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            中国工程院院士 旱区作物逆境生物学国家重点实验室主任康振生:我们防住了近10年来最严重的小麦条锈病

            2020-09-27 08:16 | 作者: 新华社《瞭望》新闻周刊 | 标签: 康振生

             ◇康振生的科研成果每年使我国小麦避免减产20多亿公斤,并在2012年摘得国家科技进步奖一等奖

            ◇从事农业研究,必须要有一股能吃苦、能奉献、接地气、坐得住冷板凳的精神

            ◇条锈病研究为什么在国际上能有今天的地位,就是因为我们做了70多年、几代人接续奋斗

            ◇把论文写在大地上,通俗来讲,就是要解决生产中的问题,满足国家需求。对农业科技工作者而言,研究课题要来源于生产,成果必须回到生产中去

            今年,我国遭遇近十年来程度最重的一次小麦条锈病。

            该病有“小麦癌症”之称,是世界小麦生产的主要公敌之一。条锈病也是我国大区间典型远程气流传播流行的小麦病害,具有发生区域广、流行速率快、危害损失大的特点。

            面对条锈病重发态势,从1月起,中国工程院院士、西北农林科技大学教授康振生就带领团队,赴陕西宝鸡、四川绵阳和河南南阳等地开展病虫害普查,提前2个月发出条锈病大流行预警。

            康振生向有关部门提出的“春病冬治、控前压后;控西保东、打点保面”防治策略,为战胜此次条锈病作出突出贡献。

            康振生已经在我国小麦条锈病菌源基地——西北“越夏易变区”坚守近40年。他回答了我国小麦条锈病致病菌从哪里来、到哪里去,如何致病、如何变异、如何防控等一系列问题。其科研成果每年避免我国小麦减产20多亿公斤,并在2012年摘得国家科技进步奖一等奖。

            2010年起,通过数千份样本采集、上万次实验研究,康振生团队发现,有性生殖是我国条锈菌致病性变异的主要途径。而小麦条锈菌正是在广泛分布于西北山区的野生小檗上“生儿育女”,从而使“下一代”发生变异,影响原有抗病材料发挥作用的。

            2017年8月,这项研究成果在国际顶级学术期刊《植物病理学年评》发布,受到国际同行广泛关注。

            围绕今年小麦条锈病防控的严峻形势、相关研究进展等问题,本刊记者采访了康振生。

            小麦主产区“有病无灾”背后

            《瞭望》:今年我国小麦主产区遭遇近十年来最严重的条锈病,最终却迎来夏粮丰收季,成功逆转的关键何在?

            康振生:条锈病是大区流行病害,条锈菌每年夏季在西北“越夏”,冬季随风传到湖北、陕西、四川等地,来年3月再传到江苏、河南、山东、安徽等小麦主产区,其根源在西北、危害在全国。

            今年条锈病越冬的菌源基数比较大,发生范围比较广。年初的暖冬、春季的雨水条件等都有利于条锈病发展,今年的病害比常年早了20天到一个月。以陕西省小麦主产区关中地区为例,过去秋季发生侵染后,病原菌就在小麦叶片里越冬休眠了。但今年病原菌没有休眠,依然在生长蔓延。

            对此,在总体防控上,我们坚持全国一盘棋,根据病害流行程度、病害到达地点和时间,在不同阶段开展针对性阻击战,筑起了一道道防线,既?;ち烁鞯?,也?;ち斯愦笾鞑?,保障了国家粮食安全。

            在防控中,我们的产学研结合发挥作用比较突出。各级政府、科研单位、基层农技推广部门协作沟通配合得当,形成了很好的技术防治方案。以陕西为例,尽管有疫情,我们还是一直在田间地头跑,并根据实际情况,提出“控前压后、控西保东”方案,即在早期菌源基数小的情况下抓紧控制,把病害严重的西部地区控制住,为东部赢得时间。在全国范围内,我们提出要把湖北西北部、河南南部、陕南、四川等冬繁区控制好,确保春季流行区的山东、河南等主产区的安全。

            今年因为疫情,基层农技推广部门在广泛宣传、充分发动群众的同时,大规模采用现代防控设备。无人机、自走式防控机械的使用、新型农业社会化服务组织到一线抗病,都对条锈病防治起到重要作用。

            比如陕西,今年小麦条锈病防治效果在90%以上,即发病范围内90%的病害得到控制,损失率2.8%,挽回损失62.3万吨。如果防控得不好,可能损失是15%。全国形势也是如此。

            因此,今夏小麦最终获得丰收,概括来讲,就是中央高度重视、科研人员测报准确、防控方案科学,各地充分发动了群众、措施有力。这一仗能打赢,也充分体现出我们的制度优势。

            《瞭望》:条锈病被称为“小麦癌症”,是世界小麦生产的主要公敌之一。目前我国小麦种植面积有多少?条锈病造成的小麦减产占比有多高?

