AG真人 > 新闻 > 人才培养 > 正文

【特别关注】为中国粮食安全政策研究贡献华农智慧

——彭少兵教授团队水稻“产量差”研究背后的故事

核心提示: 日前,彭少兵教授团队在Nature Communications发文,通过系统评估全国尺度上的水稻产量差,探究中国粮食发展之道,提供中国水稻生产之策。这背后,是科研的激情,是育人的故事,更是为中国粮食安全政策研究贡献华农智慧的情怀。

“仓廪实,天下安;稻谷欠,天下乱”。古往今来,治国安邦之策,“首在足粮”。

习近平总书记多次强调,“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上。我们的饭碗应该主要装中国粮”。水稻是中国第一大口粮,中国未来水稻发展趋势如何?怎样保证若干年后的国家粮食安全?如何应对未来环境变化对水稻生产的影响?对于我国粮食安全,华农给出的方案是什么?

日前,我校作物遗传改良国家重点实验室彭少兵教授团队联合美国内布拉斯加大学林肯分校同行专家在《Nature Communications》期刊上发表研究成果,他们通过科学、全面、系统的方法评估全国尺度上的水稻产量差,探究保障中国水稻总产稳定增加的有效途径,提出了未来中国水稻生产持续发展的建议。

光影魔术手拼图

“研究历程,一场山地马拉松”

对全国范围多点多年的水稻产量差进行研究,探寻进一步提高水稻产量的途径,并对未来水稻生产潜力开展预测,提出保障粮食安全的政策建议,看似简单的研究思路,但由于中国水稻种植地域广、生长环境差异大、种植制度复杂、品种类型多,全国尺度上水稻产量的研究难度无异于一场艰苦的山地“马拉松”。

依托彭少兵主持的公益性行业(农业)科研专项“主要农作物高产高效生理基础及栽培新技术研究与应用”,“主要农作物模拟模型研究”培训班于2013年3月在华中农业大学举行。培训班由国际水稻研究所水稻计算机生长模型专家李涛博士主讲,当时硕士研究生入学不到一年的邓南燕同学全程参加了此次培训。就是那次培训班,在邓南燕的心中埋下了将计算机模型模拟运用到作物生产研究的种子,兴趣也越来越浓厚,也正是这一粒种子,激发了师生毅然开启中国水稻生产宏观尺度的高难度研究。

2014年4月依托“高等学校学科创新引智计划”,彭少兵团队在华中农业大学主办了“全球作物产量差国际学术研讨会”。邓南燕在会上认识了来自于美国内布拉斯加大学林肯分校的Kenneth G. Cassman教授和 Haishun Yang副教授。

2015年9月,在彭少兵和黄见良的推荐下,邓南燕远赴美国内布拉斯加大学林肯分校,师从Cassman教授、Patricio Grassini和Haishun Yang副教授,与国际同行一道进行作物模型模拟和中国水稻产量差评估研究。作物产量差的评估使用全球产量差评估系统(Global Yield Gap Atlas, GYGA,website:www. Yieldgap.org)。该系统于2012年由美国内布拉斯加大学和荷兰瓦格林根大学联合创建,运用自下而上(Bottom-up)的评估方法来评估全球多种作物的产量差,其优点是覆盖范围广、可重复性强、准确度高。

中国水稻种植地域广、生长环境差异大、种植制度复杂、品种类型多,科学客观评价全国尺度上水稻产量差的意义重大。邓南燕采用GYGA进行产量差的评估,其主要思路和方法是,以农业气候区(Agricultural Climate Zone)为基础,将全国各地区共875个气象站点升区到50个具有代表性的缓冲区(覆盖全国水稻总收获面积的86%),使用国际最新的水稻生长模型,模拟这些代表性缓冲区近10年的产量潜力,结合相关统计数据进行产量差的估算。然后通过大尺度升区以及不同情景模式的设置,评估了农业气候区、省、国家水平的产量差和未来水稻生产的自给自足能力,分析了保障未来中国水稻粮食安全的可能途径。在各位老师的亲自指导下,邓南燕在经过8个多月的紧张工作后,相关研究论文第一稿终于完成。

该论文如果按原计划投到本专业主流期刊,文章理应可在短期内发表??悸堑铰畚牡难芯糠椒ㄐ?、研究意义广,为了提高其影响力,邓南燕和彭少兵、黄见良及美国导师决定尝试向综合性期刊投稿。正是这一决定,他们一道开启了漫长的改稿过程,有些过程是研究内容的拓展,有的过程是逻辑框架的变动。

就这样,反反复复讨论和完善、一次又一次修正, 稿件终于在2018年8月17日投出,于2018年10月1日得到《Nature Communications》杂志返修通知。经过近3个月的修改,于12月20日提交,2019年2月22日再次修改并提交。10月1日、12月20日,2019年2月22日、2月27日,这些日子在邓南燕看来均是重要时间结点,他们为之挑灯夜战的情景还历历在目。

2019年3月11日深夜11点,彭少兵终于收到了论文接收的通知。得知消息后彭少兵感慨道:“999天,2年8个月3周3天,前后修改100余稿,我们自己都不知道是怎么挺过来的!”

