学家头顶烈日、跋涉于茫茫稻海里的形象,最难的是如何以文学的方式来探悉袁隆平和海水稻的神秘科学世界。人生可以抵达某种巅峰状态,但科学探索没有极限,从不承认终极真理,袁隆平从未停止攀登的脚步,还将继续攀登,生命不息,攀登不止。而在他不断创造、不断攀登的过程中,本文也一直在揭示他的人生世界、精神世界,他创造性地提出的很多深入浅出的科学理念、人生智慧,还有他的精神境界,这都会给广大读者带来源源不断的启迪。
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