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为国家粮食安全提供强大科技支撑

2018-02-09 来源:教师司

  在1月8日举行的国家科技奖励大会上,山东农业大学田纪春教授主持完成的“多抗广适高产稳产小麦新品种山农20及其选育技术”荣获国家科技进步二等奖。几乎就在田纪春教授获奖的同时,他所在的山东农业大学小麦遗传育种与栽培技术创新教师团队也被教育部授予“黄大年式教师团队”称号。田纪春说:“在这支科研团队里工作感到十分自豪,我能取得今天的成绩,得益于团队良好的科研氛围、得益于团队专家的协同支持。”

  山东农业大学小麦遗传育种与栽培技术创新教师团队(以下简称小麦育种与栽培团队)是一支硕果累累的团队。长期来,这个团队紧紧围绕小麦优质和高产高效,在栽培技术和遗传育种等方面开展基础理论和应用技术研究,取得丰硕成果;他们还坚持探索教学、科研、生产三结合的路子,培养了一大批又红又专、德才兼备、全面发展的优秀人才。

  奉献精神铸就功勋团队

  小麦育种与栽培团队是一支有光荣传统的教学科研团队。上世纪八十年代,这支团队就在小麦研究界就赫赫有名。著名小麦专家余松烈院士为提高小麦产量、确保国家粮食安全,深入研究和解决小麦由低产变中产、中产变高产、高产更高产的主要矛盾。上世纪六七十年代,余松烈就坚持理论联系实践,在滕州农村坚持搞科研,并创立了小麦精播高产技术。这项技术自1984年至1991年期间累计推广10690.741万亩,增产小麦446414.61万公斤。他主持完成的“黄淮海中低产地区夏秋粮均衡增产综合技术研究”和“冬小麦精播高产栽培的理论与实践”在1987年和1992年分别获得国家科技进步二等奖。

  余松烈院士说:“山东农大人的精神应该是:自强不息、脚踏实地、一丝不苟、敢为人先、勇攀高峰、服务三农。”就是秉承这种精神,这个团队的老师们不懈攀登,探索创新出一项项成果,为保证我国的粮食安全作出了重要贡献。

  小麦育种专家孙兰珍教授利用我国独有的太谷核雄性不育小麦培育出鲁麦15号小麦品种,该品种在“九五”期间累计推广6750万亩,1995年“利用太谷核不育小麦基因培育早熟、高产、抗病鲁麦15号新品种”成果获国家科技进步二等奖。

  小麦育种专家李晴祺教授在上世纪七十年代创造了“矮孟牛”小麦新种质,利用“矮孟牛”已育成32个经省级或国家级审定的小麦品种,78个在生产上示范推广的优良新品系,96份衍生资源。育成品种(系)累计推广4亿多亩,增产小麦150多亿公斤。1997年,“冬小麦矮秆、多抗、高产新种质‘矮孟牛’的创造及其利用”荣获国家技术发明一等奖。

  虽然当年功勋卓著的老师们如今已经不在工作岗位上了,但他们那种心怀三农,无私奉献的精神却在这个团队新一代的老师心里打上了深深烙印。现在小麦育种与栽培团队的带头人是余松烈院士的学生、著名小麦专家于振文院士。他说:“我不仅要学习继承余老师的学术思想,更要和我们小麦栽培育种团队的成员一起,把余老师科技报国、服务三农的精神发扬光大。”

  目前这个团队共有骨干教师30名,党的十八大以来他们先后获得包括 “全国教育系统先进集体”等集体荣誉10余项,获 “全国师德标兵”“全国模范教师”“科技部中青年科技创新领军人才”“山东省高校优秀共产党员”等个人荣誉称号20余项。

  做好农业科研顶天立地的大文章

  于振文对记者说:“我们不能为写论文做研究,搞科研必须有明确的方向,要为生产服务,要围绕国家的战略需求攻坚克难。”

  山东农大流行一个词叫“顶天立地”。顶天,就是要出高水平的成果,争创国际国内一流水平;立地,就是科研成果要接地气,在生产上能发挥巨大作用。小麦育种与栽培团队就是一支“顶天立地”的科研团队。