“情怀深处,科研故事最动人”

正如歌曲《真心英雄》里唱的那样“没有人能随随便便成功”,这篇文章也是这样经历了风风雨雨才见到的“彩虹”。

2019年2月26日深夜,彭少兵和邓南燕正在办公室针对编辑和审稿人提出的70余条修改建议进行回复,当时,由于长时间思考,加上患有高血压,彭少兵几次感觉头晕,不得不暂停当晚的工作。

而这样的“攻关”对邓南燕来说,更是“常态”。

在美留学期间,邓南燕有时表现出不够自信,彭少兵经?;峁睦?,“你能行”“你可以的”,让她有勇气去战胜科研中的一个个“拦路虎”。

邓南燕坦言,自己遇上的不是一个而是一群“伯乐”,他们共同形成了自己的强大“支撑系统”。2012年夏天,细心的彭少兵老师发现在武穴基地试验田测定的邓南燕状态不好,有中暑的症状,立即开车送她上医院治疗,等情况稳定后才离开;黄见良老师铺设了她的深造之路,2014年他鼓励邓南燕攻读博士学位,为她的科研道路指明了方向;邓南燕在美国只身一人,圣诞节时Grassini教授邀请她去他家与他的父母、妻子、女儿一起过节;刚到美国,担心口语不好的她向Cassman教授汇报科研进展,本以为会“挨批”,但得到的却是教授的肯定和鼓励;留学在外有时会使邓南燕情绪低落, Yang教授得知后,专程请假陪她到自己家里吃饭,带她去公园散心……

论文凝聚着中美学者的心力,也见证情怀深处的科研故事。

与cassman教授
邓南燕与cassman教授

同haishun Yang
邓南燕同haishun Yang

2018年10月17日,Grassini教授参加了在黄冈市蕲春县东壁阁酒店举行的“再生稻国际学术研讨会”?;嵋榻崾?,有两位客人在酒店的大厅休息处正聚精会神地讨论,他们忘却了周围的喧嚣和吵杂。原来是邓南燕同Grassini教授利用在出发前等车的时间加紧讨论文章的修改。

文章在投稿过程中也得到了学校老师们的关注和支持。当收到第一次返修邮件时,彭少兵不确定文章接收的可能性有多大,严建兵教授看了邮件后说,“你们已经成功了一半!”,给了他们极大鼓励。

“踏实做事,让农民过好点”

彭少兵团队在该论文中提出,在耕地面积不降低的前提下,中国的水稻生产在2030年很大程度上可满足自给自足。通过重视产量差相对较大的区域的水稻生产发展,如双季稻种植区、单季稻系统中如黑龙江、安徽、云南等省份,有利于水稻产量和资源利用效率的协同提高,保障我国未来水稻粮食安全。

这是一种国家战略尺度的结论。彭少兵团队就本研究结论结合当前现状,给出保障我国水稻可持续发展的几点建议:首先要保证水稻的种植面积不减少;其次,水稻研究要在品种改良和栽培技术创新上继续发力;另外,要重视水稻复种指数的提高,在降低水稻劳动力成本的前提下,保障双季稻的种植面积。

彭少兵说,希望我们的研究成果能影响到国家的重大决策,为保障我国粮食安全提供理论依据。

IMG_2505

论文对邓南燕来说,是一个成长的经历,也是一个蜕变的过程。但她却说:“我是微不足道的,但是我是幸运的,因为我站在巨人的肩膀上。”

论文对于彭少兵来说,是一种水稻情结,也是一次总结再出发。站在培养人才的角度,文章的发表过程对于提升学生的学术交流能力、逻辑分析能力以及解决问题的能力有很大的帮助??吹窖焖俪沙?,这是他感到最欣慰的事情。站在国家粮食安全的角度,他提出了一个重大结论和一系列重要的政策建议。

彭少兵用一句最为平常的话结束了记者的采访:“文章发出来是好事,但怎么样立足当下,为农民做点实事,让他们过好一点,这永远是我最大的心愿。”

(本文作者系党委宣传部记者 川竹 审核人 朱正宁)

延伸阅读:最新研究:缩小产量差,确保中国粮食自给

Yield gap study finds China can meet rice demand despite land changes

责任编辑:蒋朝常
0