袁隆平科技创新与成功的实践特征_袁隆平论文

袁隆平科技创新与成功的实践特征_袁隆平论文

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中图分类号 G301 文章标识码 A 文章编号 1001-7348(2002)03-048-02

以袁隆平院士为首发明的杂交水稻和创立的杂交水稻学,是世界农业史上的一座丰碑,为农业科技和粮食生产的发展作出了重大贡献。综观袁隆平40多年的科研活动及成才成功的轨迹,可知他既是一位理论造诣精深的作物遗传育种学家,更是一名具有鲜明实践特色的科学探索者和战士。了解其科技创新与成才成功的实践特点,对有志于献身科技事业的读者将大有裨益。

1 从实践出发,在实践中发现问题和选择课题

1953年,袁隆平毕业于西南农学院,分配到湖南省安江农业学校任教。受强烈的创新意识驱使,他在教学的同时,利用课余时间,因陋就简,进行科学实验。当时学的、教的都是苏联米丘林和李森科的遗传学说,袁隆平按其进行红薯和月光花、马铃薯和西红柿等作物的无性杂交、嫁接培养、环境影响试验,企图得到经济性状优良的无性杂种,都未能成功。几年的试验结果表明其性状变异不能够遗传,因而没有什么价值。20世纪60年代初,他从外文报刊上获悉,欧美的孟德尔、摩尔根创立的染色体、基因学说对良种繁育有重大指导作用。他通过深入钻研和比较,形成了自己的认识,接受了孟德尔、摩尔根的遗传学说,将研究方向转移到水稻品种间杂交选育和系统选育上来。

1960年7月,袁隆平在稻田中观察到一株优异水稻,穗大粒多,显著强于其它稻株。而其第二年生长出的稻株,株高、生育期很不一致,并且没有哪一株的性状赶上前代。根据这种分离与退化现象,他判断出头一年的优异稻株是“天然杂交稻”;对这些分离的统计结果符合孟德尔分离规律,证实了他的判断。这给他很大的启示:水稻杂交一代有杂种优势;既然存在天然杂交稻,只要摸清规律,就可以培育出人工杂交稻良种,在生产上可以利用这种优势。1962年,他在水稻杂交育种试验中又观察到,两个形质各异的品种杂交后,子一代的诸多性状均明显优于亲本。这一事实强化了“水稻有杂种优势”这一认识,也强化了他利用这种优势的意念。从此,他毅然选择水稻杂种优势利用作为自己的奋斗目标。

实践是认识的来源与基础,实践使袁隆平认识了李森科学说的局限性和某些错误,放弃了无性杂种试验;实践使袁隆平发现了水稻杂种优势现象,选择了杂交水稻育种课题。这个放弃—选择过程是袁隆平实践观和实践特点形成的重要阶段,是辩证唯物论的认识论在科研选题和科技人才成长上的反映。

2 坚信实践第一,批判地继承前人的理论

袁隆平认为,理论来源于实践,又要受实践的检验;在理论与实践发生矛盾时,要以实践为第一,尊重科学事实,勇于实践,对既有理论采取批判地吸收的态度,即继承其符合客观实际的部分,摒弃其不符合客观实际的部分。这一点在他突破经典遗传学中“自花授粉作物没有杂种优势”的传统理论观点上表现得十分突出。

袁隆平提出利用水稻杂种优势的设想时,遭到一些人包括一些学术权威的反对,有人断言这项研究没有意义,有的指责这是“对遗传学的无知”。因为当时流行的经典遗传学观点认为:稻、麦等自花授粉作物,经过长期的自然选择和人工选择,许多不良的因子已经被淘汰,积累下来的多是优良的因子,所以自交不退化,杂交也不会产生优势。对此,袁隆平没有迷信,没有退缩,而是坚信实践出真知,根据在实践中观察到的事实进行独立思考:水稻杂种优势现象是客观存在,他不受“无优势论”的束缚,坚定地进行艰辛的实践探索。

