■中国科学报记者 李晨

　　临近春节，北方大地积雪未化。而千里之外，28摄氏度的三亚，中国农业科学院试验田里人影绰绰，科研人员戴着遮阳帽，穿着防晒服，弯腰记录作物数据。

　　现代化的实验室在这里建起，高精尖的科研设备在这里架起，除了给育种材料“南繁加代”，科研人员还用最先进的生物技术精准敲除不良性状、利用人工智能模型从海量数据中预测下一代的产量与抗性、在可控环境和温室里模拟气候筛选“明日之星”……

　　一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”，南繁热土上，他们用坚守加速农业科研进程，守护着国家粮食安全的希望。

　　①顾兴芳在黄瓜基地。

　　②顾兴芳的记录本。

　　③李艺超介绍根系成像技术。

　　④科研人员正在鉴别昆虫样本。

　　⑤张浩文在三亚昆虫雷达站。李晨/摄

　　育种不休：每个品种都是孩子

　　位于三亚崖州湾的国家现代农业（种业）产业园黄瓜大棚里，一排排整齐的瓜秧间，刚好容得下一人通过，地上插的小牌子上写着实验黄瓜的名称。63岁的中国农业科学院国家南繁研究院（以下简称南繁院）研究员顾兴芳从瓜秧中钻出来，她手里紧握的记录本已泛黄，页角卷起，上面密布着只有她自己能解读的符号——最好的材料打三角、抗病性画圈……

　　自1988年开始从事黄瓜育种，顾兴芳在这条路上已走了38年。退休前，每年的黄瓜生长关键期，她和同事都会从北京飞抵三亚，一待就是数周。

　　从前年开始，顾兴芳几乎在黄瓜的整个生长期都守着这片试验田。“退休了，过来发挥余热，继续选育优良品种。”她说。

　　为了能在田里持续工作，减少往返住宿点的时间，学生和工作人员在大棚中央搭了一个约两平方米的简易塑料棚作为休息区，里面摆了一把旧椅子，堆放着试验用具、农具。“累了就坐一下，我这腰不行。”顾兴芳说。他们正在选种，记录本上详细记载着每一株黄瓜整个生育期的各种表现。科研人员根据这些数据筛选优良材料，然后摘下成熟的瓜，取出种子发酵、晾晒、贴标签保存，带回北京继续下一轮筛选。

　　当记者问及“打算育到什么时候”时，顾兴芳沉默了几秒，她的眼眶湿润了：“没想……这一辈子没干别的，就一个黄瓜。课题还需要的话，就再干几年。”

　　正是这份执着，她和团队已育成50多个深受消费者喜爱的黄瓜品种，其中27个获得品种权证书。“每一个品种都是我的孩子。”顾兴芳说。

　　近几年的网红“减肥黄瓜”中农脆玉3号就诞生在这块试验田里。他们培育的中农68号这一季在海南当地推广1000亩，瓜条深绿亮泽、瓜刺多，收购商抢着要。成功的背后是十年磨一剑的艰辛，“一个材料从收集资源到市场认可差不多得10年”。

　　顾兴芳计划工作到3月，“基地工作不能停，就在三亚过年了”。

　　同样坚守在三亚的还有南繁院助理研究员何坤辉，他正在用基因组大数据育种。“可能听起来有点高深，其实道理很简单，就像给庄稼做基因体检＋未来预测。”何坤辉说。

　　“以前育种得把种子种下去，等好几个月，看着它们慢慢长大，最后才能知道哪个长得好、哪个产量高。现在我们能在苗期就预知其未来的表现。”何坤辉解释说，他们把收集来的大量已知基因型和表型的作物数据“喂”给人工智能，训练它熟记基因型和表型之间的关系。“学成”之后的智能模型可以根据育种家输入的幼苗基因型，预测这些材料长大后的表现。预期表现不好的幼苗不会进入田间试验环节，从而大大节省时间、资金和土地资源。

　　这里没有假期，只有作物生长周期

　　南繁院表型大楼地下一层一间长46米、宽11米、高7米的实验室里，一幕略显“科幻”的场景映入记者眼帘。

　　模拟阳光高低不同的LED灯从房顶垂下，照射着一盆盆玉米、棉花、大豆等。一盆盆棉花幼苗慢悠悠地从记者面前“走过”。它们并没有长脚，而是在传送带上缓缓移动，好像接受体检一样依次进入神秘的白色成像单元，里面有可见光、光合荧光和根系扫描三种成像单元。第一盆进去后，门关上了，第二盆在门外静静等候。

　　这是南繁院传送带高通量表型采集平台，棉花及近缘植物种质资源创新利用团队研究员杜雄明正在这里做室内表型实验。“春节也停不下来。这里没有假期，只有作物生长周期。”杜雄明说。

　　他正在利用这些设施开展三大实验：盐碱干旱胁迫筛选、单株生长发育监测、营养效率研究。通过精准水肥控制，他们能快速筛选抗逆材料，“比如第三排品种，施加盐碱胁迫后长得很矮，说明它对盐碱敏感”。