  上世纪九十年代,我国的小麦生产在改善条件、提高产量之后,再创高产面临困难。于振文对小麦衰老的生理机制进行深入研究后认为,延缓小麦衰老、提高粒重是获得超高产的理论基础。根据这一理论,他带领课题组创建了以氮肥后移为关键技术的小麦超高产栽培技术模式。这一技术1998至2009年在鲁、豫、冀、皖、苏推广2.7亿亩,累计增产小麦100多亿公斤。他主持完成的“小麦衰老生理和超高产栽培理论与技术”获2001年国家科技进步二等奖,2005年被农业部确定为全国小麦生产主推技术,至今仍在全国主要麦区推广。2016年6月,山东莱州市小麦高产攻关田用烟农1221小麦品种、采用包括氮肥后移在内的多项栽培技术,创出了亩产825.5公斤的全国小麦高产纪录。

  于振文认为,搞科研要服务国家战略、要着力解决生产中的重大问题。上世纪九十年代,我国优质麦不高产品质不稳定的问题十分突出。于振文带领课题组深入探讨了小麦蛋白质、淀粉品质、粒重形成的生理机制,提出了品质和产量同步提高的有效措施,创建了优质强筋小麦无公害生产技术体系,运用这一技术使小麦获得优质的同时也能创高产。2002-2005年,该技术在黄淮海麦区累计推广1.4亿亩,增产39亿公斤。这一技术显著提高了我国优质强筋小麦的品质稳定性,增强了国产优质小麦的市场竞争力。于振文主持完成的“小麦品质生理和优质高产栽培理论与技术”成果2006年荣获国家科技进步二等奖,该技术2007年被农业部确定为农业生产主推技术。

  我国的小麦生产在产量提高之后,如何提升品种的品质和抗性,是当前育种研究的重点。田纪春教授从上世纪八十年代就进行高蛋白小麦品种的选育研究,他参与选育的高蛋白小麦新品种PH82-2-2是我国培育的第一个生产上应用的优质面包小麦品种,这项成果1993年获国家技术发明二等奖。此后田纪春一直潜心研究小麦品种的品质和抗性。2000年以来他带领科研团队先后培育8个小麦新品种。这些品种中有适应不同加工需要的优质强筋麦、中筋麦品种,还有满足高白度面粉加工需要的品种,为我国的优质小麦生产作出了重要贡献。

  为了将高产、优质、多抗等优势集于一身,田纪春带领科研团队在育种技术上进行探索。他们创建了获国家发明专利的“与常规育种结合的全程多位点标记辅助选择技术”,为聚合抗病、高产、优质等性状的新品种培育提供了技术支撑,并用这项技术选育出综合性状优异的山农20、、山农26、山农102等品种。其中山农20品种有四个突出特点:一是综合抗性突出,对严重危害小麦生产的白粉病、条锈病免疫,抗旱、抗盐碱能力也十分突出,曾在黄河三角洲的盐碱地上创出了亩产超千斤的高产;二是广适稳产,适宜7个冬小麦主产省种植,在高产水浇田、旱地和盐碱地均可大面积推广;三是产量高,2016年在山东、河南两省三个示范方创造了亩产超800公斤的高产;四是品质优,是优质中筋品种,被农业部评为蒸煮品质优良的小麦。由于在产量、抗性、品质等方面均表现出色,山农20成为农业部主导品种。该品种已连续四年年推广面积超1000万亩,是目前全国种植面积最大的三大品种之一。

  搞农业研究的都知道,育种是一项非常艰辛的工作,从品种杂交到品系选择、对比试验,一年到头忙个不停。培育一个生产上推广的新品种,至少要七八年时间,很多育种人忙碌一辈子没能培育出一个生产上叫得响的品种。但是,山东农大小麦育种专家们却从不计较个人的得失和名利,他们想的是如何培育出更好的品种为生产作贡献。李斯深教授近十年来培育的6个小麦新品种已经在生产上大面积推广,他参与完成的“小麦种质资源重要育种性状的评价与创新利用”课题2014年获国家科技进步二等奖。孔令让教授带领研究团队将山羊草、偃麦草、野生四倍体小麦等近缘物种的优异基因转移到普通小麦,选育鉴定出了100余份高抗赤霉病、白粉病、锈病及抗旱、耐逆且农艺性状优良的小麦新种质,为培育更多优良品种提供了支撑。