后来的杂交水稻培育和应用的成功实践,否定了“无优势论”,丰富和发展了作物遗传育种的理论和技术,为其他作物的杂种优势利用提供了良好借鉴;也有力地说明辩证唯物主义实践观在科学认识中的重要作用。

3 以实践开路,探索破解难题的途径和方法

袁隆平类比杂交高粱和杂交玉米的研究,采取培育水稻雄性不育系、保持系、恢复系的三系配套法来利用水稻杂种优势的途径。根据这一总体技术路线,首先要找到可资利用和水稻天然雄性不育株,作为培育不育系的试验材料。这无异于“大海捞针”。袁隆平于1964年水稻扬花的盛夏烈日之下,弯腰弓背地在田间逐丘逐行地寻觅,直到第16天才找到第1株雄性不育水稻。

1964年~1970年的6年多艰难探索中,袁隆平研究小组先后用1000多个品种,做了3000多个杂交组合试验,仍未找到保持系,未育出不育株率和不育度都到达到100%的不育系来。袁隆平从这大量的实践中总结、分析,发现了问题的线索:用于杂交的众多水稻品种与不育材料的亲缘关系比较近,而有一定保持力的品种与不育材料的亲缘关系稍远。由此,袁隆平提出用野生稻与栽培稻进行远缘杂交以创造新的不育材料的新方案。1970年冬,研究小组在海南岛寻找野生稻资源的过程中发现花粉败育的野生稻株(称为“野败”),为研究打开了突破口。随后,袁隆平和参与全国大协作的专家们利用“野败”与栽培品种杂交转育,育成一批完全符合标准的不育系及保持系;用亲缘关系较近的华南和东南亚品种与“野败”型不育系测交,筛选出一批恢复系,1973年实现三系配套。

三系杂交稻培育成功后,推广应用的制约“瓶颈”是杂交制种产量低,远远不能满足大面积生产之需。这是20世纪60年代后期日本人育成“三系”后一直不能在生产上应用的两个难题之一,因而有人断言“过不了制种关”。袁隆平辩证地分析了与制种产量相关的不利因素和有利因素,一头扎进制种试验,找到了制种产量低的原因在于父本花粉没能均匀地散落在母本柱头上;针对这个症结,袁隆平等摸索出一套“以父母本花期花时相遇为关键”的技术,解决了制种低产难题,为1976年大面积推广铺平了道路。

4 实践无穷尽,不断丰富发展理论和技术

杂交水稻成功应用以后,袁隆平第一个指出其缺点,如大多数组合只能当晚稻种植等。他带领同事们进行各种类型组合选育,培育出不同季节、不同熟期的杂交稻,扩大了适种区域和种植面积。

20世纪80年代起,袁隆平开展了新的探索,提高育种效率,简化制种程序,进一步提高杂种优势利用水平。1987年,他提出杂交水稻育种的三阶段发展战略,即由三系法为主的品种间杂种优势利用。在他的运筹和带领下,杂交水稻科技勇士们不懈努力,一次次地履行实践一认识的过程,攻克了光温敏不育系的选育、不育起点温度的遗传漂变、亚种间杂种优势利用的4大障碍等一个个技术难题,把杂交水稻的研究和应用推进到两系法品种间和亚种间杂种优势利用的新阶段。

1997年,袁隆平提出超级杂交稻研究的理论和技术路线,向超级稻这一国际稻作科技新高峰攀登。目前,超级杂交稻研究已获重大进展,达到了农业部制定的中国超级杂交稻研究的首期目标,育成的先锋组合开始投入应用。同时,一系法和远缘杂种优势利用研究也取得阶段性成果。以袁隆平为代表的科技专家们的不断实践和创新,使我国杂交水稻研究20多年来一直保持世界领先地位。