　　杜雄明告诉《中国科学报》，南繁院聚集了中国农业科学院多个团队，“大家在一起可以协作干很多事情”。

　　这项室内实验中，负责数据采集的是作物表型创新研究团队。该团队科研助理李艺超指着电脑屏幕上显示的图片说，一株棉花苗被传送带送入设备后，自动托起旋转，高精度相机依次从8个角度平视拍摄，顶端摄像头再俯拍1张。“后续可通过数据处理构建单株三维精细结构，包括叶夹角、穗位等几十种形态数据。”

　　更神奇的是光合荧光成像单元。通过叶绿素荧光成像技术，科研人员可以在肉眼未见变化时通过计算机图像处理，发现生理异常。李艺超展示了两株棉花图像对比：“一株正常，一株经过了盐处理。荧光显示处理组的嫩叶已变蓝，而正常组无变化，这就像疾病的早期诊断。”

　　在更具革新性的根系成像单元，特制的根管生长系统让作物根系沿透明管壁生长，使得植物的根部完全裸露可直接观测。“传统方法要洗根，会破坏根的结构，这种方法可以实现非损伤动态观测。”李艺超说。

　　离开表型平台，记者步入楼顶刚刚建成的智能光热平衡节能设施温室。

　　170平方米的温室内，一排排光伏板随算法自动调节角度，仿佛银色的翅膀捕捉着阳光。南繁院智慧化数字化南繁技术团队负责人张建华演示着人工智能控制系统：“温度高时光伏板关闭降温；温度低时打开透光。光伏发电直接供应风机、水帘和LED灯，多余电力存蓄电池，实现能源自给。”传统光伏板遮挡光照，但他们研发的“夸父算法”平衡了发电与光照需求。

　　温室里，机械臂缓慢移动，上面安装的摄像头可以多角度拍摄作物，获得的图像可进行三维建模。张建华说，光伏温室能精准调控光周期，加速世代繁育。例如大豆等对光周期敏感的作物，在自然条件下一年只能完成1~2代。在温室内，通过人工补光，将光照时间延长至每天22~23小时，可以诱导其提前开花，实现“加代繁殖”，将育种周期缩短30%~50%。

　　雷达下的守夜人：守护“空中国境线”

　　夜幕降临，国家野生棉种质资源圃试验田边，南繁生物安全与风险评估团队副研究员张浩文守在迁飞性害虫监测雷达旁的小屋里。他凝视着屏幕上闪烁的亮点，那是雷达探测到的2000米空域内的迁飞昆虫，屏幕上还显示了昆虫的数量、高度、速度乃至振翅频率数据。他面前的桌上，一边是摆放整齐的昆虫标本，一边是诱虫灯前一晚诱捕到的昆虫样本。

　　“虫子不过春节，我们也不能歇。”张浩文是一个追虫人。从全国50多台雷达组成的世界最大昆虫雷达网中可以看到，这个季节除了海南地区，全国其他地方几乎没有害虫的身影。

　　海南是迁飞害虫的“冬季驿站”。稻纵卷叶螟、稻飞虱、草地贪夜蛾等伴随季风迁徙，形成北迁南回的周期性迁飞格局。“三亚正处于东南亚-华南迁飞通道的关键节点和第一线，是观测和研究的最佳位置。就像育种专家来这里加代繁殖，我们也跟着虫子走。”张浩文所在的团队在海南共布设了5台雷达和7个高空灯，形成覆盖全省的监测网络。

　　昆虫雷达24小时不间断实时监控，并将数据上传到联网系统中。黄昏时分，安装在试验田旁的高空探照灯和测报灯自行启动，昆虫趋光落入诱捕装置。次日，研究人员收集昆虫样本，并逐一鉴别、计数、记录。

　　“我们要搞清楚几个核心问题：什么虫、什么时候来、从哪里来、到哪里去、数量有多少。”张浩文说，“这份数据，直接关系到全国病虫害的预警和防控。”

　　春节前后是早期迁飞害虫抵达我国的关键期。“2月中下旬到3月，境外虫源开始随西南气流进入，是预测全年趋势的第一信号。”张浩文说。

　　团队还研发了精准阻控技术，正在三亚进行实验。这项技术利用雷达探测信息，指引诱捕昆虫的高空灯调整俯仰角，可让诱杀效率提升5倍。

　　地面防控也同样精准。“当地面监测设备感知到虫群降落，会立即控制区域内的诱杀装置启动。虫子刚落下来，就被快速杀灭，不等它产卵。”团队计划今年在海南进行技术示范，展示整套技术体系。

　　顾兴芳与黄瓜记录本、何坤辉与“基因体检”、杜雄明与“走路”棉花、李艺超与表型设备、张建华与“夸父算法”、张浩文与雷达网络——这些看似微小的坚守，在南海之滨，播下了藏粮于技的种子。

　　《中国科学报》 (2026-02-05 第1版 要闻)