一場大旱后，地里的農(nóng)作物奄奄一息。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室廖紅傷心地在地里尋找還有一息生機(jī)的莊稼。這位專門對植物進(jìn)行根系遺傳改良的農(nóng)業(yè)專家忽然驚喜地發(fā)現(xiàn)，大豆還活著。她扒開干裂的土壤，看到了依然挺拔飽滿的根系?！爸参?0%以上的養(yǎng)分都是依靠根系吸收的，這類研究在美國已經(jīng)成為非常前沿的項(xiàng)目，但在中國還沒有人從事相關(guān)研究?！绷渭t教授對記者說。

　　心系三農(nóng)選定研究方向

　　“我希望借助科學(xué)的手段，控制植物根系對養(yǎng)分的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)，培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效的作物?！?/p>

　　隨著人口不斷增長、耕地持續(xù)減少以及氣候變化愈演愈烈，糧食安全已經(jīng)成為全球共同面臨的難題。作為一名多年從事農(nóng)業(yè)科研的專家，廖紅為什么要選擇大豆做科研項(xiàng)目呢？

　　廖紅講起她親身經(jīng)歷的一件事。一次她在江西調(diào)研，看到田里一位老農(nóng)民正在給大豆施氮肥。她問：“您為什么要施氮肥？”他說：“我還不是想讓豆子長大點(diǎn)。”廖紅聽后心中五味雜陳：第一，大豆不需要那么多的氮肥，施肥越多越會減產(chǎn)。第二，這種氮肥本身就很不適合大豆，會影響到根系發(fā)育或更多影響根瘤的發(fā)育。廖紅說：“作為農(nóng)業(yè)第四大作物，大豆是一個(gè)環(huán)境友好的作物，但我國目前大量的大豆都從國外進(jìn)口。我們選擇大豆做研究，一方面因?yàn)樗闹匾裕硪环矫嫠浅－h(huán)保。我希望借助科學(xué)的手段，控制植物根系對養(yǎng)分的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)，培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效的作物，從而解決農(nóng)民廣種薄收的難題。”

　　對植物進(jìn)行根系的遺傳改良，讓其更高效地吸收營養(yǎng)，并非易事。依照傳統(tǒng)方法，科學(xué)家會采用雜交育種的方式改變植物性狀，并從龐雜的雜交樣本中層層選優(yōu)，但人力、時(shí)間成本投入相當(dāng)高昂。高效直接的轉(zhuǎn)基因方法雖能克服傳統(tǒng)育種的很多缺陷，卻因存在較大的技術(shù)難題，始終難以實(shí)現(xiàn)大范圍推廣。面對這兩種大相徑庭的方法，廖紅選擇了第三條路：嘗試通過分子標(biāo)記對植物基因進(jìn)行定位，同時(shí)結(jié)合自己對根系生長和養(yǎng)分吸收的理解，定向選擇出更優(yōu)良的作物。利用這種方法，一方面可以通過定量分析和三維重建的方式，對根系進(jìn)行直接篩選，另一方面又避免了引入其他物種的新基因所帶來的爭議。

　　廖紅的研究在學(xué)界很快得到了廣泛認(rèn)可，她率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)率先開辟了植物根系生物學(xué)研究方向，并使其研究成果運(yùn)用于作物養(yǎng)分高效根系遺傳改良；結(jié)合酸性土壤上作物生長的養(yǎng)分特性，探索出了南方大豆的最佳養(yǎng)分管理措施及栽培模式，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，構(gòu)建了國際上首個(gè)基于田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)的大豆磷效率遺傳圖譜，創(chuàng)制了國際上首批通過根系改良提高磷效率的大豆新材料。

　　深入田間做科研

　　廖紅的研究方向主要是根系改良，讓根系能夠更好地吸收土壤中的養(yǎng)分，節(jié)省施肥。

　　為了觀察大豆在不同氣候環(huán)境和土壤中的變化，廖紅率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)不僅在廣東有100畝試驗(yàn)田，還先后在河北、四川、黑龍江等地都開辟了實(shí)驗(yàn)基地。據(jù)廖紅介紹，她研究的方向主要是根系改良，讓根系能夠更好地吸收土壤中的養(yǎng)分，節(jié)省施肥。她采用兩種模式：一是傳統(tǒng)育種改良，通過跟育種專家合作，培育的作物根系更發(fā)達(dá)，養(yǎng)分吸收效率更高。二是通過找到某些特定的基因，把它轉(zhuǎn)到根系里面，增強(qiáng)作物對養(yǎng)分的吸收。

　　大豆的根部可以使土壤變得更肥沃，再種其它作物的時(shí)候，還可減少施肥。廖紅充分發(fā)掘大豆的優(yōu)勢，通過和其他作物間種和套種來提高產(chǎn)量。比如，在種植大豆的同時(shí)間種甜玉米，還有適合在南方種植的火龍果。她比劃著說：“在南方間作跟北方不一樣，作物之間挨得很近，一窩里面一棵玉米、幾棵大豆。盡管少施很多肥，但是套種的甜玉米要甜很多，價(jià)錢更高一些。最有意思的是，挨著我們田地的農(nóng)民不愛吃他們種的玉米，專門來吃我們少施化肥的甜玉米。我們和大豆套種的火龍果既好吃又好看，很受歡迎?！?/p>

　　2011年，廖紅她們在黑龍江佳木斯種了100多畝示范田，在農(nóng)民施肥的基礎(chǔ)上減少50%的氮肥，增加了20%的產(chǎn)量。2014年，廖紅在河北趙縣做的實(shí)驗(yàn)也很喜人，減少50%氮肥可以增產(chǎn)13%。她很有信心地說：“我發(fā)現(xiàn)，越肥沃的土壤越可以減少化肥。2015年我還想做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，減少80%的氮肥實(shí)驗(yàn)，看大豆是不是會增產(chǎn)。還有，我們通過和小麥輪作種植大豆，用的是本地品種，沒有任何轉(zhuǎn)基因技術(shù)，就是利用接種根瘤菌、微量元素和合理化控制施肥并增產(chǎn)?！?/p>

　　用科研成果推農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

　　廖紅率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)參與育成大豆新品種5個(gè)，并參與了這些品種在華南酸性紅壤地區(qū)的推廣示范工作。

　　如何以科技創(chuàng)新成果推動農(nóng)業(yè)發(fā)展，是廖紅最為關(guān)心的事。據(jù)廖紅介紹，在科技成果轉(zhuǎn)化和推廣方面，她率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)參與育成大豆新品種5個(gè)，并作為廣東省科技推廣項(xiàng)目“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆新品種推廣示范”專家組主要成員，參與了這些品種在華南酸性紅壤地區(qū)的推廣示范工作，2014年初步推廣示范面積達(dá)上萬畝，用科技研究成果為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

　　在長期深入田野的細(xì)致觀察和反復(fù)鉆研中，廖紅關(guān)心的不再只是分子、基因、根系與作物。在她看來，自己在植物營養(yǎng)學(xué)方面的不懈探索，不僅可以提高作物產(chǎn)量，還有助于幫助農(nóng)民合理施肥，降低環(huán)境污染?？蒲泄ぷ髡哌@種切實(shí)而直接的責(zé)任，時(shí)時(shí)刻刻鼓勵(lì)她在科學(xué)之路上矢志前行。她希望利用那些鮮亮多彩的分子熒光標(biāo)記，讓更多更好的作物欣欣向榮地成長，也讓世界上更多人不再面臨饑餓的威脅。