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盐碱地的追梦者

——记校友、教育部“长江学者”特聘教授柳参奎

柳参奎, 朝鲜族,出生于1963年9月,新普京澳门娱乐场网站农学院毕业生,教育部“长江学者”特聘教授,博士生导师,现任浙江农林大学省部共建国家重点实验室培育基地常务副主任,教育部长江学者与创新团队带头人,教育部优秀青年教师,享受国务院政府特殊津贴。

柳参奎长期以来从事抗旱、耐盐碱机理、植物转基因技术等分子育种研究以及盐碱地生态恢复研究工作,通过盐碱地林草资源野外调查、评价,研制了可治理盐碱地实用推广技术(微客土技术)与蒙古柳对盐碱化草地渐进式改良等技术,探索出了盐碱地植被恢复新模式。

发愤图强 劲展求学志

1984年,柳参奎考入延边农学院农学专业,初入校园的他对这里的一切充满了好奇和憧憬,暗暗下定决心要在这里丰富自己的头脑,学到更多的知识。怀着梦想,他努力学习专业知识。四年里,没有花前月下的浪漫,没有觥筹交错的交际,他身影出现更多的地方是学校的图书馆。

本科毕业后,柳参奎以优异成绩考上了农学院作物遗传育种专业的硕士研究生。1991年硕士研究生毕业后,他留校成为了一名大学老师。他没有满足现状,而是不断捕捉最前沿的信息。当他知道在农业育种方面,国外已经在分子育种和转基因的道路上快速发展时,心中万分着急,想着如果能把常规育种与分子育种结合起来一定能够大有作为。恰好此时,农学院派他到韩国汉城大学研修,1995年他又到韩国忠南大学植物遗传教研室学习分子生物学技术。那时国内育种主要通过杂交技术,而分子育种可以大大缩短育种周期,并且使植物快速获得抗性。在国外学习期间,柳参奎抓紧一切时间,虚心向身边人请教,夜以继日,废寝忘食,始终努力向着自己的目标稳步前行。

在日本东京大学亚洲生物资源环境研究中心,柳参奎了解到国外对盐碱地研究已经远远超过中国,在承受巨大的压力的同时也感到了肩上的责任,他下定决心,一定要在盐碱地改良上做出一番成绩。怀着爱国之心,报国之志,他在东京大学的实验室里探索着未知领域的奥秘。实验失败已是家常便饭,面对一次次的失败,柳参奎没有气馁,认真总结每次失败的经验教训,他觉得自己在失败上花费的时间是值得的,这样别人就可以在他研究的基础上,另辟蹊径继续探索,从而节约时间。就这样日复一日,一干就是5年。2001年柳参奎获得了日本东京大学校农学专业博士学位。随后他回到祖国,在东北林业大学任教,并积极投身于治理盐碱地的研究中。

满腔热血 专注盐碱地

柳参奎结缘盐碱地是在21年前的一次野外调研活动中。年轻的柳参奎站在一片盐碱地上,面对眼前的一切,他若有所思。此处虽然不是沙漠,却也是一望无际白花花的光板地,这片土地盐碱化实在太严重了,pH值接近11,作物栽种不到两小时就会失水干死,而在当时,我国盐碱地面积与已有耕地面积相当,约近一亿公顷(16亿亩左右)。柳参奎心想:“如果能将盐碱地视为后备耕地,这对保障国家粮食安全和生态安全意义重大。”因此在后备耕地资源匮乏的现实情况下,他带领团队开展盐碱地向耕地定向培育的养护与抚育过程的研究。

柳参奎立志用自己的所学治理盐碱地,让荒芜的土地长出草来,从而改善生态环境。随着研究的深入,柳参奎的视野不断扩大,他开始了盐碱地新的战略研究。柳参奎带领的团队首先制定了立足长远的科学规划,本着先养护抚育、后复垦利用的原则,建立向耕地定向培育的技术与政策体系。为应对国家生态安全,把以草地化过程的生态修复作为研究的起始点;为应对长远的国家粮食安全,把以盐碱地的耕地化过程的研究作为长远研究的落脚点。在理念上把对盐碱地的研究从生态安全的角度,提升至应对未来粮食安全的国家战略高度。基于此,他们向国务院、黑龙江省委提交了“国家(省)要高度重视后备耕地(盐碱地)资源的抚育利用的建议书”,引起了国务院、黑龙江省委的高度重视。

