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跨越千里,上海农科青年在“种业硅谷”播种未来

转自:上海三农 2024-05-09 19:30:24

“南繁”是指每年秋冬季节,将农作物品种带到海南省利用热带地区适宜的光温条件,从事农作物品种选育、种子生产加代和种质鉴定等活动的方法。海南国家南繁基地在中国农业发展中具有重要地位,是稀缺的、不可替代的国家战略资源。每年秋冬,上海都有大量科研育种人员追逐太阳,跨越千里,到海南进行农作物的加代、扩繁、鉴定等,以加速育种进程,周而复始。


良种一粒重千钧。实现农业现代化,种质资源是基础。对于农业科研人员而言,南繁加代,无疑是新品种选育最有效的“加速器”。南繁基地素有种业硅谷之称,我国主要农作物中有70%以上的种质资源都经历过南繁选育。通过将本土秋季收获的夏季作物,带到南方热带地区进行再次种植选育,农业科研人员每年可多繁育至少两代种质。



2017年,市农业农村委决定加速海南南繁基地建设,至2023年10月,上海市南繁科研育种基地正式通过验收,基地面积从最初的189亩扩建至1030亩,吸引了22家单位入驻,农作物也从最初的水稻、玉米粮食作物增加到西甜瓜、茄子、辣椒等13种作物,年承担超12万份育种材料的选育及科研任务。每年秋冬,本市都有大量科研育种人员追逐太阳,跨越千里,到海南进行农作物的加代、扩繁、鉴定等,以加速育种进程,周而复始。而这些科研人员中,有90%以上都是青年工作者,他们承担了大量南繁加代的田间工作,用自己的汗水和智慧,书写着时代华章,为种业振兴贡献青春力量。



南繁“候鸟”

一年四季不停歇  


进入4月后,海南陵水地区的高温持续不断,烈日当空,南繁基地稻田热浪翻滚,市农科院作物所的科研工作者王凯忙着到田里抢收基地最后一批成熟的水稻育种材料。每年4月底,水稻南繁工作接近尾声。收完这批稻子,大家顾不上休息,需要立马带上材料返回上海,为即将到来的新一轮育种工作做好准备。



水稻的南繁育种通常从冬季开始。每年12月,待上海的育种工作告一段落,王凯就会和市农科院作物所团队的其他工作人员一起,将几百个装有水稻育种材料的纸袋小心装入行李箱,奔赴温暖的海南,为水稻南繁加代。这些纸袋不过巴掌大小,袋口经整齐折叠后,种子被密密包裹其中,每一个纸袋上都仔细标注着与材料相关的身份信息。“这些材料都是团队科研人员经过多次田间观察及实验室多环节辅助检测后筛选出来的,是综合性状表现突出,或是有我们育种目标性状的种子‘佼佼者’。”王凯说,这些看似平平无奇的纸袋是大家最珍视的行李,承载着育种科研人员的梦想与希望。


除了这些仔细携带的纸袋,王凯所在的课题组每年还会有2万份左右的水稻育种材料经快递提前运送至南繁基地,这些材料需要赶在12月底前播种,确保来年5月可以顺利收获。尽管有当地工人辅助劳作,但对于重点材料,科研人员大多会选择亲力亲为,一旦出错,意味着多年的心血就会付诸东流。


不论是水稻还是玉米育种,最费时费力的是人工授粉。“授粉是对体力和耐力的考验。”今年是玉米团队胡雪友参加工作的第一年,初次来到南繁基地的他已感受到南繁育种的不易,“玉米植株高大,叶片刺人,海南湿度高,玉米地里尤其闷热。授粉对温度、操作细致度要求高,稍有不当,花粉污染,材料就作废了。”胡雪友说,海南多雨,一旦下雨授粉工作便无法进行,为了不错过重点材料散粉吐丝的短暂瞬间,科研人员需要蹲守田间观察,及时捕捉,快速完成人工授粉、套袋等工作。每年玉米人工授粉关键期恰逢春节前后,不少科研人员为了做好育种都放弃了回家过年。


“每个阶段都有不同的辛苦。以水稻做杂交时期为例,我们需要赶在太阳升起前,趁水稻还没有开花散粉时,对前一天下午剪颖的材料进行去雄处理并套袋,然后在上午11点到下午2点间进行人工授粉,太阳快落山时再继续新一轮剪颖,几乎从天亮忙到天黑。”王凯说,田间工作虽然辛苦,但是通过南繁加代,不仅能够大幅缩短育种周期,还能鉴定育种材料的抗病性及对温度和光照的反应特性,提高作物的竞争力。“南繁是一个极佳的品种筛选途径。科研人员可以直观观察到哪些品种具有更强的抗逆性,并针对相关病症进行直接的筛选试验,从而快速有效地找到抗病性强的水稻品种。”王凯说,南繁还是天然的品种“筛选器”。


