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谷子香里说丰年——记张家口市农科院总农艺师赵治海

2017-07-05 17:18:22 丨 文章来源:中国网


2017年春节,赵治海研究员和他的4位团队成员又一次在留守的海南育种基地度过。为了提高工作效率,他们在冬季把杂交谷子实验室放到了海南。

张家口市农科院谷子研究所所长赵治海投身谷子育种事业已超过三十年,选育成功谷子杂交种,取得了一系列重大成果。在科研领域的突出成就,为其赢得了“南有袁隆平,北有赵治海”的美誉。

2017年2月5日,中央一号文件发布,自2004年以来第14次聚焦“三农”。农业供给侧结构性改革成为新主线。

谷子在我国有8700多年的栽培历史,是我国北方地区广泛种植的传统粮食作物。杂交谷子靠天然降水增产粮食,适合在降水300-400毫米的干旱半干旱地区种植。在水资源日益紧缺的当前有着广阔的应用前景。建国初期我国谷子种植面积1.5亿亩,然而由于产量低,种植面积逐年下降到现在的0.2亿亩左右。赵治海研究员团队的研究,结束了谷子作为低产作物的历史,在未来中国和世界粮食的稳产、增产中,可谓是“广阔天地,大有可为”。


赵治海工作照


一生的事业

今年59岁的赵治海研究员是我国著名杂交谷子育种专家,第十一、十二届全国人大代表,现任河北省科协副主席、张家口市农科院总农艺师、谷子研究所所长、河北省杂交谷子工程技术研究中心主任、国家谷子糜子现代产业技术体系岗位专家。

1982年他以优异成绩从河北农业大学毕业时,毅然放弃了留校或到省直单位工作的机会,来到了河北省张家口市,进入坝下农科所工作。从那时候起,他就把杂交谷子选育作为了一生的事业。

在赵治海心目中,谷子是与人民的温饱和乡亲们致富的希望联系在一起的。“特别是张家口地区,由于地处干旱贫瘠的塞外,谷子更是世世代代农民赖以生存的主要作物。”他说。因此,当单位领导把研制谷子杂交种、提高谷子产量的任务交到他手上的时候,他深深感到了肩上沉甸甸的责任。

谷子不育系的培育和高产杂交选育是一项世界性难题。我国早在上世纪六十年代初期就组成了攻关组,共有20多个省市的30多个单位参加研究。当时,人们普遍采用的方法是套用水稻的“三系法”,但一直没有突破,都以失败告终或被迫退出研究。然而,出于对脚下这片土地深挚的热爱和对农民最朴实的情感,带着提高谷子产量、富裕种谷农民的强烈愿望,赵治海发起了向世界性难题的挑战。

 

谷子作为低产作物的历史结束

众所周知,农业科研周期漫长,一个优良品种的诞生,往往需要对成千上万个种质材料进行选配、杂交、组合,还要经过几代的筛选、考验、培育,困难和挫折不可避免。经历了无数次失败后,赵治海果断抛开国内已沿用20多年的传统研究方法,独辟蹊径,大胆创新,应用光(温)敏两系法,并由此攻克了谷子杂优利用的一系列技术难题,为谷子杂种优势利用开辟了新道路,填补了世界空白,实现了作物杂种优势利用的重大突破。

说易做难。挑战这项世界难题,赵治海几乎放弃了所有休假。在工作的30多年里,他甚至没有请过一天的病假。因为在他心目中,没有什么能比杂交谷子研究事业还重要。哪怕屡受打击,他却矢志不渝。

1994年,多年汗水浇灌出来的成果终于到了收获的时刻。就在这一年,谷子光温敏型雄性不育系“821”终于选育研制成功了!这一成果达到了国际领先水平,并为选育光温敏两系谷子杂交种奠定了基础。1998年,他又完成了谷子光敏核不育育性转换机理研究,达到国际领先水平,从理论上破译了谷子光温敏核不育的育性遗传机制、育性变化与光周期温度的关系。

