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【甘肅日報】【走進(jìn)中科院蘭州分院】張懷剛：破譯高原小麥育種密碼
壯麗70年·奮斗新時(shí)代 慶祝新中國成立70周年 百名記者走基層
工作中的張懷剛研究員。
1999年，張懷剛在國際小麥玉米研究中心訪(fǎng)問(wèn)。
1990年，張懷剛（中）在國際種子檢驗奧地利站學(xué)習。
張懷剛（中）在模擬實(shí)驗室指導學(xué)生開(kāi)展科學(xué)試驗。 本版圖片由中科院蘭州分院提供
新甘肅·甘肅日報記者 秦娜 通訊員 谷雪 馬夢(mèng)瑤 劉曉程 王晶
1978年，青海省都蘭縣香日德鎮春小麥種植創(chuàng )下畝產(chǎn)1006.65公斤的全國紀錄。這條振奮人心的消息一出，立刻在全國引起轟動(dòng)。這個(gè)紀錄背后有一個(gè)享譽(yù)全國的小麥品種，那就是由中國科學(xué)院西北高原生物研究所培育的“高原338”。
當年的這條“大新聞”，深深影響了一位遠在蜀地的青年，他就是張懷剛。因為這條新聞，這位農家子弟高考時(shí)選擇了農學(xué)專(zhuān)業(yè)；也因為這條新聞，他畢業(yè)后也進(jìn)入西北高原所，走上了“艱辛而快樂(lè )”的小麥育種之路。
從“高原602”到“高原448”，從育種新手到行家里手……30多年來(lái)，張懷剛沉下心，撲下身，不斷創(chuàng )新，專(zhuān)注于解密高原育種密碼；30多年來(lái)，他始終堅守著(zhù)那個(gè)最初的育種夢(mèng)想，踐行著(zhù)“育種，創(chuàng )造美好生活”的人生格言，先后主持和參與培育了12個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種，為西部地區經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展作出了積極貢獻。
1 從農村來(lái)，奔農業(yè)去
張懷剛研究員更愿意稱(chēng)自己是一個(gè)“搞農業(yè)的人”。他說(shuō)：“我過(guò)去是農村娃，后來(lái)又搞了幾十年的農業(yè)研究?！?/p>
張懷剛出生于四川省廣安市的一個(gè)普通農村家庭，祖祖輩輩都是農民。1978年，正值中國恢復高考的第二年，年僅16歲的張懷剛站在了人生的拐點(diǎn)上。
當時(shí)，對一個(gè)農村孩子來(lái)說(shuō)，高考是陌生的。面對專(zhuān)業(yè)選擇，張懷剛無(wú)從參考，只是因為看到春小麥畝產(chǎn)1006.65公斤的新聞，又聽(tīng)說(shuō)國家對報考農業(yè)院校的考生有不少“優(yōu)惠政策”，張懷剛就選擇了農學(xué)專(zhuān)業(yè)，并順利考上離老家不遠的西南農學(xué)院（現西南大學(xué)），在農學(xué)系學(xué)習作物生產(chǎn)與育種。張懷剛入校后才知道，當時(shí)在育種界已經(jīng)聲名鵲起、后來(lái)被譽(yù)為“雜交水稻之父”的袁隆平院士，就畢業(yè)于西南農學(xué)院，而且是農學(xué)系的學(xué)長(cháng)。
大學(xué)四年一晃而過(guò)，剛滿(mǎn)20歲的張懷剛面臨著(zhù)就業(yè)選擇。當時(shí)，有三個(gè)不錯的選擇擺在面前：一是留校任教；二是去農技站做技術(shù)員；三是去研究所從事育種研究。
“當時(shí)也綜合比較過(guò)，但還是覺(jué)得育種研究更有社會(huì )意義，也符合自己的性格?！睆垜褎偦貞浾f(shuō)。盡管主管畢業(yè)分配工作的老師再三勸他，搞育種很艱苦，但張懷剛還是決定從事育種工作。他說(shuō)，當時(shí)的想法很簡(jiǎn)單，一來(lái)從小在農村長(cháng)大，不怕吃苦，二來(lái)“高原338”的成功讓經(jīng)歷過(guò)糧食短缺年代的自己，對小麥育種一直“心懷大志”，也對西北高原所一直“心存好感”。