  随着生物技术的快速发展,分子生物学等基础理论研究对小麦遗传育种的影响日益突出,小麦育种栽培团队在这方面同样取得了骄人成绩。

  普通小麦属于自花授粉作物,由于遗传基础狭窄,致使高产杂交育种研究的难度非常大,寻找雄性不育遗传资源是攻克这个难关的首要问题。1972年在山西太谷县发现的“太谷核不育小麦”是我国独有的国宝级种质资源,其不育基因(国际基因代码Ms2)也属于“国宝级”基因,为确保我国对该基因的自主知识产权,国家倾注了大量人力和物力来克隆Ms2基因。小麦育种栽培团队付道林教授等经过8年时间潜心探索,成功克隆了Ms2基因,并对其机理进行了探讨。这项成果为将来实现小麦等作物的杂交制种创造了条件。

  把论文写在广袤的田野上

  “作为一名农业科技工作者,不仅要在理论和技术上创新,更要善于把成果用于实践,为生产发展作贡献,要把论文写在大地上。”这是于振文多年从事科研和技术推广工作的一个深刻体会。

  于振文1992年担任农业部小麦专家指导组成员,2003年被任命为农业部小麦专家指导组组长。二十多年来,他在完成教学科研任务的同时,把大量精力用于指导生产,和专家组其他成员一起,研究制定小麦生产技术方案,提出分类管理措施供各省参考。小麦的生长期是210多天,这期间雨、雪、风、寒、旱等各种复杂的气候因素多变,任何风吹草动都会对生产造成很大影响。在小麦生长的关键时期,于振文带领专家组奔波于豫、冀、鲁、苏、皖、鄂、晋等小麦主产区,深入田间地头查苗情、墒情、病情、虫情,及时发现灾害情况,准确提出补救措施和管理技术意见。

  2008年12月上旬,于振文在湖北、河南、安徽、江苏、山东调查中发现小麦旱情十分严重,部分地块出现死苗现象,他立即向农业部汇报旱情的严重性,同时提出黄淮海麦区打破常规提前一个月浇春季第一水的科学抗旱方案。这一情况得到党中央、国务院的高度重视,当时的胡锦涛总书记、温家宝总理都专门对抗旱保夏粮作出批示,国家及时调拨救灾资金。在各级政府积极组织下,抗旱工作取得明显成效,为2009年的夏粮增产奠定了基础。

  于振文不仅从技术上思考小麦的高产问题,还从宏观上研究如何促进全国小麦生产的发展。他认为,我国小麦主产区之间发展不平衡,这是当前制约我国小麦产业发展的首要障碍,要有针对性地分片治理,提高低产地区的小麦产量。

  于振文分析认为,目前我国小麦单产最高的区域是北部冬麦区和黄淮冬麦区的北部及中部。位于北纬35度至39度区域。但该区域降水偏少,地下水资源匮乏,严重限制了单产进一步提高。而北纬33度地区左右的江苏、安徽、河南、湖北、四川等省约有1亿亩麦田,占全国小麦种植面积的30%。由于栽培耕作粗放、生产技术水平低等原因,小麦单产较低,但这里光热资源丰富,降水量多,地下水位较高,提高单产有很大潜力。据此他认为,北纬33度地区在改变生产条件、培肥地力基础上,采用良种良法配套,大面积提高小麦产量是完全有可能的。于振文的建议得到国家有关部门的高度重视,农业部2008年启动“北纬33度地区小麦大面积增产关键技术研究”,希望通过该项目的研究与开发,促进北纬33度地区小麦生产水平的提高。根据2010年的统计,这个项目在上述5个省的216个县实施三年,小麦平均亩产比项目实施增加10.2%,共增产110.88亿公斤。

  农业部领导曾这样评价于振文和他领导的小麦专家组:“在领导面前,他是专家,为决策提供依据;在专家面前他是领导,专家组的工作及时、准确;在农民面前,他是技术员,他指导生产通俗易懂,农民愿意接受。小麦专家组为我国小麦连续增产,实现粮食恢复性增长的目标立了大功。”由于对小麦生产贡献突出,于振文2009年被农业部授予“第三届中华农业英才”荣誉称号。2012年被山东省政府授予“科技兴农功勋科学家”称号。

  2010年,于振文查出身患癌症,但病魔并没有压垮这位情系小麦生产的科学家。这些年他一边治疗一边坚持工作,每到小麦生长的关键时期,他还和往年一样奔波于各小麦产区,及时提出指导意见。他说:“小麦的产量、质量事关国计民生和社会稳定,我们农业科研人员肩负着重大使命和责任,要为生产当好参谋,为确保国家粮食安全尽职尽责。”