相比起老一代的南繁“候鸟”,如今南繁基地的工作环境与生活条件都有了全面的提升,对此基地的青年科研人员都深有体会,“可以全身心投入科研,生活上完全不需要操心。我们经常往地里跑,难免带回灰土,宿舍总有人帮忙打扫。”“食堂春节期间也不关门,工作到再晚,都有热菜热饭吃。”这得益于基地建设的不断推进,2017年10月,上海市农科院南繁建设工作小组,选派优秀年轻干部常驻海南,负责南繁基地项目立项、规划设计、田间条件建设及南繁科研育种的日常管理与服务工作,给科研人员送去最全面的后勤保障。



攻坚克难

建成高水平试验基地 


楼飞就是当年被选派的青年干部之一。作为市农科院庄行综合试验站分管上海市南繁科研育种基地的副主任,他在海南一待就待了近7年,365天,他有300多天都驻守在基地,是名副其实的常驻军。


大多科研人员在看到眼前土地平整,作物繁茂的场景时,可能已记不清建设初期的杂乱之象。但对于楼飞而言,基地的每一步蜕变,都历历在目。楼飞用“三双鞋”形容基地的变化。即建设初期,泥沼漫至膝盖,需要穿高筒套鞋才能工作,农田做好排水齐整后,穿运动鞋也可以下地。而随着设施水平的不断提升后,穿皮鞋已可以轻松到基地参观了。



如今,南繁基地已建成水稻育种区、旱作育种区、农作物品种展示区、纯度鉴定区、试验配套功能区、生活配套服务区以及综合管理服务中心的“六区一中心”,基地提供统一对外协调联络、田间种植布局、农资采购管理、农事作业调度以及后勤保障等服务,打造了全国第一个以省市为单位的统一管理服务的南繁科研育种平台。育、繁、推单位从过去单打独斗向协同创新转变,科研内容实现从季节性研究向全天候全年时段转变,科研服务更系统化,后勤保障更完善。高峰时期有100多名科研人员同时到这里开展科研,累计服务科研人员2万多人次。多个省市兄弟单位同行专程来基地考察,向他了解“上海经验”。在楼飞等人的努力下,南繁已不再又烦又难。不久前,他还在2024中国种子大会上捧回了“南繁高水平试验基地”的铭牌,成为全国首家挂牌单位。


“最让我感动的是,我们基地建设还得到了当地的支持与认可。”楼飞说,海南省陵水县专门拨款598万,立项《上海市南繁科研育种基地虫情自动监测系统建设》与《上海市南繁基地电子围栏安装项目》,助力提高基地硬件建设。



科研项目在当地开花结果


走进基地生活区,最先映入眼帘的是一块巨大的花岗岩。楼飞介绍说将在上面雕刻“上海南繁基地”几个大字,而这块石头正是当初在建设过程中,从泥土地里起吊的众多巨石之一,象征着科研道路上的磨难正渐渐被攻克。


生活区还有一栋低矮不起眼却尤其出名的小白楼,是南繁基地最开始的模样。2002年,上海市农业生物基因中心首席科学家罗利军带领团队,在这里租下最初的10亩农田,历经艰辛,发现了宝贵的节水抗旱稻资源。如今,科研人员已从小白楼搬离,住进了生活配套更齐全的宿舍楼,基地从10亩扩增至1030亩,上海农业科研前进的步伐也得以加快,越来越多的成果在这里诞生。2017年以来,本市科研团队已斩获国家科技奖6项,上海市科技奖50余项。其中,首席科学家罗利军主持的“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”项目获得2020年度国家科技进步一等奖。


通过南繁,上海市各单位共获得植物新品种权300多个,获得国家发明专利100多项。选育了一批作物新品种。耳熟能详的水稻品种就有“申优”“寒优湘晴”“花优14”“秋优金丰”“沪香粳106”“青香软粳”“宝农34”“旱优73”“旱优113”等,优质稻食味品质鉴评金奖的水稻品种“沪软1212”“旱优73”“银香38”都沐浴过这里的阳光;“沪玉糯”系列、“申科糯”系列的大量玉米新品种也离不开南繁加代;西甜瓜团队在这里育成“东方蜜”系列甜瓜、“星星蜜”系列甜瓜等优质品种。南繁基地成为名副其实的种子“摇篮”,其背后离不开科研人员夜以继日的潜心钻研,南繁“候鸟”们的悉心照料。


更让青年科研人员自豪的是,南繁基地不光加速了上海种业发展的进程,还让海南当地农户提高收益。“你知道乐东县的‘甜瓜楼’吗?通过我们科研团队提供新品种和配套技术,当地的瓜农收益有了明显的提高,效益好的瓜农,种一年瓜的收益可以在当地盖楼了。”西甜瓜团队的田守波欣喜地说道,“我们的科研成果就地实现产业化,助推了海南的乡村振兴,这让我们觉得南繁工作又增添了新的意义。”田守波告诉记者,近年来,西甜瓜团队的新品种在海南多地累计推广3万亩次,给当地农户增加收益近6000万元。