            康振生:条锈病是气传性病害,病菌不耐高温,夏季主要在西北地区海拔1500米以上的山上生长,到了秋冬季,就被吹了过来。它是流行性、暴发性病害,一个叶片上可能有成千上万个孢子,可以使小麦叶片枯死。在4月底5月初,会造成小麦叶片表面破裂,使之失水、干枯。

            如不及时防控条锈病,小麦产量损失一般在10%至30%之间,重病田块甚至会达到50%。因此新中国成立以来,党中央、国务院一直十分重视小麦条锈病防控。早在1964年,周恩来总理就提出要像对付人类疾病一样来抓小麦条锈病防控工作。

            我国近年来小麦种植面积稳定在4亿亩左右,今年条锈病发病面积大约6000万亩,但发病面积不等于危害面积。经过科学防控,病害是可以得到控制的。以今年为例,由于措施有力,就达到了“可防可控、有病无灾”的状态。

            求索“小麦癌症”

            《瞭望》:小麦条锈病的致病机理是什么?近几十年来,我国小麦条锈病研究有哪些进展和突破?

            康振生:几十年来,我国一代代科学家不懈研究、辛勤工作,奠定了小麦条锈病的科研基础。

            我的老师李振岐院士、陕西省农科院的刘汉文研究员等老一辈科学家,早在上世纪50年代就骑着毛驴,于夏秋季节在西北各地调查研究、模拟实验。他们发现,每年我国东部小麦条锈病的发病菌源都是从西部吹过去的,而甘肃、青海、宁夏、陕西、四川等省区交界的区域,正是条锈菌藏身越夏的“越夏易变区”。条锈菌喜凉不喜热,通过大气循环远距离传播,由于西北地区海拔高、气温低,条锈菌就可以顺利越过夏天,一路向东传播。

            当时还发现,原本作为抗病品种引进的洛夫林小麦,在“越夏易变区”被广泛种植几年后,对条锈病的抗病性几近消失。

            老一辈科学家们认为,条锈病菌致病性的变异是小麦品种抗病性丧失的主要原因。培育出抗病品种,是小麦条锈病防治最有效的办法,但是在育种界,一个抗病品种培育成功需要8~10年时间,可往往种植3~5年,一个新的菌系就会出现,品种就会丧失抗病性,总是处于一种“军备竞赛”的状态。

            《瞭望》:条锈菌为什么会变异?又是从哪里发生变异的?

            康振生:这是一个科学问题,也是生产问题。我从1982年读研究生开始接触这个问题,最终找到了答案。

            1982年到1983年,我们几乎踏遍甘肃南部所有乡镇,采集了近7000份小麦标本。经过两年的调查以及近半年的实验分析,我们找到并首次在国内公布了使洛夫林小麦感染条锈病的新菌系。

            过去传统学说都认为,条锈菌是无性繁殖,但我们团队研究发现,病原菌之所以会发生变异,是因为在自然界存在有性繁殖,小麦条锈菌正是在广泛分布于西北山区的野生小檗上“生儿育女”,从而使“下一代”发生变异,影响原有抗病小麦发挥作用。

            这个问题的回答,对抗病品种选育、抗病害预测预报、抗病品种的合理布局,以及如何据此形成生物屏障、进行综合治理意义重大。

            为保证农民对最新学术成果听得懂、学得会、用得上,我们将阻止条锈菌有性生殖的防控技术概括为“遮、铲、喷”,即遮盖麦垛、铲除小檗和喷施杀菌剂,可以降低病原菌的变异速率。

            条锈病是流行性病害,必须全国协作。我们倡导建立了一套综合防控方法,包括预防为主、综合防治,重点控制越夏区、持续控制冬繁区等原则,还包括小麦种植结构调整、抗病品种合理利用、有性生殖控制、田间农艺措施、适时适用农药等具体方法。

            《瞭望》:与国外相比,我国的条锈病防控体系有什么优势?在今年打赢这一仗的同时,还有哪些再思考的问题?

            康振生:我国小麦条锈病防控在国际上是做得最好的,根本原因是我们的制度优势,可以顶层设计、各地协作、全国一盘棋。

            几十年来,我们团队一直围绕小麦条锈病防控开展大量研究工作,在病害的发生规律、病菌致病性变异与致病机理、小麦抗病遗传等方面取得一系列重要进展,受到国际同行高度关注,西农大团队因此在国际上被称作“杨凌Group”。更为重要的是,我们将病害流行规律与防控密切结合,不仅有理论突破,还能指导生产、解决实际生产问题。

            我们打赢了今年这场小麦条锈病防控阻击战,但也暴露出一些问题,比如基础研究相对不足、植物病理学研究与小麦育种工作结合不够、基层农技推广力量仍显薄弱等等,需要着眼于长远,综合施策加以解决。

            “开门”做研究

            《瞭望》:世纪之交,你牵头组建陕西省农业分子生物学实验室(旱区作物逆境生物学国家重点实验室前身)。成立该实验室有何考虑?

