“人是鐵,飯是鋼”,這句樸素的俗語道出的是糧食安全這一永恒的時代命題。飯碗里的事,始終是民之關切、國之大事。如何讓中國人的這碗飯端得更穩、端得更好?這是中國科學院院士們始終心系的重大課題。
他們當中,有人向鹽堿地宣戰,讓貧瘠的土地煥發生機,變成“新糧倉”;有人深耕種業創新,用分子設計育種破解“卡脖子”難題,為糧食生產注入強勁動能;還有人聚焦草牧業發展,探索糧食生產與時代發展的適應特征,謀劃高質量發展的新空間。
從一粒良種到千頃良田,從一片牧場到萬家餐桌,他們把責任扛在肩上,把論文寫在祖國大地上,默默守望著老百姓的一日三餐——讓每個人吃得飽、吃得好、吃得健康。
向鹽堿地宣戰,喚醒沉睡的“糧倉”
中國以世界9%的耕地養活21%的人口,糧食安全的弦始終緊繃。
1984年,改革開放進入關鍵期。這一年起,我國糧食產量連續3年徘徊在8000億斤左右,3年間人口增長卻接近5000萬。如何解決老百姓的溫飽問題?
1987年,中國科學院院士、時任中國科學院副院長李振聲會同農業專家,經過3個月的調研后,向相關部門提出了農業科技“黃淮海戰役”——黃淮海中低產田治理方案。
為找到行之有效的典型方案,李振聲和調研團隊跑遍黃淮海地區。在河南封丘,調研團隊了解到,當地推廣中低產田治理措施后,給國家貢獻了更多糧食;在安徽蒙城,中低產田的治理成本也都得到了回報。這些實踐成果讓李振聲看到了中低產田治理的可能。
1988年2月,在時任中國科學院院長周光召的支持下,李振聲帶領400多名科技人員深入黃淮海地區,與地方科技人員合作開展了大面積中低產田治理工作。1993年,我國糧食年產量從8000億斤增長到9000億斤,其中,僅黃淮海地區就增產504.8億斤。
此后多次,每當我國糧食產量出現徘徊時,李振聲都及時敲響警鐘:“中國人多地少,糧食安全絕不能掉以輕心!”針對國際上有關“誰來養活中國”的質疑,他的回答擲地有聲:“答案只有一個,中國人自己養活自己!”
李振聲在麥田里。遺傳發育所供圖
2013年,82歲的李振聲向國家相關部門提議,組織實施“渤海糧倉科技示范工程”,對環渤海地區4000萬畝中低產田和1000萬畝鹽堿荒地進行治理。歷經5年攻關,實現環渤海地區增糧200多億斤,圓滿完成目標任務。
2020年,年近90歲的他又向國家提出建設“濱海草帶”的設想,以確保我國飼料糧安全。
“國家培養了我,我應該向國家作出回報。”“共和國勛章”獲得者、國家最高科學技術獎獲得者李振聲如是說,他始終把“讓中國人的飯碗牢牢端在自己手中”作為畢生追求。
如今,李振聲所在的中國科學院遺傳與發育生物學研究所,組建了“濱海草帶”青年突擊隊,集中所內十多個育種和養殖團隊的優勢科研力量開展攻關,選育耐鹽耐澇的牧草資源,讓鹽堿地繼續釋放新“產能”。
搶占“芯片”高地,打造農業發展新引擎
如果說耕地是糧食生產的“命根子”,種子就是農業的“芯片”。進入21世紀,中國農業從“吃飽”向“吃好”轉型,種業創新仍然是破題關鍵。
一粒種子可以改變一個世界。面對老百姓的消費新訴求,以及國際種業的激烈競爭,中國農業發展唯有不斷提升育種能力,才能培育出能夠滿足市場需求、具有競爭力的作物品種。
然而,傳統育種并不知道哪個基因控制哪個性狀,只能依靠經驗,通過一代代雜交選育出新品種。這使得育種周期往往長達8到10年,且品種間遺傳多樣性狹窄,越來越難選育出有突破性的優異品種。
