他改變了黃連的傳統栽培方式,結束了幾百年來毀林栽連的歷史;他發明了天麻栽培技術,破解了天麻生長之謎,引領天麻研究走出誤區。
他被譽為“天麻之圣”“黃連之父”。更難能可貴的是,他的每一項成果都寫在大地上,轉化為農民致富的生產力。
打破黃連栽培模式
徐錦堂,1929年6月12日出生于山西省太原市,原籍山西省五臺縣。父親徐步青原本是鋸碗釘秤的手藝人,因適逢度量衡制改革積攢了一些錢, 與別人合股經營了一個織布廠,一家人得以小康。
1935年徐錦堂在太原上小學,兩年后抗日戰爭爆發,全家逃到晉西。他在那里讀完了小學,考入進山中學。1944年,父親撒手人寰。為一家生計, 徐錦堂被迫輟學,以種地、趕腳、賣苦力來維持一家生活。
1949年,太原解放。徐錦堂考入山西農業技術學校。他十分珍惜國家給他的學習機會,刻苦學習,成績優秀。在抗美援朝宣傳和募捐活動中, 先后兩次立功。1952年,畢業后留校教書。1954 年,徐錦堂考入山西農學院。在校期間,先后擔任過班主席、校學生會主席。1958年,徐錦堂以優異成績畢業,分配到中國醫學科學院藥物研究所。到北京報到不久,徐錦堂與另一同志赴四川、湖北、陜西,調查黃連栽培技術。
黃連是一種重要的常用中藥,在我國最早的本草著作《神農本草經》中已有記載。大約在唐代,四川、湖北等地已開始人工栽培黃連。這種植物屬高山蔭生植物,需陽光進行光合作用,但又懼怕直射的陽光,故人工栽培須搭建能透光的人工蔭棚,制造一種蔭蔽環境。幾百年來,各地一直沿襲毀林搭棚栽連的方法。每種一畝黃連,需要10立方米木材,大約要砍伐3畝森林。
從四川到湖北數百里的黃連產區,徐錦堂目睹栽黃連造成的荒山禿嶺、水土流失,發現生態的嚴重破壞,又反過來使黃連生產萎縮,供需矛盾日益突出。他痛心疾首:不改變這種栽培方式, 黃連生產必將陷入絕境!回京后,他毅然向領導請纓:“為改變黃連生產局面,請派我去黃連產區。”1959年初,他的請求得到批準。
1959年春,徐錦堂開始在四川省石柱縣黃水壩農場和湖北省利川縣福寶山藥材場,建立了長期的試驗基地。試驗基地相距170余里山路,中間隔著3座大山和人跡罕至的原始森林。如果繞道乘車坐船,往返要十來天。為了節省時間,他寧肯翻山越嶺,步行往返。開始走3天,以后2天,后來竟朝發夕至,連常走山路的老藥農都稱他為“飛毛腿”。
當時正值三年自然災害時期。徐錦堂將每月32斤糧票全交到食堂,與工人一道吃野菜共渡難關。嚴重的困難,使福寶山藥材場900多人中有390多人下了山。而徐錦堂像一只候鳥,依然春來冬去,整整8年。
“黃連原本野生于森林,讓它重返自然、在林中生長行不行呢?”他的這一想法得到了場領導支持。他與場里派來的老周師傅,懷揣飯團,手持砍刀,在一個叫殺牛灣的地方,選了一片森林做試驗田。
黃連在林下栽活后,有些老藥農認為:“林間栽連好是好,但誰敢擔保下大雨淋不死黃連? 要知道棚栽黃連,棚子高過4尺半都要淋死黃連哩!”那么,林下黃連究竟能承受多大的雨水沖擊?徐錦堂不分白天黑夜,只要下雨就到實驗地觀察。
1960年7月18日夜晚,一場暴雨由天而降, 一夜雨量達152.4毫米。天剛蒙蒙亮,徐錦堂不顧坡陡路滑跑到試驗地一看,奇跡出現了,黃連依然活著。他既興奮又納悶,這里的樹都有一兩丈高, 黃連怎么沒淋死呢?為探究竟,他就冒雨蹲在試驗田里仔細觀察。一小時、兩小時過去了,全身淋得濕漉漉,凍得上下牙直打架。但是黃連淋不死的秘密,終于被他揭開了:下雨時都伴隨不同程度的風,有風樹葉就要擺動,雨點經過樹葉四處飛濺,雨水是飄灑到黃連和地上的。而固定的棚架, 雨水順樹枝集中一點下落,就如同房檐滴水一樣, 棚子越高,雨水下落的重力加速度就越大,因此棚高超過4尺半就會淋死黃連。徐錦堂一口氣跑回場里,把自己的發現告訴大家,又把這一階段總結出什么樣的林子、多大坡度適宜栽連和一些試驗數據講給大家,大伙頓開茅塞,拍腿稱好。于是,林下栽連就這樣推廣開了,工人們高興地稱之為“萬年棚”。
隨后的幾年間,徐錦堂解決了林下栽連蔭蔽度問題,徹底改變了只有毀林才能栽連的傳統方式;他研究成功的黃連種子濕沙棚貯與精細育苗技術,徹底解決了黃連種子和秧苗短缺的難題;為了讓被毀的荒山重披綠裝,他將“只能用生荒地栽連,不能用農田熟地栽連,也不能用牲畜和人糞做基肥”的幾百年傳統習慣徹底改變;他發明的黃連與貝母套種、黃連與玉米和速生林套種,可獲得藥(黃連)、糧、林、畜大豐收;他還試驗成功少用或不用木料的簡易棚栽連,有五六種栽連方法可供農民選用。目前湖北利川市采用簡易棚栽連的面積最大,成為藥農最歡迎的生態栽連技術。
