一粒小麦，在他眼里就是整个世界的重量 | 科学人

作者：兰州分院 西高所

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

在青海，有一项全国纪录很少被外地人了解。1978年，青海省都兰县香日德镇春小麦种植创下全国亩产1006.65公斤的纪录。这个纪录背后有一个享誉全国的小麦品种，叫“高原338”。而培育“高原338”的研究机构，就是中国科学院西北高原生物研究所（以下简称“西北高原所”）。

该所张怀刚研究员当年深受“高原338”的影响，从选择农学专业学习，到进入西北高原所从事小麦育种研究，一路走来刚好40年。张怀刚非常自豪地说，“我在小麦育种行业见证了中国改革开放40年的伟大征程”。

张怀刚研究员（图片来源：作者提供）

从农村来，奔农业去

张怀刚有很多社会身份，但是，他更愿意称呼自己是一个“搞农业的人”。他说：“我过去是农村娃，后来又搞了几十年的农业研究。”

张怀刚出生于四川省广安市的一个普通农村家庭，家里祖祖辈辈都是农民。1978年，正值中国恢复高考的第二年，年仅16岁的张怀刚不知不觉间站在了历史和时代的拐点上。

当时，对一个农村孩子来说，几乎不知道高考为何物。面对专业选择，张怀刚无从参考，只是因为长期在农村生活，自认为对农业很熟悉，加之听说国家对农业院校考生有不少“优惠政策”，他就选择了农学专业，并顺利考上离老家不远的西南农学院（现西南大学），在农学系学习作物生产与育种知识。他入校后才知道，当时在育种界已经声名鹊起、后来被誉为“杂交水稻之父”的袁隆平院士，也出自这所学校的农学系。

大学四年一晃而过，在“统包统分”的时代，年仅20岁的张怀刚却为毕业去向犯了愁。当时，有三个不错的选择摆在他面前：一是留校任教当老师；二是去农技站做技术员；三是去研究所搞育种研究。

张怀刚博士毕业答辩（图片来源：作者提供）

张怀刚说，“当时也综合比较过，但还是觉得育种研究更有社会意义，也符合自己的性格”。尽管主管毕业分配工作的老师再三劝他，搞育种很艰苦，但张怀刚还是毅然决定从事育种工作。他说，自己的想法很简单，一来自己“从小在农村长大，最不怕吃苦”，二来“和一条新闻有关”，“当时,西北高原所培育的小麦品种‘高原338’突破了亩产1000公斤的大关”。这对经历过粮食稀缺年代的张怀刚来说，无疑是一条振奋人心的“大新闻”。正是这条新闻，让张怀刚对小麦育种一直“心怀大志”，也对西北高原所一直“心存好感”。

所以，他很乐意第一次“出远门”，前往上千公里之外的青海西宁工作。

“来之后发现跟自己想的还是有点儿不一样”，张怀刚回忆说。刚开始，生活上很不习惯：一是海拔高，冬天冷；二是面食多，稻米少；三是离家远，思乡切。张怀刚还记得，当时按月供应伙食，每人每月三十斤粮食，其中大米供应只有三斤。由于大米紧缺，食堂每天早上只能供应稀饭。“那个稀饭是用头一天的剩饭加工的，其实就是稀溜溜的白开水泡饭，根本不顶饱”。这对成长于南方的张怀刚来说，确实“有点儿难过”。

不过，张怀刚很快就适应了生活上的那些困难，他从最基础的考种(一种考察种子品种特性的方法,一般考察项目有株高、芒长、穗长、千粒重等)做起，逐渐开启自己的育种研究之路。

出一趟差 干了件大事

1982年9月，进所才一个月的张怀刚被领导安排了一份美差：去福建漳州进行小麦加代繁殖。福建漳州是著名的“鱼米花果之乡”，对张怀刚来说，能去气候宜人的南方，尤其是能吃上白米饭，“比什么都开心”。

这也是张怀刚第二次“出远门”。可是，到了漳州，他傻眼了。尽管过去在农村种过田，在学校也跟着老师了解过一些育种知识，但是，真要自己下地种，却突然没了主意。

身边没有老师，也没有同事，更没有现在发达的通信条件能随时咨询，而且当时带了很多不同的小麦育种材料，“眼看国庆节过完了，再不种就错过了好时辰”，张怀刚只好硬着头皮播种。