所以，他很樂(lè )意第一次“出遠門(mén)”，前往上千公里之外的青海西寧，去西北高原所工作。
張懷剛剛來(lái)時(shí)，生活上很不習慣：一是海拔高，冬天冷；二是面食多，大米少；三是離家遠，思鄉切。張懷剛還記得，當時(shí)按月供應伙食，每人每月三十斤糧食，其中大米只供應三斤。由于大米緊缺，食堂每天早上只能供應稀飯?！澳欠N稀飯是用頭一天的剩飯煮的，其實(shí)就是稀溜溜的白開(kāi)水泡飯，根本不頂飽?！边@對成長(cháng)于南方的張懷剛來(lái)說(shuō)，確實(shí)“有點(diǎn)兒難過(guò)”。
不過(guò)，張懷剛很快就適應了生活上的困難，他從最基礎的考種（一種考察種子品種特性的方法，一般考察項目有株高、芒長(cháng)、穗長(cháng)、千粒重等）做起，逐漸走上了育種研究之路。
2 要搞育種，先學(xué)種地
1982年9月，進(jìn)所才一個(gè)月的張懷剛接到了一份“美差”：去福建漳州進(jìn)行小麥加代繁殖。福建漳州是著(zhù)名的“魚(yú)米花果之鄉”，對張懷剛來(lái)說(shuō)，能去氣候宜人的南方，尤其是能吃上白米飯，真是“比什么都開(kāi)心”。
這也是張懷剛第二次“出遠門(mén)”?？墒?，到了漳州，他傻眼了。盡管過(guò)去在農村種過(guò)田，在學(xué)校也跟著(zhù)老師了解過(guò)一些育種知識，但是，真要自己下地種，卻突然沒(méi)了主意。
身邊沒(méi)有老師，也沒(méi)有同事，更沒(méi)有像現在發(fā)達的通信條件能隨時(shí)咨詢(xún)，而且當時(shí)帶了很多不同的小麥育種材料，眼看國慶節過(guò)完了，再不種就錯過(guò)了時(shí)節，張懷剛只好硬著(zhù)頭皮播種。
那是他工作之初遇到的“最大挑戰”，“種子都是研究人員辛辛苦苦培育出來(lái)的，有些種子已經(jīng)培育了許多年，如果被我‘種壞了’，是多大的損失??！”張懷剛愁得幾天睡不好覺(jué)。
沒(méi)有老師就自己學(xué)，沒(méi)有幫手就自己干。張懷剛把種子全部搬出來(lái)，在原有基礎上進(jìn)一步完善登記造冊，然后對著(zhù)記錄本將種子一行行排列整齊，最后來(lái)到整好的地里，根據種子類(lèi)型逐一點(diǎn)播……就這樣，他幾乎無(wú)師自通，把種子全都播種下去了。
然而，種子播下去了，卻遲遲不出苗，這可把張懷剛嚇壞了。下地一看，原來(lái)是因為秋天雨水少，地里十分缺水?？紤]到當地是沙壤土，漫灌不但會(huì )破壞土壤，還會(huì )導致串苗，甚至直接破壞地里的種子，張懷剛就一窩一勺地澆灌。水源地距離試驗田很遠，他一遍遍擔水，一勺勺澆地，小心“照顧”著(zhù)那些種子。
就這樣，憑著(zhù)年輕人的一股子韌勁兒，張懷剛硬是把麥子種活了。他笑著(zhù)說(shuō)：“看到種子發(fā)芽的那一刻，像小時(shí)候吃到糖果一樣幸福?！?/p>
次年三四月，麥子成熟了。此時(shí)的漳州雨水很多，直接影響麥子收獲。在當地老鄉的幫助下，張懷剛組織了搶收。和播種時(shí)一樣，分類(lèi)分批收割，然后打麥裝袋，并登記造冊。然而，雨季收割的麥子含水量高，如果保存不當，就會(huì )發(fā)芽或霉變。為了保住這些來(lái)之不易的種子，張懷剛突發(fā)奇想，發(fā)明了一個(gè)“種子晾曬機”。他在倉庫里弄了一臺風(fēng)箱，調好控制溫度，將種子放入其中一顆顆風(fēng)干，因為風(fēng)干后的種子，才是安全的種子。最后，直到把所有種子都風(fēng)干保存好，張懷剛才安下心來(lái)。
