“油菜院士”傅廷栋:从小傅到老傅、到傅老

每逢春夏交替的季节,总能在大江南北放眼望见那一片片如金色彩霞、灿烂明丽的油菜花海。而有这样一位“油菜院士”,在比这片花海更加一望无垠的“科研深海”里,入迷而忘我地探索着油菜的奥秘。
他就是作物遗传育种学家、华中农业大学教授、中国工程院院士傅廷栋,作为新中国成立后第一个油菜遗传育种方向的研究生,他专注于油菜育种60年,带领团队培育70多个油菜品种。
从东南沿海到长江流域、西北地区,他一路追随着油菜花开的脚步,倾注毕生心血,只为 “油菜王国”结出更丰硕的成果。
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傅廷栋院士在油菜试验田中
用情怀开启求学科研之路
傅廷栋于1938年出生在广东省云浮市郁南县。
他5岁时失去双亲,抗日战争时局动乱,让年少时生活在农村的傅廷栋对农民生活体验很深。
1951年,傅廷栋考入了广东省喜泉农业职业学校,1954年毕业后,被分配到广东中山县横栏区农业技术推广站工作。
1955年,珠江三角洲发生历史罕见的大面积蝗虫灾害,亲眼目睹了蝗虫肆虐后几乎绝收的稻田和农民蹲在地头流泪的情景,傅廷栋的心被深深地刺痛了,
“作为农业技术员不能解决这些问题,心里十分难过。”
傅廷栋立志,要用科学改善农民的生活;希望能有机会到高等农业院校去进一步提高自己,将来更好为农业、农民服务。
1956年,在向科学进军的大潮下,国务院发出《动员在职干部报考高等学校》的通知,傅廷栋感到是难得的机会,立马向领导提出申请并获批准,准备了两个月,终于考取了华中农学院农学系。1960年本科毕业,留校任助教。
1962年,他成为新中国第一位油菜遗传育种方向的研究生,师从著名油菜遗传育种学家刘后利教授。他的这次选择,不管对于他而言,还是对于我国的油菜事业来说,都是一个崭新的开始。
从1962年-2022年,整整60年,他都没有离开过油菜研究,即使1982-1983年到德国哥廷根大学进修,也是合作油菜研究。他从小傅到老傅到傅老,为国家油菜科学和油菜产业耕耘奉献了一辈子。
杂交油菜的开拓者
上世纪60、70年代,我国油菜种植面积还只有三千万亩,属于小众作物,而且普遍产量很低,平均每公顷产菜籽500千克左右(每亩30-40千克),还不到先进国家平均产量的三分之一。
如何才能提高油菜的产量呢?
当时,作物杂种优势利用已成为世界作物育种学的研究热门,玉米、高粱、蔬菜等作物的杂种优势利用已大面积应用,袁隆平先生的杂交水稻研究已起步。1970年傅廷栋决定,将油菜杂种优势利用作为研究的主攻方向。
“油菜是自花授粉类植物,只有找到雄性不育(即母油菜),才能够大量生产杂种种子。”
上世纪40年代至60年代,各国科学家都在寻找油菜雄性不育的油菜,但都没有进展。1972年3月20日,无论对傅廷栋还是对油菜杂种优势研究历史来说,都意义非凡。
那天,他像往常一样钻进油菜田一棵棵地寻找雄性不育系,当他走到“波里马”品种的资源圃时,发现一株油菜雌蕊正常,而六个雄蕊都呈萎缩状态。用手一捏花药,竟没有花粉。这不正是自己苦苦寻觅的雄性不育变异株嘛!