在此后十余载努力下,2000年,世界上第一个谷子光(温)敏两系杂交种“张杂谷1号”诞生了!“张杂1号”比常规谷种增产30%以上,最高亩产突破了1200斤!在成果鉴定会上,农业部聘请的专家评价其为“谷子杂种优势利用领域的一次重大突破”,创造了谷子杂交种研究史上的奇迹。2004年,世界上第一个谷子抗除草剂杂交种“张杂谷2号”选育成功,标志着谷子杂交种真正走向生产实际,谷子生产领域从此进入种子杂交化时代。

赵治海的杂交谷子科研成果已经成为河北省乃至全国农业科研领域的一个亮点,先后获得国家科技进步二等奖、何梁何利基金科学技术进步奖农学奖、河北省科技进步一等奖、河北省科学技术突出贡献奖等20多项各级科技奖励。

近年来,以基因测序为基础的分子育种技术飞速发展,为弥补杂交谷子基础研究的薄弱环节,赵治海又带领他的科研团队通过与华大基因研究院、华中农业大学等多家国内高科技企业合作,以选育亩产1000公斤超级杂交谷子为重点,开展了“张杂谷3号”的重组自交系基因分析,张杂谷谷子代谢组检测与分析、相关基因定位与关联分析等多项谷子杂种优势分子生物学研究,把杂交谷子从常规选育提升到分子辅助育种。还开展了远缘杂种优势利用、转基因应用技术研究以及杂种优势机理研究,从而继续保持了我国杂交谷子研发在国际上的领先地位。

杂交谷子和常规谷子对比

 

助力粮食增产20亿多斤

赵治海并不曾满足于此。他注意到,“张杂谷”系列杂交种培育出来以后,并没有大面积推广,原因是成本太高。按照当时杂交种制种方法,每亩只能产20多斤谷种,而一斤谷种光生产成本就要七八十元。为了让农民能够种得起张杂谷,必须提高制种产量,经过不断试验和艰辛探索,终于使杂交种制种产量从每亩40斤提高到300斤,张杂谷从此走向实用化和产业化。

如今,已有13个张杂谷系列品种通过国家或省市鉴定,逐步形成了不同适播区(春、夏播)、不同适播类型(水、旱地)的品种配套格局,建立了张杂谷系列标准化技术体系。目前张杂谷已覆盖了我国北方十一个省市,累计种植2000多万亩,增产粮食20亿多斤。

为了加快张杂谷推广进程,赵治海多方奔走,探索张杂谷产业化发展模式。在他的积极推动下,建立了以科研为基础,以农业部育繁推一体化企业河北巡天农业科技有限责任公司为主,与全国各地200多家代理商组成了张杂谷示范推广服务体系,通过“科研+企业+农户”的方式,统一制种,统一包装,统一销售,统一技术服务。

随着杂交谷子面积的逐步扩大,也出现了新问题,谷贱伤农时有发生。赵治海敏锐地认识到不解决谷子的消费问题,不建立完整的谷子产业链条,杂交谷子就不可能大幅度扩大种植面积。于是,近年来他联合国内科研院所及相关企业,在谷子营养与人类健康、谷子高附加值深加工产品开发和谷子饲草饲料研发等方面开展了大量工作,取得了新的进展,发掘了谷子新功能、新用途,未来谷子产业发展前景广阔。

“推广张杂谷,效益是综合的。”赵治海说。

首先,有利于粮食安全。赵治海介绍,张杂谷亩产比常规谷子增产30%以上。2009年,张家口市发生五十年一遇的干旱,全市20万亩“张杂谷”平均亩产151.8公斤,比粮食作物(平均亩产116.3公斤)增产30.5%,比常规谷子(平均亩产44.1公斤)增产244.2%。2013年,在甘肃敦煌年平均降水39mm的条件下,张杂谷的根系可以伸展到1.6m,而常规谷子只有1.2m,“张杂谷3号”亩产305公斤,而对照常规谷子亩产只有143公斤。

“种植谷子的地块一般较瘠薄,种植其它作物产量很低,而种植张杂谷可以高产稳产,近几年张杂谷在各地种植数据表明,在贫瘠的旱薄地上可以稳产400公斤/亩,超过了我国现有耕地的粮食平均产量水平(包括水地),是对我国粮食安全的有力补充。”赵治海欣慰地表示。