  在山东农大小麦栽培育种团队,无论是栽培学科还是育种学科的老师,大家都像于振文那样守望麦田、情系生产。近几年来,由于气候变化异常,冬春冻旱交叠、秋冬春连旱、后期高温干旱、倒春寒冻害、后期降水过多、高温逼熟等对小麦生产构成严峻威胁,王振林、贺明荣等专家,每到小麦生长的关键时期和灾害发生时都要深入各主产区田间地头实地考察,因地制宜提出促弱转壮、趋利避害、减灾稳产等方面的技术方案,举办各种技术讲座,做到技术跟人、措施进地,为确保小麦稳产增产作出了重要贡献。

  学以致用育英才

  作为高校教师,这个团队的老师们都肩负教书育人的神圣使命。他们在农业教育园地辛勤耕耘,探索出一条培养懂农业、爱农村、爱农民专业人才的有效途径。

  重视学生实践能力和创新能力培养,是山东农大鲜明的办学特色。小麦育种栽培团队所在的农学院完成的“实行教学、科研、生产三结合,建立适应经济建设需要的教学体制”教学成果,1993年获得国家级教学成果特等奖。二十多年来,团队的教师将“三结合”优良传统发扬光大,他们推行的“三田两地一课堂”实践教学模式,探索了培养农科人才的新路子。

  所谓“三田两地一课堂”,是指贯穿农学专业学生大学四年全过程的认知田、科研田、攻关田,课程教学基地、毕业实习基地,以及以科技创新项目为主的第二课堂。不同层次的实践环节有机衔接,使学生的实践创新能力和就业能力显著提升。

  为培养懂农业、爱农村、爱农民的人才,山东农大专门在新校区留出2000多亩地用于教学科研,学生出了教学区就可以到试验田参加各种实践活动。

  团队成员、农学院院长孔令让介绍说,农业大学培养学农爱农的人才,首先要让学生对农业产生兴趣,要熟悉农村、了解农民。为此,他们让一二年级学生种认知田,学生通过亲手种植各类作物和观察记载,了解作物生长习性,激发专业兴趣;科研田主要提供专业课教学材料和现场,学生可以在这里观察了解生产上推广的新品种、新技术,培养科研能力和实践动手能力;到了三年级,学生要种攻关田,小麦从播种到收获全部由自己管理,用学到的知识开展高产竞赛,重点培养综合运用知识、创新能力及协作精神。他们还建立了认知实习基地和毕业综合实习基地,让学生根据不同阶段的学校要求,到生产一线参观、实践。“一课堂”是指学生的第二课堂活动,结合专业学习开展创新创业课题立项、大学生创新创业训练计划等形式多样的创新创业活动。通过“三田两地一课堂”的实践教学模式,学生的实践创新能力有了很大提升。每年的高产攻关田竞赛,都有多个小组打出超500公斤的小麦高产。

  实践能力的培养同样贯穿在研究生的培养过程中,研究生不仅要在实验室里做试验,也要到生产实践中锻炼。小麦育种栽培团队在山东的龙口、桓台、兖州、滕州、汶上等小麦生产先进县市区建立试验基地,老师经常带领研究生在到基地与当地技术人员和农民一起研究高产高效栽培技术。于振文还在兖州市、临淄区农村建立了院士科研工作试验站,这里接上了互联网、配备有先进的科研设备。他要求研究生吃住在农村,深入了解农村、了解农民,有针对性地研究生产中的问题。他说:“生产实践是最好的实验室,农业科研一定要在生产一线设点,这样研究出的成果才能在生产中发挥作用。”

  2010—2014年,博士研究生满建国在兖州小孟镇史王村院士工作站进行4年的田间试验,研究小麦测墒补灌节水栽培技术的有关技术措施。满建国说:“4年的田间试验,熟悉了生产,提高了独立进行科研的能力。”2016年,满建国的博士论文《小麦测墒补灌技术及其生理特性的研究》被评为山东省优秀博士论文。

  得知小麦育种栽培团队被授予“黄大年式教师团队”称号,团队的教师们都感到十分自豪。于振文说:“党的十九大报告提出要确保国家粮食安全,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中,我们农业科技工作者使命光荣、责任重大。国家的需要就是我们团队的科研课题,创新小麦育种栽培科研成果,为人民群众提供充足和优质的粮食,是我们永恒的科研课题和使命。我们要像黄大年那样,把至诚报国的爱国情怀落实到教学科研工作中,不断钻研探索,创新更多优秀成果、培养更多优秀人才,为国家现代化建设、为满足人民群众对美好生活的向往作出更大贡献。”


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(责任编辑:田青(实习))
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