中國科學院院士李家洋多次牽頭向相關部門提出咨詢報告,建議加強種業科技創新,構建國家種業科技創新體系,加快實現高水平種業科技自立自強。
為了推動種業創新,他率先提出“分子設計”育種的理念:“像設計工業產品一樣,通過把高產、優質、抗逆的基因模塊‘組裝’起來,‘設計’出理想的種子。”
這一理念讓中國育種從“經驗”走向“設計”,也將中國的育種技術理念推向了世界前沿。
如今,從東北稻區到長江中下游稻區,李家洋帶領團隊“精準設計”的40多個水稻新品種已播撒到我國數千萬畝稻田。
李家洋在江西省上高縣早粳稻試驗田。馮麗妃攝
分子設計育種還推動了我國育種技術的跨越式發展,為我國生物育種提供了先導性、系統性解決方案。例如,截至2019年,依托中國科學院戰略性先導科技專項(A類)“分子模塊設計育種創新體系”,來自全國20多家研究單位的200多名科學家采取分子模塊設計育種這種新手段,創制了水稻、大豆、小麥、鯉魚新品系200個,審定新品種27個,并在主產區大面積推廣。2025年,中國科學院戰略性先導科技專項(A類)“種子精準設計與創造”實施五年再獲豐碩成果,共育成37個“一增二減”(增產提質、減投提效、減損促穩)先導型品種,在全國主要農業生產區累計推廣6521萬畝。
“分子模塊設計育種作為一項未來育種技術,不僅能讓種子更高產,還能將特殊的優異基因組合起來,定制種子的營養、香味甚至顏色。”李家洋在接受《中國科學報》采訪時曾介紹說,比如設計具有高鋅、高鈣等特殊營養價值的大米,實現營養補給;定制高抗性淀粉大米,從膳食源頭預防糖尿病;去掉扁豆里的毒性豆蛋白基因,讓扁豆無需久煮就能安心食用。
2025年中央一號文件再次強調,深入實施種業振興行動。未來需要怎樣的種子?好種子如何“煉成”?“未來種業”路在何方?
“智能作物的智能培育,是農業科技競爭的制高點。”李家洋在今年3月于海南舉行的2025種子大會暨南繁硅谷論壇上再次前瞻性地指出。
他解釋說,所謂智能作物的智能培育,是指通過發展和使用智能的技術培育智能的品種,從而能夠自主應對環境變化,實現“兩增兩減”的育種目標——增加糧食產量,增強食物食味與營養品質;減少化肥農藥等農業資源的使用,減少自然災害損失。
不過,李家洋表示,新的育種體系需要生物技術與信息技術融合,需要建立跨領域的合作模式與機制,因此想要真正實現“智能品種智能培育”的設想,仍需多方面的努力。
如今,擔任崖州灣國家實驗室主任的李家洋正在推動國家級種業平臺建設,致力于打造智能育種體系。實驗室給他分的大辦公室他不去用,反而把辦公用品一股腦地搬到了緊挨著實驗室的一間小房間內,因為距離課題組近。“我們要緊盯農業科技前沿,攻克關鍵核心技術難題,把飯碗牢牢端在自己手中。”李家洋在接受《中國科學報》采訪時曾說。
構建“大糧倉”,草牧業繪就綠色未來
隨著中國經濟社會蓬勃發展,過去十余年,我國居民膳食結構發生顯著變化,肉蛋奶等動物蛋白食品的需求激增,飼草糧安全面臨挑戰,發展畜牧業的傳統觀念難以為繼。
“我國是全球畜牧業第一大國,也是飼料糧需求第一大國。一直以來,我國商業化生產飼草的種源嚴重依賴進口,飼料安全成為影響我國糧食安全的關鍵。”中國科學院院士種康在接受《中國科學報》采訪時曾說。
為了解決飼料糧短缺的問題,種康所在的中國科學院植物研究所(以下簡稱植物所)從2010年起就開始謀劃解決之道。
