糧食安全是“國之大者”。2026年中央一號文件明確提出,守牢國家糧食安全底線。
有這樣一位農業科技工作者,幾十年來專注于和小麥病害作斗爭,為糧食安全做出了重大貢獻,他就是康振生,我國植物病理學科帶頭人之一。
被稱為“小麥癌癥”的小麥條銹病,是他花費畢生心血研究的課題。他揭示了小麥條銹菌致病性變異途徑與機理,并以此為基礎構建了一整套綜合治理技術體系,使我國小麥條銹病得到有效控制,為國家年均挽回糧食損失20億公斤以上。近年來,他和團隊還將中國方案推廣到共建“一帶一路”國家,讓科研成果造福更多人。
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以下是康振生特別為中國科協官微“中國科協之聲”講述的他的故事:
到農村一線去
恢復高考之前,我在陜西省石泉縣插了三年隊。可以說,那三年直接決定了我未來的人生選擇。
插隊期間,我親眼看到并親身感受到了農村的落后和農民的艱辛。一畝地,辛辛苦苦一年,可能只掙20來塊錢。那種無比辛苦卻依然擺脫不了貧困的境況,對我觸動非常大。所以高考填報志愿時,我就選了西北農學院(西北農林科技大學前身)的農業機械化專業。
不過意外的是,錄取我的是植物保護專業。那時我對這個專業沒有任何概念,還是一位大隊會計告訴我,這個專業是研究病蟲害的。讀書時,我印象很深的是大二那年,教我們植物病理學的李君彥老師從一片發病的海棠葉子講起,談到田里農作物也可能被類似的病菌侵害,造成巨大損失。我一下子就很感興趣,覺得植物病理學確實非常有意義。
2019年國慶節,康振生受邀參加中華人民共和國成立70周年活動。
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2019年國慶節,康振生受邀參加中華人民共和國成立70周年活動。
1982年,我開始讀研究生,師從李振岐院士。他是我的恩師,將我帶進了小麥銹病研究的學術殿堂,也是我一生的榜樣。
他經常說,做農業研究,一定要到農村一線去。我讀研時,李振岐先生60歲,依然親自到甘肅、陜西各個鄉鎮去考察,那時候交通不便,有的地方要坐手扶拖拉機,甚至騎毛驢。20世紀90年代初,他70多歲時,仍然和我們一起坐慢車硬座,整整坐一晚上,第二天一下車就工作,中午就在老百姓家里吃飯,始終堅持工作在一線。他這種親力親為、躬身一線的精神深深影響了我。
1988年,我被公派到加拿大農業部溫尼伯研究所深造。可能是我比較勤奮,研究所的同事、上級對我很認可。那里是全球研究小麥條銹病條件最好的地方,我可以留所工作,也可以拿綠卡。但我從沒想過要留在那里。當時我心里只有一個想法:國家派我出國的費用,相當于幾十個農民一年的純收入。我是黨培養的,回國是理所應當的事。
破解“小麥癌癥”發生之謎
回國之后,我繼續開展小麥條銹病的研究。這是一種長期影響小麥產量的嚴重生物災害。感染條銹病的小麥葉子發黃,就像生銹了一樣,養分被大量蠶食,麥粒干癟。條銹菌是通過空氣傳播的,氣流把它吹多遠,病菌就能傳播多遠,所以感染性很強,一旦防控不及時,就會造成大規模減產,有時甚至導致絕收,被稱為“小麥癌癥”。
20世紀50年代,我的老師李振岐院士在小麥條銹病研究中已經取得了一些關鍵成果。他發現,小麥條銹病發病菌源不耐高溫,夏天在主產區無法存活,但它們藏身在地勢較高、較涼爽的區域,即甘肅、青海、寧夏、陜西、四川交界的區域,稱為“越夏易變區”。等夏天過去,發病菌再借助地勢和風勢擴散回去。這個發現,為后續制定綜合防控措施奠定了基礎。
但始終有一個問題困擾著那一輩的科學家:當時引進的小麥抗病品種,種植幾年后就會喪失抗病性,而且往往首先從“越夏易變區”開始喪失。
為什么會這樣?不是因為抗病品種退化了,而是條銹菌致病性變了,也就是病菌的基因發生了改變。生物有無性生殖和有性生殖兩種生殖方式,無性生殖遺傳上一代基因,有性生殖才能創造基因變異。那么條銹菌是不是發生了有性生殖?這個問題懸置了很多年。
2010年,我注意到國際期刊上有位美國學者發表了一篇文章,發現室內條件下條銹菌可以在小檗上有性生殖。當時我立刻想到,小檗在中國西北、西南地區也有分布,這里是否存在關聯?