脚踏实地,持之以恒,是袁隆平科学实践显著特点之一,也是他成才成功的重要因素之一。农业科研的实践性强,杂交水稻这样的开创研究更是如此。在杂交水稻的各次攻关中,袁隆平都是身体力行,冲锋陷阵,发挥尖兵与主将的作用。难能可贵的是,他成名后担任着众多的学术与行政职务,但仍然坚持科学观察、试验与思考,如今年逾七旬,一直坚守在杂交水稻研究的第一线。实践,是袁隆平成才成功及杂交水稻科技发展的无穷无尽的“源头活水”。

5 研以致用,直接为生产实践服务

袁隆平选择杂交水稻育种,是在我国粮食严重紧缺的20世纪60年代初期,发现水稻的杂种优势现象是触发条件,而直接动因就是培育高产水稻良种。培育多类型的杂交组合,就是为了扩大杂交稻的适种区域和种植面积,发挥杂交水稻的增产作用。光温敏核不育系的研究重点放在选育实用型不育上。20世纪90年代,为了解决长江流域早籼稻长期以来产量低、米质差的难题,袁隆平主持国家“863”计划项目的专题即安排重点攻关,选育高产、优质、早中熟的两系法杂交早籼稻。这一难题已被突破,高产优质兼备的杂交早籼稻于近年育成并投入生产。

应用是科学研究的目的,也是对科技成果的检验。研制出科技成果后,袁隆平即着力让其尽快地投入应用,而不让其沦为样品、展品,同时也将生产应用的情况、问题及时反馈至研究,使新良种、新技术能尽快地投入生产,转化成现实生产力。

6 相辅相成,实践与理论的辩证统一

袁隆平靠实践起家,但他的实践是在正确的哲学思想和遗传理论指导下的实践,不是盲目的蛮干。“天然杂交稻”的发现就是田间观察、试验与孟德尔遗传分离理论结合而获得的“顿悟”。他突破传统观念“无优势论”的羁绊,除有观察到的事实作依据外,还有辩证唯物主义“矛盾论”作指导:作物有无杂种优势,“在于事物内部的矛盾性”,即取决于杂交双亲遗传性状有无差异,是否构成杂种的内在矛盾,而不在于自花授粉或异花授粉的繁殖方式。用野生稻与栽培稻杂交创造新的不育材料的方案,就是在归纳大量实践资料的基础上,应用遗传学关于亲缘关系远近对杂交影响的有关理论分析而得出的。杂交稻制种获高产,就是两点论(既正视不利于异花传粉的一面,也看到有利的一面)、主观能动作用(可以扬利弃弊)和抓主要矛盾等哲学方法的综合运用。

袁隆平注重实践,同样注重理论思维,不断进行实践经验总结和理论升华,用以指导科研与生产实践;他的理论具有浓厚的实践色彩,因而也更具有指导意义。1966年发表首篇论文《水稻的雄性不孕性》,为我国杂交水稻研究奠基;1977年发表《杂交水稻制种与高产的关键技术》和《杂交水稻培育的实践和理论》两篇论文,前者及时指导大面积制种与生产,后者深刻阐述了杂交水稻的几个重大的实践与理论问题;1985年出版《杂交水稻简明教程》(中英对照),促进杂交水稻知识的系统化、普及与走向世界;1987年发表《杂交水稻育种的战略设想》,构筑了水稻杂种优势利用的体系框架,这一战略已为国内外同行所公认和遵循;1988年出版《杂交水稻育种栽培学》专著,全面、系统地总结了杂交水稻育种、种子生产、栽培、基础理论等诸方面的经验和问题,具有很高的学术价值和实用价值;20世纪90年代在两系法杂交水稻研究中,先后提出一系列技术策略,有效地指导了各项关键技术的突破;1997年提出超级杂交稻选育的新理念,为水稻超高产育种指明了方向和技术路线;1998年提炼形态改良与杂种优势利用相结合“育种家心得”,不仅是水稻育种科研的理性结晶,而且对其他农作物育种研究具有普遍的启迪作用和指导意义。

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