彼時,時任植物所所長、中國科學院院士方精云在調研時發現,由于不合理利用,我國約90%的北方草原出現退化,載畜量不斷下降,飼料糧依賴進口,生態與經濟矛盾突出。
如何解決這一問題?方精云萌生出一個想法:將草地研究與產業需求結合,探索一條兼顧生態保護與經濟發展的新路徑。他帶領團隊向國家相關部門提出“生態草業特區”的構想,并大膽設想“在草原地區建立一個類似深圳特區的改革試驗區”。
在中國科學院的支持下,植物所基于在內蒙古的9個野外臺站開始嘗試改革試驗,將天然草地、人工種草、現代化畜牧與生態旅游進行整合,探索牧區發展新模式。
2014年是關鍵的轉折期。經過多年基礎研究和小面積試驗示范后,方精云帶領團隊向國務院提交咨詢報告,正式提出“草牧業”概念——通過天然草地管理、人工種草獲取飼草,經加工后用于畜牧養殖,形成“種草-制草-養畜”的一體化新型生產體系。
長期以來,我國畜牧業存在草畜“兩張皮”的困境——種草與養畜兩個環節相互脫節,未能形成緊密的產業關聯,導致草畜供需失衡。與傳統畜牧業相比,“草牧業”突出人工種草、重視草產品加工(保障跨區域、跨季節供應),強調規模化與生態化,旨在構建生態與經濟雙贏的草-畜體系。
這一理念得到了相關部門的肯定。2015年,中央一號文件首次寫入“加快發展草牧業”,使其從學術探索上升為國家戰略。
“理論走得再遠,沒有實踐就是空中樓閣。”方精云說。2015年3月,植物所牽頭與呼倫貝爾農墾集團合作,正式啟動呼倫貝爾生態草牧業試驗區建設項目。
2020年,中國科學院戰略性先導科技專項(A類)“創建生態草牧業科技體系”運行,試驗規模再次擴大。該專項以植物所為依托,集聚60多家單位的科研骨干,圍繞生態草牧業開展系統集成性研究,在內蒙古呼倫貝爾、山東黃河三角洲農高區、云南昭通市設置3個示范點,以期打造生態草牧業產業鏈科技支撐體系與綠色發展模式,形成成套技術解決方案,推動當地及全國草牧業高質量發展。
種康(左一)、方精云(左二)等在內蒙古哈達圖農牧場考察。馮麗妃攝
如今,生態草牧業理念經過10年實踐,已經形成了一套“種草、制草、養畜”的全產業鏈科技研發創新鏈條,并為示范區繪制了一張保護糧食安全、服務生態文明的草原“大糧倉”路線圖。
“草牧業是科技與產業的深度融合。”種康說,下一步,草牧業發展仍需從單項技術走向系統集成,大力促進科技成果轉化推廣,讓科研成果真正走出實驗室,把科技成果轉變成實實在在的效益。
為此,種康仍在不遺余力地推動草牧業基礎研究。去年,在他與領域專家的推動下,國家自然科學基金委專門啟動飼草基礎生物學專項,依托飼草和牧草全國重點實驗室,為飼草基礎研究知識的積累提供動力。同時,他還與多位院士專家向中國科學院學部提交咨詢報告,建議加速發展鹽堿地草牧業,保障國家飼料糧安全,大力推廣“以種適地”模式,以科技創新加速發展鹽堿地草牧業,有力保障國家飼料糧安全。
“雖然我國作物育種技術較為先進,但飼草產業鏈仍存在不足,種子企業不夠發達,商業化育種體系相對落后。”種康說。他希望基于飼草基礎生物學知識和分子設計育種理念,升級換代育種體系,加快培育新型優質飼草,擺脫飼草種源過度依賴進口的局面,牢牢端好中國人的“飯碗”。
“讓草原更綠、牛羊更壯、牧民更富、糧食更安,這就是我們的初心。”種康說,他希望用科技之力為我國草牧業高質量發展提供更多支撐。
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