為了驗證這個判斷,我和團隊開始“大海撈針”,用近2年時間,走遍了中國有小檗的地方,采集了近7000份標本,覆蓋甘肅、山西、四川、云南四省。小檗很多長在山上,有的在懸崖陡壁上,我們都要上去。記得有一次我帶學生在甘肅老君山采集樣本,回來時個個灰頭土臉,還都帶著鐵鍬,被高速路上的工作人員懷疑是盜墓的,盤問了好久,幸好我們帶著證件,才“自證清白”。
康振生與趙杰教授一起調查小檗。
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康振生與趙杰教授一起調查小檗。
通過大量田間跟蹤調查研究和反復試驗,我們最終確認,條銹菌在野生小檗上實現了有性生殖,因此得出結論:有性生殖是我國條銹菌致病性變異的主要途徑。
西北地區收割小麥后會堆麥秸,里面往往隱藏著大量冬孢子。第二年春季,氣溫升高、降雨到來,冬孢子萌發,隨氣流飄到小檗上進行有性生殖,產生新的小種。所以“越夏易變區”不僅是條銹菌生存的地方,也是以有性生殖的方式產生新小種的地方。2017年8月,這項研究成果在國際頂級學術期刊《植物病理學年評》上發布,引起強烈反響。
查清了病根,下一步就是探討治理手段。綜合全國全局的情況,我們提出預防為主、綜合防治,重點控制越夏區、持續控制冬繁區。在操作層面,納入了小麥種植結構調整、抗病品種合理利用、有性生殖控制、田間農藝措施、適時施用農藥等一系列方法,形成了“中國小麥條銹病菌源基地綜合治理技術體系”。
為了讓田間地頭的農民都能聽得懂、記得住,我們把防控措施概括為“遮、鏟、噴”,就是及時遮蓋麥垛、鏟掉小檗和噴殺菌劑。這些措施在基層容易執行,而且能有效降低病原菌的變異速率,讓“越夏易變區”初始菌源量減少了40%,新小種出現頻率降低了50%,抗病品種使用年限延長3—5年。2012年,這套體系獲得了國家科技進步獎一等獎,這也是我國近60年來植物保護學科獲得的最高成果獎勵。
目前,“中國小麥條銹病菌源基地綜合治理技術體系”已經在我國12個省區市應用,對全國條銹病的有效控制發揮了關鍵性作用,使條銹病發生面積減少了50%,每年挽回糧食損失20億公斤以上,年均增收節支40億元。
近年來,我們還把小麥條銹病防治的“中國智慧”推廣到了國外。“一帶一路”倡議提出以來,我們團隊陸續與哈薩克斯坦、土耳其等10余個國家和地區開展合作,讓中國農業科研成果走出國門,惠及世界各地的農民。
一代人有一代人的責任
農業是一門實踐性非常強的學科,特別是在我國,農業、農村、糧食安全都是頭等重要的大事。這決定了我們的教學、科研都要指向最后的生產。科學研究應服務于國家戰略和人民,為保障我國糧食安全、食品安全、綠水青山提供技術支撐。
農業還有一個特點,它是一項非常長期主義的事業。以我們的研究為例,病菌一直在變異,人類與病菌不斷斗爭的過程無法避免,病理學的追求永遠沒有終點。小麥條銹病的防控是一個非常長期的持久戰,一代人有一代人的責任。
20世紀80年代初,李振岐院士帶團隊研究小麥條銹病,但那時沒有條件建低溫實驗室。他發現我們學校東南角有個窯洞,是抗戰時留下的一個綿延數公里的防空洞,窯洞里冬暖夏涼,非常適合做低溫實驗,就把它改建成了實驗室。這也是全世界獨一無二的“窯洞實驗室”。他的許多成果,就是從“東南窯”里誕生的。
康振生和王曉杰教授在窯洞實驗室工作。
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康振生和王曉杰教授在窯洞實驗室工作。
“東南窯”一直使用到今天,經過多次改造后,現有31個獨立低溫溫室和1個露天玻璃溫室,已經是我們國家重點實驗室的一部分。我在這里工作了40多年,也取得了一定的成果。我想,我也有責任讓“東南窯”精神繼續傳承下去。
這30年來,不管科研、行政方面有多么忙碌,我每個學期都要給本科生上課。2014年是我從教30周年,我也是在那一年榮獲了寶鋼優秀教師特等獎,成為西北地區唯一獲此殊榮的教師。
博導、院士給本科生上課,最大的好處就是能讓年輕人了解國內外最新的研究進展,教科書畢竟有滯后性。我們也在用各種方式給學生創造機會,如果他們有興趣、有意愿,就能夠加入一線科研。我相信,他們能在我們工作的基礎上站高望遠,突破創新,最終有新發現、新見解和新突破,就像李振岐院士當年帶領我們一樣,一直走下去,走得更遠。
科技答卷人
在科技強國的新征程上,總有人在默默耕耘。我們推出“科技答卷人”專欄,走近科研攻關一線,記錄那些將個人理想融入時代洪流的身影,聆聽他們關于抉擇與擔當、堅持和熱愛的答案。
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