            康振生:逆境生物学分为生物逆境和非生物逆境,生物逆境包括病害、虫害,非生物逆境是指环境条件,简单讲就是干旱、高低温等。实验室从2000年初建到如今已有20年,前10年打基础,2010年获批为国家重点实验室。目的就是要从理论上研究植物受到这些影响之后会有怎样的变化,据此选育品种以符合旱区农业生产要求。

            我们突出旱区逆境这一区域特色,发掘作物抗逆种质与基因资源;利用现代生物学技术,深入研究作物非生物胁迫的应答机理,以及作物与病虫互作机理;通过作物抗逆种质创新与品种设计,培育抗逆、广适、高产、优质的作物新品种。

            但我们的研究不局限于旱区,培育的品种既要抗旱抗病,也要优质丰产,所以“西农979”“西农511”等小麦品种才能从陕西走向全国的小麦主产区。

            《瞭望》:这一国家重点实验室的运行机制是怎样的?如何使之成为汇聚人才的高地、施展才华的舞台?

            康振生:实验室团队包括70多名研究人员,来自植保、农学、园艺、生命科学、资源环境等不同学科,兼容并包、“开门”做研究是实验室的特色。正因为有多学科交流背景,并注重同生产相结合,实验室不仅先后获得国家科技进步奖一等奖1项、二等奖3项,在国际主流期刊发表了一批高水平论文,还选育出抗逆、广适、高产的小麦、玉米、油菜、小杂粮等作物新品种56个,累计推广1.9亿亩,增收90.26亿元。

            要成为一流实验室,人才是关键。相对于北京上海等一线城市的高校,地处杨凌的西农大在人才引进、培养方面比较困难,因此就要从管理、科研上尽量搭建平台,创造好的科研氛围,给人才以用武之地。实验室会给年轻人压担子,帮他们争取项目、课题,为他们成长创造良好环境。

            另外,西农人身上有一种精神传承。学校北区有一座由防空洞改造的窑洞实验室叫作东南窑,实验设备遍布在曲折逼仄的地道内,看似简陋却生机勃勃,李振岐院士就是从这里走出来的,一代代西农大植保专业学生也在这里留下了青春记忆。

            从事农业研究,必须要有一股能吃苦、能奉献、接地气、坐得住冷板凳的精神。这些年,从东南窑走出来的青年学者,已有人成长为“青年长江学者”“万人计划”等领军人才。

            最需知农爱农

            《瞭望》:农业科研人才的培养有其特殊性,未来的农业科技人才应该具备哪些素质?

            康振生:第一,农业科技人才最关键的是要知农、爱农,对土地、农民、农村没有感情,注定无法成才。上世纪八九十年代,李振岐院士带着我去西北调研,他当时已近古稀,但非常能吃苦,坐一晚上硬座,下车后不休息就直奔地头。在老乡家吃饭,因为是高海拔地区,面条煮不熟,粘牙齿,老师都能吃下去,他和农民打成一片,完全没有大教授的架子,这些平凡的事都感染着我。

            第二,农业科技人才必须要接地气。农业科学研究的主题应该是来自于生产,通过研究再回到生产中去。我们在乡下,更了解农业生产中的问题,以此为出发点,也更容易出成果。

            第三,农业科技人才要耐得住寂寞。农业研究是个慢功夫,比如小麦育种,培育出一个优良品种,没有8到10年是不可能的。所以认准方向就要坚持下去,不能浅尝辄止、整天换课题。条锈病研究为什么在国际上能有今天的地位,就是因为我们做了70多年、几代人接续奋斗。

            第四,要勇于创新。目标认准以后,善于应用新的方法和技术。传统与现代有机结合,才能使研究不断迈向新阶段。比如基因编辑技术、分子设计育种等,都是随着现代生命科学的发展而出现的,传统学科与之有机结合,才能产生新的研究成果。

            《瞭望》:如何理解“把论文写在祖国的大地上”?什么样的评价体系有利于调动和激发科研人员的创新积极性?

            康振生:把论文写在大地上,通俗来讲,就是要解决生产中的问题,满足国家需求。对农业科技工作者而言,研究课题要来源于生产,成果必须回到生产中去。

            达到这个目标,成果评价就不能只是去“数论文”。论文很重要,也是在国际上展示研究成果的方式,但论文不是一切。在评价成果时,应该分门别类进行。比如对从事基础研究的可以看论文,看有哪些创新点、在国际上的反响等等。但对农业科技工作者,更多是要看你解决了多少农业生产问题,实现了哪些关键技术创新,不能唯论文。

            调动科技工作者特别是农业科技工作者“把论文写在大地上”的积极性,应当实事求是,建立分类考核评价、职称晋升体系。西农大评职称有教授序列、研究员序列和推广教授序列,你擅长做农技推广,整天在田间地头帮农民种地,那就依据你对产业的贡献来评定职称,这就是一种很好的方向和探索。

            来源:新华社《瞭望》新闻周刊

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