那是他入职之初遇到的“最大挑战”，“种子都是研究人员辛辛苦苦培育出来的，有些种子已经培育了许多年，如果被我‘种坏了’，是多大的损失啊！”张怀刚忧虑的几天睡不好觉。

没有老师就自己学，没有帮手就自己干。张怀刚将种子全部搬出来，在原有基础上进一步完善登记造册，然后对着记录本将种子一行行排列整齐，最后来到整好的地里，根据种子类型逐一点播……就这样，他几乎无师自通，把种子全都播种下去了。

1999年在国际小麦玉米研究中心访问（图片来源：作者提供）

然而，种子播下去了，却迟迟不出苗。这可把张怀刚吓坏了。下地一看，原来是秋天雨水少，地里十分缺水。当地又是沙壤土，张怀刚担心漫灌破坏土壤，会导致串苗，甚至直接破坏地里的种子，就只好选择一窝一勺地浇灌。水源地距离试验田很远，他就只能一遍遍担水，一勺勺浇地。不知不觉，泥土沾满了裤腿，汗水浸湿了衣衫。

就这样，凭着年轻人的一股子硬劲儿，他让地里的麦子长出了苗，种活了。张怀刚开玩笑地说，“看到种子发芽的那一刻，就跟小时候吃到糖果一样幸福甜蜜。”

次年三、四月，麦子成熟了。此时的漳州雨水很多，直接影响麦子收获。在当地老乡的帮助下，张怀刚组织了抢收——和播种时一样，分类分批收割，然后打麦装袋，并登记造册。然而，雨季收割的麦子含水分量高，如果保存不当，就会发芽或霉变。为了保住这些来之不易的种子，张怀刚突发奇想，发明了一个“种子晾晒机”。他在仓库里弄了一台风箱，调好控制温度，将种子放入其中一颗颗风干，“风干后的种子，才是最安全的种子”，张怀刚开心地说。

无意间，张怀刚这一趟“长差”却干了一件大事。

张怀刚说，“我种的这些种子里有一个非常重要的品种，叫‘高原602’，后来取得了非常大的成功”。“高原602”是张怀刚的博士生指导老师陈集贤研究员前后历时十余年配制的杂交组合和精心选育的品种。张怀刚在漳州繁殖出充足的种子，为后来扩大试验示范，加快推广应用奠定了基础。据了解，该品种1975年开始培育，1982年定型，1987年由青海省审定通过，后被推广至新疆、西藏、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、黑龙江等地，累计种植2000万亩，增产粮食5.88亿公斤，增产效益8.81亿元。1992年，“高原602”荣获青海省科技进步一等奖；1996年，“高原602”又荣获国家科技进步三等奖。

“这在春小麦育种领域是非常难得的成就！”张怀刚自豪地说。

育种是一门艺术

“育种是一个漫长的过程，一粒种子从早期培育到大面积应用推广，有时需要几年、十几年，甚至一辈子的时间”，张怀刚说，从事这项工作以后他才逐渐明白“育种是一门艺术”。

一粒种子，除了对产量有要求外，还有很多其它的要求，比如抗倒伏、耐旱抗寒、抗病虫害、营养价值，以及品种适用性，等等。在张怀刚看来，“育种的艺术性，就是要在这诸多的要求中，精挑细选、分析培育新的品种”。

张怀刚介绍说，小麦株高不仅影响小麦的光合作用，也会影响小麦抗倒伏能力，以及对田间肥力的综合利用。他们曾在西宁旁边的平安县试验一个品种，基本可以将株高控制在80公分左右，“我们觉得这个品种很好，就拿到别的地方推广试种，结果一试就倒了”。仔细研究才发现，两块地的肥力有很大差别，新推广地块的肥力明显很足，以致麦苗疯长，“随便就窜到100多公分了”。

在模拟实验室指导学生开展科学实验（图片来源：作者提供）

张怀刚严肃地说，“这就给我们提了个醒，种子的培育是一个综合系统，海拔、气候、土壤、株高、营养及抗病虫害等，需要综合观察、判断”。为了开展综合研究，张怀刚在西宁及其周边建了很多实验点，有时还要长途跋涉到很远的地方进行样本采集。