辐射全国,走向世界节水抗旱稻成果同样适用于海南时涝时旱的气候。仅陵水地区已有本号镇、光坡镇等多个镇种上了节水抗旱稻。多年来,罗利军团队的青年科研人员不仅将不断改良的新品种带给当地农户,还将与品种相匹配的栽培技术、先进管理手段带去当地试验展示。一片片管理得当的试验田,让当地农户在家门口就能获取最新的“上海技术”,遇到困难,一个电话、几步路就能找到专家咨询。



同样在海南开花结果的还有“申科甜811”水果玉米。2021年起,在当地政府的牵线搭桥下,市农科院玉米栽培专家卢有林带领青年科研人员,从整地、播种到田间管理,手把手指导农户种植。“上海专家还帮助我们联系了电商定价收购,春节前后,每次收20亩,分五次送往上海。只需要栽培70天,亩产收益就有4000多元。”三才镇牛堆村、朝美村、花石村种植的100亩玉米田让当地农户收获满满。


此外,上海青年科研人员还在光坡镇章宪村进行“澳洲淡水小龙虾+水稻”轮作模式种植示范,培育“虾田稻米”品牌,增加种植户收入。


近日,上海南繁专家人才服务团还与陵水光坡镇举行南繁科技助力乡村产业振兴签约协议,将围绕水稻、西甜瓜等产业服务陵水光坡镇农业提升,推进光坡镇乡村振兴和农业农村现代化发展。


与此同时,通过基地农作物品种展示区的品种展示作桥梁,越来越多的优质品种出现在外省市业内专家的视野,受到各地关注与认可,进一步让“上海技术”在服务上海的同时还能辐射全国。



南繁育种更育人


“绿野田间育种忙,南繁岁月铸辉煌。汗水滴落泥土香,梦想起航心自强。节水抗旱谱新章,科研路上志不忘。稻穗金波映日长,谷香四溢庆丰仓。”回想到自己与团队在南繁收获的累累硕果,上海市农业生物基因中心的刘毅感触良多。在他看来,南繁育种,是一份沉甸甸的责任,也是青年科研人员通往梦想的必由之路。“南繁是很有意义的工作,能提高你与团队的协作能力和综合素养,也是种业振兴的重要一环,是我们青年应该担负的责任。”从最初的南繁“小白”到如今已经独立带领团队开展节水抗旱稻育种工作,他经历了从迷茫到坚定,从生疏到熟练的转变。


同为节水抗旱稻团队成员的罗星星也有同样的感触。大学刚毕业,他就来到基因中心从事节水抗旱稻的制种工作。制种作为育种工作的最后一步,需要完成隔离、去杂、打药、赶粉等步骤,看似简单,却决定了产量与成败。有人和他说,这样的工作你干不了两年,但他却坚持了整整十年。罗星星来海南的第一件事就是开荒整地播种,除了要克服自然环境、气候上的困难,他还要与鸟斗,与老鼠、蚂蚁甚至与螺斗,稍有疏忽,辛苦栽培的种子就成了它们的盘中餐。“每次感觉坚持不了的时候,就会想到老师不厌其烦,手把手教我的场景。”指导他工作的余新桥老师不仅耐心传授他技术要点,还时常与他一同到田里完成这些繁琐的工作,让他感到很温暖。“节水抗旱稻发展很快,选育的组合也越来越多,制种的工作量急剧增加,但通过优化制种设施,效率也能有所提高。”罗星星说,今年团队尝试用无人机赶粉,效果已和人工持平。


2002年出生的周东鑫是南繁团队里的生力军,大学毕业加入上海惠和种业的他,在玉米育种室经过一年的学习和实践后,作为上海惠和种业第二代育种人,被派往南繁基地,担负自交系加代,杂交配组和小制种等任务。远离城市喧嚣后,他的日常生活变得简单而重复,除了吃饭睡觉,整整四个多月,他都泡田里干活,观察玉米性状。“第一次觉得时间很充足,可以完全沉浸在育种工作中,并开始主动思考育种原理,有不懂的问题可以请教同在海南的专家,逐渐领悟了一些过去想不明白的知识点。”周东鑫说,南繁育种虽然枯燥辛苦,但也让他迅速成长,在南繁的过程中,他的玉米栽培和育种水平有了明显的提升,从育苗移栽到栽培管理,病虫害防治,授粉,考种,收获,已经可以独当一面,顺利完成南繁任务。



“今年是种业振兴行动由‘三年打基础’转向‘五年见成效’的关键一年。我们基地也在围绕这一目标对基地硬件软件做进一步提升。搭建好高水平的南繁科研公共服务平台,为全国提供优质的种子资源,为国家粮食安全贡献‘上海力量’。同时提高数字化建设水平,更好地适应时代需求,从‘会育种’到‘慧育种’,数字化赋能培育更多农作物良种,服务好新一代育种人。”楼飞说。


文字:施勰赟

图片:田守波 上海市南繁科研育种基地