無(wú)意間，張懷剛這一趟“長(cháng)差”干了一件大事。
張懷剛說(shuō)：“我種的那批種子里有一個(gè)重要的品種，叫‘高原602’，后來(lái)取得了非常大的成功?！薄案咴?02”是張懷剛的博士生指導老師陳集賢研究員歷時(shí)十余年配制的雜交組合和精心選育的品種。張懷剛在漳州繁育出充足的種子，為后來(lái)擴大試驗示范，加快推廣應用奠定了基礎?！案咴?02”先后被推廣到新疆、西藏、青海、甘肅、寧夏等地，累計種植2000萬(wàn)畝，增產(chǎn)糧食近6億公斤。1992年，“高原602”榮獲青海省科技進(jìn)步一等獎；1996年，又榮獲國家科技進(jìn)步三等獎。
“這在春小麥育種領(lǐng)域是非常難得的成就！”張懷剛自豪地說(shuō)。
3 扎根泥土，精心培育
“育種是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，一粒種子從早期培育到大面積應用推廣，有時(shí)需要幾年、十幾年，甚至一輩子的時(shí)間?！睆垜褎傉f(shuō)。
一粒種子，除了對產(chǎn)量有要求外，還有很多其他要求，比如抗倒伏、耐旱抗寒、抗病蟲(chóng)害、營(yíng)養價(jià)值，以及品種適用性等。在張懷剛看來(lái)，育種的藝術(shù)性就在于要在這諸多的要求中，精挑細選、分析培育新的品種。
張懷剛介紹，小麥株高不僅影響小麥的光合作用，也會(huì )影響小麥抗倒伏能力，以及對田間肥力的綜合利用。他們曾在西寧附近的平安縣試驗一個(gè)品種，基本可以將株高控制在80厘米左右，“我們覺(jué)得這個(gè)品種很好，就拿到別的地方推廣試種，結果一試就倒了”。仔細研究才發(fā)現，兩塊地的肥力有很大差別，新推廣地塊的肥力很足，以致麥苗瘋長(cháng)，隨便就躥到100多厘米了。
“這就給我們提了個(gè)醒，種子的培育是一個(gè)綜合系統，海拔、氣候、土壤、株高、營(yíng)養及抗病蟲(chóng)害等，需要綜合觀(guān)察、判斷?！睆垜褎傉f(shuō)。為了開(kāi)展綜合研究，張懷剛在西寧及其周邊地區建了很多實(shí)驗點(diǎn)，有時(shí)還要長(cháng)途跋涉到很遠的地方進(jìn)行樣本采集。
后來(lái)，隨著(zhù)擔任的行政職務(wù)越來(lái)越多，張懷剛也越來(lái)越忙，但是育種始終是他放不下的事業(yè)。每年六、七月，種子快成熟的時(shí)候，他幾乎每天都要去地里踏勘?！安还馨滋煨姓ぷ饔卸嗝?，下班后他都要趕到幾十里外的試驗田觀(guān)察種苗，經(jīng)常一待就是一兩個(gè)小時(shí)?！睆垜褎偟膶W(xué)生劉寶龍回憶說(shuō)，遇到周末，張懷剛就在實(shí)驗站住上兩天，直到把問(wèn)題搞清楚了才返回。就這樣，春夏秋冬、寒來(lái)暑往，張懷剛像養育孩子一樣精心培育種子。
有一年九月，張懷剛帶著(zhù)劉寶龍等人外出采樣。他們從西寧出發(fā)，沿著(zhù)青海湖到柴達木盆地，再繞道祁連、同德等地返回西寧，整個(gè)行程3000多公里。一路上，張懷剛既當司機又當老師，還要當“保姆”，每天開(kāi)車(chē)幾百公里，還為學(xué)生講授知識、答疑解惑，學(xué)生的吃住用度也全都由他負責?！拔覀兠刻煸缟?點(diǎn)出發(fā)，下午6點(diǎn)以后才能回到駐地，晚飯后還要整理材料直到深夜一兩點(diǎn)?！眲汖埢貞?，就這樣連軸轉了十多天，張懷剛對科研的認真態(tài)度和對大家的愛(ài)護令學(xué)生們深受感動(dòng)。