他反复搜寻了好几遍,一共找到了19株。通过进一步确认,这就是典型的自然突变雄性不育株。1973年傅廷栋将波里马不育种子提供全国有关单位共同研究,1976年湖南省农科院首先实现三系配套。
波里马油菜雄性不育种(Pol cms),被国际上公认为“第一个有实用价值的油菜雄性不育类型”,从此,波里马雄性不育种被国内外广泛应用于育种实践。
在世界上杂交油菜应用于生产的第一个十年(1985—1994年),各国育成的22个油菜“三系”杂种,有17个注明不育系来源,其中13个是利用Pol cms育成的。直到2001年,美国种植的油菜品种中,仍有61%是波里马雄性不育杂种。
“波里马雄性不育的发现为国际杂交油菜实用化铺平了道路……,欧洲人毫无保留地将这一功劳归于中国人”(Robbelen,1991,加拿大第八届国际油菜大会论文集1卷1-3页)。
为了表彰傅廷栋对发展杂交油菜作出的杰出贡献,1991年国际油菜研究咨询委员会授予他国际油菜科学界最高荣誉奖——GCIRC 杰出科学家奖。该奖一般每4年评1人,从1985年设立至今30多年,全世界共12人获奖,傅廷栋院士至今仍是唯一的亚洲获奖者。
30年来,全国各单位利用波里马油菜雄性不育种育成优质杂交种超过200个,累计推广面积约十亿亩。2016-2018年全国推广面积最大的5个油菜品种中,仍有4个是波里马雄性不育杂种。
自交不亲和系统是油菜杂种优势利用的另一个重要途径,1975 年,傅廷栋在国内首次育成 271等甘蓝型油菜自交不亲和系(SI 系)及其杂种,杂种比当时的对照品种增产20%左右,1978年获全国科学大会奖。
国外同行评价道:“他育成以自交不亲和性为基础的第二套杂交体系,再一次领先于整个西方世界的育种工作者”。
傅廷栋是我国“六五”至“九五”全国油菜杂种优势利用攻关研究的牵头人,傅廷栋提出并坚持“杂优+双低(低芥酸、低硫苷)”育种策略,他的团队和全国同行先后培育出油菜 “华杂”“中杂”“青杂”“丰油”“秦油”“川油”等一大批双低杂交种,解决了优质和高产的矛盾,促进了我国油菜品种从传统双高油菜向双低杂交油菜的迭代。
目前,我国双低杂交油菜约占我国油菜总面积的70%,促进我国油菜品种实现优质、高产的跨越。
深入实际,发现问题,解决问题
傅廷栋总是从农民的角度思考问题。
“农业科研就得围着三农打转!”这是他始终坚持的一个科研理念。能适应生产的需要,得到农民的认可,并给他们带来福利,这才是做农业科研的意义。
为提高油菜种植的综合效益,傅廷栋结合国内外行情分析了成本问题:彼时,我国长江流域的油菜成本在每千克4元人民币,而加拿大等国及我国新疆、内蒙海拉尔的油菜成本仅为每千克2元左右,关键是规模化、机械化,减少劳力投入。
同时,他提出通过“节本增效”(规模化、机械化),“质量增效”(提高产油量、高油酸品种),“扩能增效”(菜用、观花旅游、蜜用等),“加工增效”“品牌增效”,以及通过调整价格补贴、建立优质油菜保护区等政策激发出农民的积极性,促进油菜生产发展。
2000年代初,我国部分地区发生油菜根肿病,这种病害是土壤病害,很难防治,严重田块可全部失收。
他预计我国油菜根肿病将会在长江流域迅速扩展,2010年张椿雨博士从美国学习归来,他建议张博士抓紧开展抗根肿病育种研究,张博士和他合作,于2016年就育成我国第一批抗根肿病油菜双低杂交种华油杂62R和双低品种华油5R等,及时为生产上提供抗病品种。
湖北省荆门掇刀区熊店、马庙两村,常年种植油菜6000亩,后因根肿病流行,大面积失收,农民不敢种油菜,冬闲田大面积抛荒,到2016年只剩200亩,2017年开始推广抗病杂交种华油杂62R等,效果很好,到2021年,两村的油菜面积已恢复近6000亩,群众说“抗病品种挽救了我们的油菜产业”。