张怀刚的学生、同事刘宝龙副研究员记得，每年六、七月份，种子快成熟的时候，张怀刚都会亲自去地里踏勘，“不管白天行政工作有多忙，他都会在下班后来到几十里外的试验田观察种苗，经常在那里一待就是一两个小时”。遇到周末，他会在实验站住上两天，把问题搞清楚了才又回到市里继续别的工作。就这样春夏秋冬、寒来暑往，张怀刚“像养孩子一样精心培育种子”。

有一年九月，张怀刚带着刘宝龙等人外出采样。他们从西宁出发，沿着青海湖到柴达木盆地，再绕道祁连、同德等地返回西宁，整个行程3000多公里，历时十余天。让刘宝龙感动的是，张怀刚这一路，既当司机又当老师，还要当“保姆”，每天开车几百公里，同时还为学生讲授知识、答疑解惑，并且负责学生的安全和吃住用度。“每天早上7点出发，下午6点以后才能回到驻地，晚饭后还要整理材料直到凌晨一两点”。就这样连轴转了十余天，张怀刚竟然比刘宝龙他们这些小伙子还要“精神、麻利得多”。

靠着“把育种当艺术”的精神，张怀刚把小种子做成了大学问——他发表论文110篇，参与编著6部，授权专利2项，标准4项，作为主要完成人荣获省部级科学技术进步奖一等奖1项、三等奖1项，主持或参与培育的高产优质小麦品种多达12个，并在青海、新疆和甘肃推广应用，产生了较好的经济效益与社会效益。

育种，创造美好生活

“育种，创造美好生活”，这是张怀刚重要的座右铭。

张怀刚说，“新中国成立之初，中国人要首先解决吃饭的问题”，所以老一代育种人始终以“增产”为目标，“哪里亩产多少斤，就像一个个大卫星，确实非常鼓舞人心”。他自己心心念的“高原338”之所以影响很大，就是因为它创下了亩产1000公斤的纪录。他参与选育和推广的“高原602”，之所以能被国家科技进步奖承认，也主要是因为它“增产显著”。但是，随着人们生活水平提高，育种人渐渐发现，产量只是一个方面，品质越发成为更高的追求目标。

因此，不断满足老百姓对美好生活向往的实际需要，是育种人责无旁贷的使命。

在小麦试验地调研（图片来源：作者提供）

张怀刚举例说，北方人爱吃面，尤其爱吃拉条子，但是，拉条子对面筋的含量要求很高。早期一些小麦品种，尽管产量很高，但用它们加工制作的面粉不仅粘牙，而且没有劲道，不宜做拉条子。然而，他参与研制的“高原448”却在无意间突破了这个问题。“最开始考虑北方缺水，希望研发节水的新品种”，等他们培育出“高原448”后却发现，它的湿面筋含量高达32%，“面条评分”远远高于对照品种。“这就等于解决了老百姓‘拉拉条子’的现实需求”，张怀刚乐呵呵地说。

“口感、劲道是一种需求，营养价值则是更高的生活需求”，为了满足这些更高的需求，育种人还得不断探索。

刘宝龙的博士论文《小麦品种高原115紫色籽粒中花青素合成调控机理研究》就属于这一类新研究。他介绍说，“高原115”是一个紫色籽粒状的新品小麦，这个品种含有人体所需的钾、钙、镁、锌、铁、硒等微量元素，同时富含别的小麦品种所没有的花青素，后者具有极高的抗突变、抗氧化等营养价值。他至今还记得张怀刚当时“劝”他做课题时说的话，“老百姓既要吃饱肚子，还要追求口感，但未来一定是追求营养价值，我们应好好研究！”

如今，张怀刚团队不仅深入研究最尖端的分子育种技术，破解小麦育种的一些基础难题；还深入三江源生态保护领域，研究青藏高原特有“青稞种”的生态价值，培育高产优质的饲用燕麦新品种和既能耐高寒、固水土，又能“食草两用”的“小黑麦”品种，为地方经济社会发展和三江源生态环境保护做出了不小的贡献。

恰好与改革开放40年相伴，张怀刚从一个普通农村娃，一步一步成长为农业学科的带头人。回顾40年的生涯，张怀刚用两句话总结自己的“初心”：一句谈事业，他说，“科研总归要立足于国家、地方和人民的需要”；一句谈自己，他说，“一生与种子相伴，挺好。”

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