挑战权威的“袁疯子”
国际上的许多专家经过多年探索,都在杂交水稻面前碰了壁,他们得出结论:自花授粉作物,自交不退化,杂交无优势。像水稻这样一朵花只结一粒种子的“单颖果植物”,就算利用杂交优势,必然制种困难,无法应用于大规模生产。
杂交水稻研究,是世界公认的农业科学领域中的“歌德巴赫猜想”。
但是,袁隆平认定的事情,一万匹马也拉不回来。
经过精心设计,攻克杂交水稻难题的蓝图在他脑子里渐渐清晰起来:第一步,寻找天然的雄性不育株,杂交高粱的研究也是从雄性不育株开始的,他由此断定,水稻也可能存在天然的雄性不育株。这一步是培育不育系的基础;第二步,筛选和培育保持系,必须寻找和培育出一种和雄性不育系杂交,使其后代永远能保持雄性不育的性状,以解决雄性不育系传宗接代的问题;第三步,筛选和培育恢复系,还要寻找和培育一种和雄性不育系杂交,使它们的杂种第一代恢复雄性可育的能力,能自交结实,只要它们的优势强,就可以用于大田生产。寻找和培育出了符合生产要求的“三系”以后,利用三系进行循环杂交,就能完成不育系繁殖,杂交稻制种和大田生产。
这就是袁隆平轰动世界的“三系法”技术路线。
按照这个思路,首先就要在大自然中找到天然的水稻雄性不育株,作为新的育种材料。怎样才能找到天然雄性不育株?袁隆平从没见过,中外资料上也从来没有报道和介绍过,要在成千上万亩稻田里找到这么一株特殊的稻穗,无异于大海捞针。
偏偏这个袁隆平走进了稻田的茫茫绿海,下决心一定要把它找出来。
苍天不负有心人。1964年7月5日,是他寻找“不育”稻株的第16天。他来到一块“洞庭早籼”田,把全部注意力集中到正在开花和刚开过花的稻穗花药上,突然,他的目光在一株雄花花药不开裂、性状奇特的植株上停住了:“啊,这不是退化了的雄蕊吗?”10多天来,还是第一次见到这样的雄蕊植株。他马上将这“洞庭早籼”天然雄性不育株用布条加以标记,两三天内反复观察,并采集花药进行镜检,进一步证实了这是一株天然雄性不育株。
这一重大发现,大大加快了研究杂交水稻的进程,袁隆平也成为中国发现水稻天然雄性不育株的第一人。
1965年秋冬之际的那些日子,他走路、吃饭、睡觉都在想着他的“三系”配套,整天像走火入魔似的,嘴里念念有词,抽烟时,将烟灰掸进了茶杯里;穿衣服的时候,把上面的钮扣扣到下面的扣缝里。学校的同事们私下小声议论:“袁老师是不是快疯了?”
1966年2月28日,中国科学院主办的《科学通报》第17卷第4期发表了倾注了袁隆平全部心血的论文《水稻的雄性不孕性》。这是国内外第一篇论述水稻的雄性不育性的论文,也是人类第一次发现并用文字表达水稻的这一生殖病态特征,指出了它巨大的利用价值,标志着我国的杂交水稻研究迈开了坚实的第一步。
“过五关”终结硕果
经过8年历经磨难的“过五关”(提高雄性不育率关、三系配套关、育性稳定关、杂交优势关、繁殖制种关),到1974年配制种子成功,并组织了优势鉴定。1975年又在湖南省委、省政府的支持下,获大面积制种成功,为次年大面积推广作好了种子准备,使袁隆平的研究成果进入大面积推广阶段。
1975年冬,国务院作出了迅速扩大试种和大量推广杂交水稻的决定,国家投入了大量人力、物力、财力,一年三代地进行繁殖制种,以最快的速度推广。
1976年定点示范208万亩,在全国范围开始应用于生产,到1988年全国杂交稻面积1.94亿亩,占水稻面积的39.6%,而总产量占18.5%。10年全国累计种植杂交稻面积12.56亿亩,累计增产稻谷1000亿公斤以上,增加总产值280亿元,取得了巨大的经济效益和社会效益。
随着杂交水稻的培育成功和在全国大面积推广,袁隆平名声大震,但他并没有因此止步不前。20世纪80年代初期,面对世界性的饥荒,袁隆平心中再一次萌发了一个惊人的设想,大胆提出了杂交水稻超高产育种的课题,试图解决更大范围内的饥饿问题。
袁隆平凭着丰富的想象、敏锐的直觉和大胆的创造精神,认真总结了百年农作物育种史和20年“三系杂交稻”育种经验,以及他所掌握的丰富的育种材料,于1987年提出了“杂交水稻育种的战略设想”,高瞻远瞩地设想了杂交水稻的二个战略发展阶段,即三系法为主的器种间杂种优势利用;两系法为主的籼粳亚种杂种优势利用;一系法为主的远缘杂种优势利用。