其次,有利于生态安全。我国是最大的贫水国,人均水资源仅为世界平均水平的1/4。张杂谷具有抗旱耐瘠的特点,是低耗水、低耗肥的环境友好型作物。如果全国张杂谷推广面积达到1亿亩,在增产增效同时,每年还将节水100亿立方米。面对中国日益突出的水资源短缺问题,大力推广张杂谷具有巨大的生态效益。

第三,谷草营养价值高,有利于促进我国畜牧养殖业的发展。经过农业部饲料检测中心分析化验,腊熟期“张杂谷”不同品种的植株粗蛋白含量为12-15%,成熟后的秸秆粗蛋白含量为6.7%。营养价值接近豆科牧草,但产量显著优于苜蓿,远高于其他禾本科作物。因此张杂谷完全可以作为一个饲草产业来发展。

丘陵旱地杂交谷子丰收在望

 

援非重要农业项目

据了解,这些年在国家和河北省政府积极推动下,张杂谷已走出国门,在非洲埃塞俄比亚、乌干达等国家种植成功,平均亩产300公斤左右,比当地主栽作物增产1-2倍,深受欢迎,并引起了联合国粮农组织的重视。

2009年,时任粮农组织总干事雅克·迪乌夫专程到中国考察了张杂谷,表示:“你们研究的张杂谷提高了谷子的产量和质量,这对中国和世界的粮食安全是非常重要的”,并建议中国成立一个“国际杂交谷子培训中心”,将张杂谷作为“南南合作”核心项目向全球推广。2010年,在墨西哥举办的世界饲料与食品安全大会上,赵治海作为唯一一个中国代表作了题为《走向世界的杂交谷子》的发言,那是张杂谷研究成果在国际会议上的首次亮相。2011年,其品种E7和E10通过埃塞国家品种委员会的注册。2015年,相关成果分别在埃塞俄比亚和尼日利亚建立中非杂交谷子研究中心,在纳米比亚大学、尼日利亚苏克托大学、埃塞俄比亚农科院、乌干达农科院、苏丹农业技术研究院等多家大学和科研单位进行了学术交流;与苏丹国家农业研究院签订了合作协议。赵治海还率队借助产学研合作,同中地海外集团、中江集团、山东外经、泛达集团开展合作,探索在国外的杂交谷子推广模式。目前杂交谷子已经在非洲9个国家试验示范成功,成为我国农业“走出去”的新亮点。

如今,张杂谷已成为继杂交水稻之后,我国又一项在国际上确立优势地位的农业科技成果。

一份耕耘,一份收获。这些年来,赵治海扎根科研、不断创新,奉献了自己几十年的青春与汗水,最终凭借在杂交谷子研究中所做出的突出贡献,获得了各种荣誉的肯定。2000年他被国家科技部、中国科学院、中国科协评为“科技扶贫先进个人”;2001年被授予河北省五一劳动奖章;入选2005年度河北省十大新闻人物,农业部星火计划先进个人;2006年被授予全国五一劳动奖章,同年被评为“全国优秀党务工作者”;2009年当选河北省“新中国成立六十周年河北英模六十人”,河北省劳模协会理事;2010年被评为全国先进工作者;2012年张家口农科院杂交谷子研究团队被河北省委省政府命名为“巨人计划”创新创业团队,赵治海被命名为领军人才;2016年赵治海当选为河北省科协副主席。

为有牺牲多壮志,敢教日月换新天。这些年,赵治海和他的团队“小伙伴们”每年都要往返张家口和海南,像候鸟一样来回迁徙,研究到紧要关头时,他们的除夕和初一就在谷子地里过。与家人聚少离多,田间地头的风吹日晒,他们早已习惯。他们的付出,他们的坚守,为的是开辟“喜看稻菽千重浪”的农业新气象。赵治海说:“生命就是奋斗,人生就是考验,人的一生应为人类做点什么、留点什么。我希望在我的有生之年,让中国的张杂谷走向世界。”