范国强在泡桐种植基地观察二倍体泡桐与四倍体泡桐杂交成效。 (图片由受访者提供)
范国强:全国政协委员,河南农业大学林学院院长,获2010、2015、2023年度国家科技进步奖二等奖,获何梁何利科学与技术进步奖,获全国优秀科技工作者称号。
在河南农业大学泡桐实验室,一排排正在培育的植株整齐摆放在架子上。这些,都是泡桐的幼苗。
“我陪‘你’长大,‘你’陪我变老。”在科研路上穷究一生,范国强将青春岁月镌刻在泡桐的圈圈年轮里。他用近乎“笨拙”的坚守,矢志不渝守望着泡桐树。
今日,全国的泡桐数量已近10亿株,成为我国平原绿化和速生用材林的第二大树种。
“命运的伏笔”
河南兰考横卧黄河故道旁,上百年来风沙、内涝、盐碱,曾是这里百姓难以忘却的伤痛。1962年冬,焦裕禄来到兰考。为了挡风压沙,他决定在这里栽种泡桐——“这种树能在沙窝生长,长得又快,五六年就能长成大树。成林之后,旱天能散发水分,涝天又能吸收水分,可以林粮间作,以林保粮。”
在这片土地上,还留下了另一名学者孜孜以求的身影。彼时,我国泡桐事业的开拓者——河南农学院(现河南农业大学)蒋建平教授带领学生到兰考县进行调查研究,并结合当地实际开展农桐间作研究实践。1980年,范国强考入河南农学院林学专业,导师正是蒋建平教授。结缘泡桐,命运的伏笔就此埋下。
此后,范国强又相继走进东北林业大学、中国科学院植物研究所、中山大学深造,从宽泛的林学专业到植物生理、分子生物学,再到蛋白质、DNA等微观世界,研究领域越来越深入。
“20世纪80年代,农桐间作模式在小麦产量、质量提升方面贡献很大。”范国强说,泡桐树根系较深,与小麦、大豆等农作物兼作,不与其争夺地表土层养分。开春时节,小麦陆续返青分蘖抽穗,而泡桐树正是开花季节,不与小麦争夺阳光。临近收获,冠幅丰茂的泡桐林带又可有效抵御干热风对麦田的伤害。
1994年,范国强回到河南农学院任教。这位30岁的青年学者正式接过了泡桐研究的“接力棒”。
当时,河南近亿株泡桐深受丛枝病困扰。丛枝病主要由植原体侵染所致,患病树木的枝条呈丛生状,远看像一个个杂乱无章的鸟巢。“丛枝病跟恶性肿瘤相似,它极大消耗了树木的养分,导致树木生长缓慢,严重时早早夭折。”范国强很是痛心。
与面临生存困境的泡桐一样,范国强的科研之路也举步维艰——没有平台、没有资金、没有团队,“那时,科研任务重、科研人员少,我经常让妻子帮忙购买试剂、清理仪器,就连孩子也习惯在实验室的座椅板凳上睡觉。”
向科研难题发起挑战的过程漫长而艰辛。“板凳甘坐十年冷”,对搞林业研究的人来说,并不是一句空话。
就这样,范国强开始了实验室、试验田、教室的“三点一线”生活。他综合运用病理、分子生物学等多学科理论与技术,发现植原体分泌的一种蛋白质进入泡桐细胞后,导致泡桐细胞中的一些基因表达发生变化,使泡桐的生长激素水平发生紊乱,从而发生丛枝病。这一成果引领了国内外植原体病害研究的新方向。
对症下药。范国强带领团队针对致病的蛋白质研发出抑制剂,既可在种植泡桐之前先给幼苗“打疫苗”,也可在泡桐生病后通过“挂吊瓶”方式进行治疗,丛枝病的防治工作取得了显著效果。
2010年,范国强心潮澎湃地走进人民大会堂。凭借《泡桐丛枝病发生机理及防治研究》项目成果,他捧回了国家科技进步奖二等奖,迎来了自己科研生涯中的第一个“高光时刻”。
“琴瑟之木”
泡桐是原产我国的重要多用途乡土树种。早在3000多年前,《诗经》中就有关于泡桐的记载:“椅桐梓漆,爰伐琴瑟。”其中“桐”指的就是泡桐,泡桐木是古代6种可以制作琴的木材之一。
兰考的沙质土壤,赋予泡桐木“会呼吸的纹理”——木质疏松、透音性强、共鸣度高,共振如清泉击石。
古乐回响,缱绻动人。利用泡桐资源优势,兰考县涌现出200多家民族乐器企业,生产古筝、琵琶、古琴等多个品种,形成集“泡桐种植—研发—生产—销售”于一体的产业链。
“这张照片是我2018年8月到兰考县堌阳镇调研时拍摄的,画面里制作乐器的材料就是泡桐。”手机里一张张关于泡桐的照片,见证着范国强讲台、实验室、田间地头的工作日常。
目前,全国95%以上的民族乐器音板都取材于兰考泡桐。很多人不知道的是,“琴瑟和鸣”的背后,离不开泡桐品种的改良与更新。
自然情况下的泡桐,是二倍体品种,存在自然接干率低和抗逆性弱等问题。“也就是我们通常所说的成材率低、易发病,阻碍着泡桐树的大面积种植推广。”范国强说,在泡桐丛枝病方面的研究,也带动了泡桐丰产栽培与良种选育工作的推进。
焚膏油以继晷,恒兀兀以穷年。在范国强和团队的一次次实验中,一种自然界中所没有的四倍体泡桐悄然问世。
当泡桐基因数量成倍增加后,其生长速度、木材的密度和白度都得到了提升。同时,四倍体泡桐的成功培育,大大提升了泡桐抗丛枝病能力。以往二倍体泡桐的5年发病率高达85%以上,现在四倍体泡桐的5年发病率已降至13%左右。