靠著(zhù)“把育種當藝術(shù)”的精神，張懷剛把小種子做成了大學(xué)問(wèn)。他先后發(fā)表論文110篇，參與編著(zhù)6部著(zhù)作，獲得授權專(zhuān)利2項，制定標準4項；作為主要完成人，他榮獲省部級科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎1項、三等獎1項；他主持或參與培育的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種多達12個(gè)，并在青海、新疆和甘肅推廣應用，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益與社會(huì )效益。
4 探索創(chuàng )新，提高品質(zhì)
“育種，創(chuàng )造美好生活”，這是張懷剛的座右銘。
張懷剛說(shuō)：“新中國成立之初，中國人首先要解決吃飯的問(wèn)題，所以老一代育種人始終以增產(chǎn)為目標?！彼男哪钅畹摹案咴?38”之所以影響很大，就是因為它創(chuàng )下了全國畝產(chǎn)新紀錄；他參與選育和推廣的“高原602”，之所以能獲得國家科技獎，也是因為它“增產(chǎn)顯著(zhù)”。但是，隨著(zhù)人們生活水平提高，育種人漸漸發(fā)現，產(chǎn)量只是一個(gè)方面，品質(zhì)越發(fā)成為更高的追求目標。
在張懷剛看來(lái)，不斷滿(mǎn)足老百姓對美好生活的實(shí)際需求，是育種人責無(wú)旁貸的使命。
張懷剛舉例說(shuō)，北方人愛(ài)吃面，尤其愛(ài)吃拉條子，但是，拉條子對面筋的含量要求很高。早期一些小麥品種，盡管產(chǎn)量很高，但用它們加工制作的面粉不僅黏牙，而且沒(méi)有筋道，不宜做拉條子。然而，他參與研制的“高原448”卻在無(wú)意間突破了這個(gè)問(wèn)題。最開(kāi)始考慮到北方缺水，張懷剛和團隊希望研發(fā)出節水的新品種，等他們培育出“高原448”后卻發(fā)現，它的濕面筋含量高達32%，“面條評分”遠遠高于對照品種?！斑@就等于解決了老百姓對‘拉條子’的現實(shí)需求?！睆垜褎傂χ?zhù)說(shuō)。
口感、筋道是一種需求，營(yíng)養價(jià)值則是更高的生活需求，要滿(mǎn)足這些更高的需求，育種人還得不斷探索。
劉寶龍的博士論文《小麥品種高原115紫色籽粒中花青素合成調控機理研究》就屬于這一類(lèi)創(chuàng )新研究。他介紹說(shuō)，“高原115”是一個(gè)紫色籽粒狀的新品小麥，這個(gè)品種含有人體所需的鉀、鈣、鎂、鋅、鐵、硒等微量元素，同時(shí)富含別的小麥品種所沒(méi)有的花青素，而后者具有極高的抗突變、抗氧化等營(yíng)養價(jià)值。劉寶龍至今還記得張懷剛當時(shí)“勸”他做課題時(shí)說(shuō)的話(huà)，“老百姓既要吃飽肚子，還要追求口感，但未來(lái)一定是追求營(yíng)養價(jià)值，花青素有營(yíng)養，我們應該好好研究?！?/p>
如今，張懷剛團隊不僅深入研究尖端的分子育種技術(shù)，破解小麥育種的一些基礎難題；還拓展到三江源生態(tài)保護領(lǐng)域，研究青藏高原特有“青稞種”的生態(tài)價(jià)值，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼用燕麥新品種，以及既能耐高寒、固水土，又能“食草兩用”的“小黑麥”品種，為地方經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和三江源生態(tài)環(huán)境保護作出了積極貢獻。
張懷剛從一個(gè)普通農村娃，一步步成長(cháng)為農業(yè)學(xué)科的帶頭人?；仡?0多年的科研生涯，他用兩句話(huà)總結：一句談事業(yè)，“科研總歸要立足于國家、地方和人民的需要”；一句談自己，“一生與種子相伴，挺好”。