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2020年华油杂62R在湖南怀化推广1万亩(左边是抗根肿病的华油杂62R,右边是同田的不抗病品种)来源:湖南范连益 研究员提供
傅廷栋了解到新疆、内蒙古、东北内陆和沿海存在大量盐碱地,影响农业生产的发展。
他的团队从2005年开始耐盐碱油菜的研究,2010年以后安排8位硕士、博士研究生从事耐盐碱资源筛选和相关基础研究,并筛选、育成在盐浓度0.8%-1.2%能较正常生长的“华油杂62”“饲油2号”“华油杂158”等耐盐碱油菜品种,示范面积超过50万亩,为利用、修复盐碱地探索了新的方案。
他每年都到青海、甘肃进行夏繁油菜研究,发现西北地区存在生态恶化,饲料短缺的问题,他一直在思考寻找解决途径。
1999年他的团队在甘肃和政县开展油菜夏繁,看到那里小麦、燕麦、瓜、菜等早熟作物收后(7月)至严冬来临(10月)有2-3个月光、热、水资源丰富的大量秋闲地,当年就在这种“种一季时间有余,种两季时间不足”的“秋闲地”进行复种饲料油菜试验,生育期70天左右。
由于后期低温,油菜不能成熟收籽,但收获青饲料3-5吨/亩,不但缓解了当地畜牧业发展中的饲料问题,又使耕地增加2-3个月的绿色覆盖,有良好的经济、社会、生态效益。
这一研究结果于2003年通过农业部组织的专家鉴定,逐步扩大示范、推广,2017年已被农业农村部列入主推技术。
我国北方约有“种一季时间有余,种两季时间不足”的秋闲地4000-6000万亩,如能利用50%即2000-3000万亩种植饲料油菜,按每亩产量3吨计算,可收获6000-9000万吨青饲料,发展前景广阔。
长春新牧公司将青鲜油菜70%与玉米秸秆30%混合制成青贮饲料,不但营养品质好(油菜蛋白含量20%),牛生长更快、更好,饲料成本下降20%-30%,而且还缓解了北方玉米、水稻秸秆处理难的问题。
专家评议认为,利用北方秋闲地发展饲料油菜生产,为解决北方青饲料短缺、影响北方畜牧业发展的瓶颈问题,探索了新的途径。
菜地育英才
在学生眼里,傅廷栋是一位“下田上瘾的人”。
“傅老师不在实验室、办公室,就在油菜试验田。”傅廷栋把油菜地当成了传道授业的主战场,坚持在田间地头、生产一线培养学生、培育团队,与学生和同事一道带领百姓脱贫致富。
八十岁高龄时,每年油菜开花、收菜籽时,他还是要和学生一起下田,一待就是七八个小时,暑假还会亲自带学生去甘肃等西北地区进行实地指导。
华中农业大学油菜遗传育种团队以傅廷栋为带头人,20多人中80%以上具有博士学位,2004年被教育部评为优秀创新团队。
该团队育成的油菜品种是国内育成品种最多的两个单位之一,累计推广面积约3亿亩,其中“华杂4号”是连续4年(2001-2004年)全国推广面积最大的油菜品种(据全国农业技术推广中心资料);
根据国家农业图书馆等单位查阅全球1995-2018年发表十字花科作物育种的外文文献,按国家排序中国以766篇排名第一,按发文单位排序华中农业大学以191篇排名第一(90%是油菜)。说明该团队在油菜育种应用基础研究方面走在了国际前列。
迄今,傅廷栋团队已培养了500多名硕士、博士研究生,他们中的很多人已成为国内外油菜研究领域的学术带头人。
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傅廷栋院士作报告
从最初探索油菜产油高的秘诀,到研究菜籽油如何吃得健康,再到如今研究油菜饲用、观光等多功能利用,傅廷栋的科研之路,恰是中国人从吃饱到吃好,再到追求更加美好生活的一个缩影。
傅廷栋希望人们都能吃到健康优质的国产菜籽油,耄耋之年的他仍然为了实现这个目标而殚精竭虑,不懈的奔波在全国各地的油菜田里。他曾说,“只要社会还需要,我还会干下去。”