农民教授把论文写在大地上

柳参奎教授中等身材、皮肤黝黑,如果不是在大学校园里见到,人们准会把他当成一位农民。他长期在野外从事抗旱、耐盐碱植物育种及盐碱地生态恢复研究。人们给他起了个绰号——“农民教授”。就是这位“农民教授”,在恩师原延边农学院植物分类学专家金洙哲教授协助下,开展了东北松嫩平原盐碱地资源野外调查和评价,系统整理、筛选耐盐碱特种植物资源,获得了大量的可利用的盐碱地植物资源。他主持编写了《中国东北盐碱地植物原色图鉴》《植物碳酸盐逆境生理及其分子机制的研究》《东北盐碱地碱斑植被恢复及资源利用》等著述,为松嫩平原盐碱植物资源的合理利用奠定了良好基础。他依托筹建的安达盐碱地野外观测站试验基地与配套设施,研制了可大面积治理盐碱地的实用推广技术,探索出了盐碱地植被恢复新模式。15年来,柳参奎在国际上的专业杂志发表论文80余篇,大大提升了研究团队的学术水平。

长期以来,柳参奎带领团队以松嫩平原盐碱地为研究对象,以大庆油田区盐碱地的核心地带 “盐碱地野外试验站”为基地,以国家“863计划”、国家行业公益专项、自然科学基金等项目为依托,风雨兼程着力于抗逆资源、植被恢复与演替过程、盐碱地耕地化过程等研究,基本建立了资源保存、繁殖、选育的设施及技术体系。总结了盐碱地极端环境裸地(碱斑)植被自然恢复与植被群落演替规律,通过学科交叉融合,成功解决了“不毛之地”(pH 10.5左右)植被修复的技术难题,研发了简便、经济、高效的植被恢复技术(“微客土技”术)及相关机械设备,为松嫩平原重度盐碱土地的植被恢复与重建开辟了新的途径,为国家和世界生态环境建设作出了重大贡献。

攻坚克难 倾心育人才

在教学与科研实践过程中,以柳参奎为核心的科研团队从最初3-5人的研究小组,在18年间发展成为以盐碱地为核心研究内容、队伍建设达到教师20余名、在读研究生80余名的“百人团队”,2013入选“教育部创新团队”项目,评估优秀。2017年又获滚动支持。柳参奎入选长江学者计划以来,在实践中着力构建了1个研究中心+1个团队+4个平台(“1+1+4”)教科研工作体系。即成立了盐碱地生物资源环境研究中心;研究团队入选了教育部创新团队计划(后备耕地修复技术与盐碱逆境分子育种基础);建设的平台有:①学科学位点平台,学科成为省重点学科,学位点成为博士点;②研究平台被批准为教育部重点实验室(东北盐碱植被恢复与重建);③国际交流平台,东北林业大学-东京大学“环境科学国际联合实验室”(教育部直属高校外专计划学校特色项目),④野外试验基地,安达盐碱地野外试验站。目前已经形成了集人才培养、科学研究、社会服务、国际交流为一体的“1+1+4”框架的实践载体。培养的多名研究生评上了副教授、教授。其中有两名入选教育部新世纪优秀人才支持计划,多名成为博士点学科骨干或学科带头人。目前,他们以教育部创新团队滚动支持为新抓手,把盐碱地的研究与治理扩展至滨海、新疆等不同类型的盐碱地,为国家盐碱地规模化、体系化治理提供理论支撑与技术支持。

“微客土”——治碱“小药丸”

从2001年开始,柳参奎带领研究团队在安达盐碱地野外观测站试验基地开始与盐碱地进行“亲密接触”。他的研究对象是重度盐碱地或称裸地。柳参奎经常一个人到野外寻找植被,趴在盐碱地上观察零星的植物,一看就是几个小时。他发现,盐碱地有的地方长草,有的地方不长,而草一般围在碱斑四周,植被种类分层生长。如果从它们的遗传基因着手,说不定能寻找到抗逆机理。于是,受到了启发的柳参奎向植物及大自然学习,开始研发治碱技术。经过调查采样,盐碱地共生存300多种植物,而分层次生长在碱斑四周的最常见的植物有10种。柳参奎兴奋不已,随即和团队开始从植物中提取基因,研究抗逆植物品种。就这样,治碱“小药丸”诞生了。这枚“药丸”由抗逆种子、微量的土、养分、保水剂、胶黏剂、支撑物等构成,它是一种微客土。不仅制作原理简单、见效快,而且技术成本低,不需要大量换土,非常具有推广价值。

柳参奎和他的团队开始了治碱“小药丸”的制作,通过中药成丸机器生产的治碱“小药丸”试用在安达基地的重度盐碱地上能长出的草有一人多高,每年要割好几茬。柳参奎还配套研发了药丸栽培机,这个栽培机就像水稻插秧一样,把治碱“小药丸”栽到光秃秃的盐碱地上,过段时间草就能疯长起来,从而实现大片盐碱地的植被恢复。

盐碱地在柳参奎的心里永远是一片绿洲,而这片绿洲是他及其团队所有科研人员的汗水浇灌而成的,柳参奎深信未来的盐碱地必将是畜牧业原料基地、是生态系统重要载体,更是未来粮食增量的主要来源。