30多年间,范国强的足迹踏遍了全国范围内泡桐适生区域的角角落落,实地开展泡桐新品种苗木繁育的培训和指导。如今,全国新栽泡桐中有65%是四倍体泡桐。
四倍体泡桐种质创制方法和育种技术体系,带动了林木倍性育种的新发展,一举奠定了我国泡桐育种的国际领先地位。2015年,这项名为“四倍体泡桐种质创制与新品种培育”的研究成果摘得国家科技进步奖二等奖。
科学研究没有止境。为了促进农民增收,瞄准泡桐产业升级中的“卡脖子”问题,范国强和团队研发出环境友好型桐材脱色、桐木加工及高端家具和民族乐器音板制造关键技术,把泡桐种质创制、丰产栽培和产业提升充分结合,形成了泡桐生产的完整产业链。
范国强举例说,过去一架古筝需要数块泡桐板材拼制而成,如今仅靠一株泡桐就能实现整架琴身的制作,这样的一架高品质古筝售价可达30多万元。
这一系列成果让泡桐的经济社会效益得到了极大提升。“速生抗病泡桐良种选育及产业升级关键技术”项目获2023年度国家科技进步奖二等奖。
“在前两次奖项的基础上,这个成果的研究内容要更深入一些,产业链拉得更长、泡桐的附加值得到了充分挖掘。”范国强说,这得益于科研团队构建了国内外第一个完善的泡桐遗传信息解析平台——也是该团队第三次获奖,最核心的理论基础和技术支撑。
“泥土里的经验”
知山知水,树木树人。在教学中,范国强常勉励学生:“要坚定信念、勇于创新,不怕试错、敢于挑战,把论文写在祖国的大地上。”他带出的200多名研究生,多数都成了基层林业站的技术骨干,在全国林业战线开枝散叶。
然而,由于林业行业的特殊性,为了项目而科研的现象不在少数。范国强说,大部分林业科技工作者,特别是青年林业科技工作者往往注重“短、平、快”的研究工作,优良林木品种培育等关键问题很少有人问津,严重阻碍了林业的长期可持续发展。为我国林业长远发展计,范国强特别提交提案,建议在国家有关部门支持下,尽快设立现代林业产业体系科学家岗位,稳定林业科研队伍及其研究方向。
远则深山,近则田园,林学人的课堂不只在教室,还“在乎山水之间”。
“几年前,我带着学生到新乡农村调研。当时正值4月,小麦饱受干热风困扰,产量和质量受到严重影响。如何有效防范干热风,成了农民群众的一块心病。”范国强将民声转化成《关于“推进中原林业建设”的建议》,提出加强泡桐与农田的间作,既能美化乡村环境,还能有效保障粮食产量和质量稳定。这件提案得到国家林业和草原局的反馈和关注。如今,这种间作模式在豫北平原被越来越多地推广。
2022年,习近平总书记在看望参加全国政协十三届五次会议的农业界、社会福利和社会保障界委员时强调,要树立大食物观。“当时我就坐在台下,从‘粮食’到‘食物’再到‘大食物观’,习近平总书记的重要讲话精神,使我对粮食安全的思考有了更宽广的视野。”次年,范国强结合工作实际,提交了关于加快开发森林食品的提案。
这也是近几年范国强和团队的研究方向。“20世纪七八十年代,民间流行吃泡桐花。趁着嫩嫩的花苞还没开放,焯水后凉拌,或者做成蒸菜,味道清甜。也可以直接泡水做花茶饮用,还能清热解毒。”忆起少年往事,范国强说,泡桐花有清肺利咽、解毒消肿等功效,而且所含的木犀草素对治疗胆管癌有一定疗效。
围绕泡桐的花、叶、根、果实、树皮等的全方位开发利用,更深入的研究与实验还在泡桐实验室接续进行。
“作为全国政协委员,我的履职重心也一直放在农林产业发展和林业生态环境保护方面。”一摞摞调研采访的手稿、一张张田野森林的照片、一件件改了又改的提案,展示了范国强深入基层、深度思考的工作状态,体现着他立足专业、为民发声的实干担当。
“传统的林木育种周期长、效率低,一个优良品种往往需要三四十年才能培育出来。”在长年的科研生涯中,范国强发现,这种“爷爷栽树、孙辈乘凉”的漫长周期,早已与现代林业高质量发展的需求相去甚远。今年全国两会上,范国强特别就加快推进林木人工智能育种技术研发与应用提出建议。
每个月,范国强都要到种植基地看看泡桐树的生长情况。他常说:“搞林业的脚底不沾泥,脑袋就会生锈。”正是这些泥土里的经验,成为范国强撰写提案的养分,也是他传道授业的底气所在。
一个人走得很快,但一群人走得更远。范国强说:“现在我们团队有35位研究生,希望我的学生能够从这个大家庭里吸取营养,像泡桐树一样茁壮成长,成为国家建设之栋梁。”
“范老师带给我们的是榜样的力量,也坚定了我们对泡桐研究的信念,拿好这个接力棒,希望能够通过我们这一代的努力去推动国家泡桐产业发展。”泡桐生物学实验室团队成员唐雪飞深有感触。
桐花万里丹山路,雏凤清于老凤声。薪火相传,代代接续,秉持科学的信念,怀揣求知的梦想,顶天立地的林业人扎根大地、拔节生长。
责任编辑:魏蔚