这是袁隆平杂交水稻理论发展的又一座新高峰。
1987年,两系法研究被列为国家“863”计划项目,袁隆平出任责任专家,主持全国16个单位协作攻关。1995年,两系法杂交水稻大面积生产应用,到2000年全国累计推广面积达5000万亩,平均产量比三系增长5%-10%。
当全国农业界的兴奋还没有离开两系法,袁隆平又提出了更高的奋斗目标——研究超级杂交稻。把塑造优良的株叶型与杂种优势有机结合起来,提出了旨在提高光合作用效率的超高产杂交水稻选育技术路线,即常规育种与分子育种向结合,并运用高技术优化杂交稻的米质,据了解,目前超级杂交稻部分已达到国家一级优质米、大部分已达到国家二级优质米的标准。
1998年,这一项目受到国务院总理朱镕基的高度重视,获总理基金1000万元资助。同时,也列入国家“863”计划。经过5年的攻关,终于在2000年达到了农业部制定的第一期目标,共有数十个百亩片和数个千亩片亩产700公斤以上。2004年,达到800公斤,提前一年实现二期目标。
50年过后风轻云淡
袁隆平算了一笔账:“中国的粮食安全线是4.7亿吨,全国4.5亿亩的水稻种植面积,如果每年推广种超级稻1亿亩,每亩就算增产150公斤的话,一年就可以增产150亿公斤呐。这相当中国一个中等省的全年的粮食产量,可以供养4000万人口哩!到2010年实现超级杂交稻的第三期的目标,大面积示范亩产达到900公斤,实现超级杂交稻的大面积应用,进而实现‘种三产四’,即种三亩田产生四亩的粮食,计划在5年内,节省土地2000万亩,为农民致富创造条件,同时也保证了中国的粮食安全。”
他也为世界算了一笔账:“从1979年中国的杂交稻种子在美国的土地上开花结果,直到今天,中国的杂交稻已在世界上五大洲30多个国家和地区进行研究和推广,种植面积达到150万公顷。”袁隆平满怀信心地说,如果国外的推广面积达到1500万公顷,以每公顷增产2吨稻米计算,就能实现总增产3000万吨,真正造福全人类。
这样的袁隆平赢得了全世界的尊重。
满载着袁隆平的梦想与希望,杂交水稻在中国和世界的大地上播种和收获,创造着一个个神话般的厅迹。
世界杰出的农业经济学家唐·帕尔伯格写了一部名著,叫《走向丰衣足食的世界》书中写到“袁隆平为中国赢得了宝贵的时间,他增产的粮食实质上降低了人中增长率。他在农业科学的成就击败了饥饿的威胁。他正引导我们走向一个丰衣足食的世界。”
现在,已有20多个国家引种杂交稻,联合国粮农组织把在全球范转内推广杂交稻技术作为一项战略计划,90年代以来专门立项支持在世界一些产稻国家发展杂交水稻。袁隆平受聘为联合国粮农组织的首席顾问,这些年他每年都出国指导,还派出了许多专家担任顾问,多次赴印度、越南、缅甸、孟加拉等国指导,并为这些国家培训技术专家。
2001年2月19日上午,党中央、国务院在北京人民大会堂隆重召开国家科学技术奖励大会。大会授予湖南杂交水稻研究中心研究员、中国工程院院士袁隆平2000年度国家最高科学技术奖。表彰袁隆平院士突破经典遗传理论的禁区,提出水稻杂交新理论,实现了水稻育种的历史性突破。现在我国杂交水稻的优良品种已占全国水稻种植面积的50%,平均增产20%。从推广种植杂交水稻以来,已累计增产稻谷3500亿公斤,产生了巨大的经济和社会效益。
在鲜花和掌声中,71岁的中国工程院院士、湖南杂交水稻研究中心主任袁隆平从江泽民主席手中接过了奖状和证书。这是中国政府首次以国家名义对为科学技术发展作出杰出贡献的科学家给予最高荣誉奖励,奖金500万元。
2007年4月29日,77岁的袁隆平飞抵万里之外的大洋彼岸的华盛顿,就任美国科学院外籍院士。出发前,他的腰痛又犯了,“为了中国人的荣誉,我无论如何也要去美国!”忍住剧痛,准时登机。
前者是党和人民的赞誉褒奖,后者是国际学界的由衷敬佩。这位具有湖湘文化浓重传奇色彩的老人,举止之间,人淡如菊。
采访中,袁隆平很风趣地说:“老骥伏枥,壮心不已,我现在是77岁的年龄,50岁的身体,30岁的心理,20岁的肌肉。我想再研究10年,一系法杂交稻肯定能成功,中国人完全有能力解决自己的吃饭问题!”