央广网南宁7月10日消息(记者罗兰 通讯员周珍如)在骄阳似火的甘蔗实验基地里,悉心观察蔗苗长势,这是中国农业科学院甘蔗研究中心主任、广西壮族自治区终身教授李杨瑞四十年来最熟悉不过的工作。躬耕田野,只为不断推动甘蔗产业的发展进步。
在近期举行的2023年广西科学技术奖励大会上,李杨瑞教授主持完成的“甘蔗联合固氮研究与应用”项目荣获2022年广西自然科学奖二等奖。“应用这项研究成果,可以降低甘蔗氮肥使用量75%,提高蔗糖分0.58%,在降本增效的同时还减少了蔗农的工作量。”近日,李杨瑞教授接受记者采访时说。
近年来,随着“甘蔗联合固氮研究与应用”成果陆续落地各大种植基地,蔗农减负增收,糖厂提质增效,广西的甘蔗产业向前迈出了一大步。在广西,该项技术近3年的应用面积达2194万亩,合计减施氮素65.82万吨,节约成本42.85亿元;多产糖57.26万吨,增加糖厂效益31.49亿元,产生了巨大的社会经济效益和生态效益。
摸清甘蔗固氮规律 降本增效减污染
甘蔗是世界上重要的糖料和能源作物。广西是中国最大产蔗区,甘蔗产量和蔗糖产量占全国的60%以上,但生产中氮肥用量大,一般每公顷施氮肥量450-750kg,约是巴西甘蔗生产平均施氮肥量的8-10倍,是世界平均施氮肥量的2倍以上。此外,氮肥利用率低,大部分氮被挥发、淋溶和土壤吸附,甚至蔗田损失的氮素已成为重要的面源污染因素,严重制约甘蔗生产的可持续发展。
李杨瑞教授在甘蔗实验基地向记者介绍相关研究工作(央广网发 周珍如 摄)
“这项研究我们做了20多年,主要是要摸清甘蔗的固氮规律,发挥甘蔗联合固氮的作用。我们从全区各地不同环境、不同品种的甘蔗根、茎、叶,甚至土壤里提取固氮菌做分析研究,投入了大量的精力。”李杨瑞教授说。研究团队共分离筛选出1200多种固氮菌,创建了我国唯一的甘蔗联合固氮菌资源库,发现了甘蔗普遍存在联合固氮特性,首次探明了甘蔗全生长期的固氮规律。
“以前蔗农根据传统种植经验,总认为甘蔗开始拔节后要大量施氮肥促进生长。经过研究,我们发现,在拔节封行后,甘蔗自身已具备较强的固氮能力,本身生长能力很强,只要有足够水分,就可从空气中固定大量氮素,满足自身生长对氮素的需求。过多施肥,它不吸收,还造成农资的浪费和土壤污染,并容易感染病虫害,降低产量和糖分。”李杨瑞教授表示,“甘蔗自身的固氮菌在拔节前的苗期量很少,这个阶段则需要大量施肥壮苗促长。”通过科技人员不断普及新的种植方法和技术,目前广西三分之二以上的蔗农都转变了种植观念。
助蔗农减负增收 让“甜蜜事业”更甜
“我们做科研一定离不开一线,除了在实验室,就是下基地。现在实验室工作基本上是年轻人在做,但是基地我经常要下去,哪里有需要就去哪里。”李杨瑞教授已年过花甲,但从言谈举止中可见其对甘蔗研究工作的热情始终如一。
他经常到田间地头开展“露天大讲堂”,将潜心研究数十载的技术教授给相关从业人员和蔗农们。他说:“大量的研究工作我们来做,出成果后,提供应用则要简单易行,甚至还能给蔗农减轻不少工作量,这是我们做科研的意义。”
李杨瑞团队不仅在我国开创了甘蔗生物固氮研究新领域,也探索出了甘蔗生物固氮育种新方向。“我们一直在协助选育固氮能力强的甘蔗新品种,目前桂糖系列品种有60多个,都比较优良,种植面积最广的是桂糖42号,一年种植400多万亩,占广西甘蔗种植总面积三分之一以上。”
科技为农业发展插上腾飞的翅膀,但需要一代一代地传承接力。甘蔗生物固氮研究团队先后培养从事相关研究的博士后11名、博士12名、硕士30多名,青年研究人员占比30%以上。祝开就是该团队中的青年博士之一。从固氮菌里提取出DNA,通过基因组学等现代生物技术手段进行分析,研究发挥固氮作用的主要基因,这是祝开的主要工作之一。“青年兴则国家兴,青年强则国家强。作为‘90后’‘科研农人’,我将继续潜心科研,奋力攻坚,积极服务产业高质量发展和乡村振兴,希望我们的‘甜蜜事业’更加甜蜜。”祝开笃定地说。
谈到接下来的研究重点时,李杨瑞教授告诉记者:“目前我们分离的1200多种固氮菌,真正详细研究的还只有近20种,后续的研究任重道远,还需要更进一步摸清甘蔗的固氮规律,做更深更广的研究。”