探尋天麻之謎
天麻是一種名貴中藥,在我國已經有兩千多年的藥用歷史。自古以來靠人工采挖野生天麻供藥,自然資源遭到嚴重破壞,供應十分緊張。幾百年來,各地藥農們想用馴化其他中藥材那樣進行人工栽培天麻,全部以失敗結束。
當年,徐錦堂一分配到研究所就聽老同志討論研究計劃時提到天麻。但天麻怎樣繁殖、生長, 怎樣吸取營養,誰都說不清楚。既無現成資料,也無經驗可循。因此,議論時挺熱鬧,落實到誰來承擔課題時就陷入一片沉寂。
1959年春天,徐錦堂到黃水農場和福寶山藥材場蹲點時,常常見到藥農挖到野生天麻,人家很興奮,他也拿到手里仔細觀瞧。聯想到研究所的情況,他想這里有野生天麻,條件得天獨厚,禁不住產生躍躍欲試的沖動。
他在黃水農場采挖了一些天麻,按照栽塊莖作物——土豆的方法,把箭麻頂芽打掉,或切取芽眼等幾種處理栽種下去。秋天挖開一看全是空穴。他把苦水倒給老藥農周厚俊,老周勸他莫搞了,還說起這樣的民謠:“天麻是個寶,栽了就會跑。天麻是山怪,栽了就不在。”
徐錦堂不信邪,一定要干到底。可搞天麻的經費從何來呢?第一是從嘴里省。每月全部生活費壓縮在10元之內;第二就是車票差價補貼——不坐臥鋪坐硬座。當時的艱難至今還令他唏噓不已: 每次產區北京兩地的往返,坐三天兩夜火車,下車后腿腳都腫了。為了天麻研究他咬咬牙挺住了。幸虧利川縣科委黃德炳同志知道后,千方百計支援了1000元,作為天麻研究的專款,支撐著天麻研究踽踽前行。
1962年夏天,一次徐錦堂將一個碰掉頂芽的箭麻埋在沙土中,一個多月后長出了像鴿子蛋大小的天麻。當時他欣喜萬分,第一次人工干預下的天麻終于長出來了!回京后匯報工作,他將天麻標本拿給所長看。天麻,這個長期被關注但無人接手的“燙山芋”,竟被這個年輕人搞出了點模樣,領導十分高興,支持他繼續進行下去。1963年,天麻正式列入研究課題。
為了獲得第一手資料,從1963-1965年,他進行了三年的天麻野生生態調查。每月1日、10 日、20日,定時采挖10穴野生天麻,測量繁殖和生長狀況,觀察與蜜環菌的關系和在土壤中的分布情況,繪出平面、剖面天麻分布圖。在天麻集中生長的地方,劃出樣方,測量樣方中的天麻和其他植被及土層結構,取得了大量的科學數據。通過這次大規模的天麻野生生態調查和定點觀察,把一年內八個多月定期調查的天麻標本,由小到大排開,天麻怎樣繁殖生長,立即一目了然了。再結合各分布區的氣象資料分析,基本摸清了天麻分布規律,掌握了它生長所需溫度、濕度、土壤質地、伴生植物等生物鏈以及生長環境。
天麻野生生態調查是天麻研究中比較艱苦的階段。每月定期調查,到期就必須風雨無阻地去采集。每次必須挖到10穴天麻才能取得平均值。雨天多,竹林中露水大,雨水和露水把棉衣都浸透了,凍得實在不行時,只能將棉衣上的水擰干,到老鄉家烤烤火,稍暖和一下接著去調查。有時天黑了還找不夠10穴天麻,就打著手電筒繼續尋找。
調查中,藥農反映采挖野生天麻時,經常挖到像線繩那樣的黑絲絲,他們稱為“報信”。只要看見“報信”,就有可能挖到天麻。徐錦堂他們將這些黑色菌索采樣分離出蜜環菌。蜜環菌的分離成功,為天麻的人工栽培奠定了基礎。
一天夜里,徐錦堂又習慣地觀察床下采挖的天麻。他十分驚奇地看到天麻發出微弱的熒光。掰開天麻一看,發現熒光出自一些快要腐爛的母麻,里面長滿白色和黑褐色的菌絲束。經過分析從這些菌絲中分離出了蜜環菌。天麻生長的秘密終于清晰了:天麻無根、無綠色葉片,本身不能進行光合作用制造養分, 是靠消化侵入塊莖中的蜜環菌獲得營養。
1965年,人類第一次用野生蜜環菌材伴栽天麻獲得成功,同時研究成功人工培養菌材的方法。在天麻神秘大門就要叩開時,“文革”席卷全國, 一封催促他下山的電報,迫使他去了“干校”。
頂住壓力破難關
1972年,剛從“干校”回來的徐錦堂,聽說天麻組要解散,他據理力爭:“天麻人工栽培還處于試驗階段,市場供應依然緊缺,課題不能下馬。”當時,首都北京都很難買到天麻。為此,所里又讓他重新負責天麻課題,并在所里召開了六省市天麻座談會。會后,陜西省藥材公司邀請他去漢中指導天麻生產。
同年冬,徐錦堂經過一段時間的考察,把試驗點定在漢中地區的寧強縣滴水鋪公社東風三隊。這里群山環抱,氣候濕潤,全年溫差較小,以前也種過天麻。徐錦堂決定利用自己的人工培養菌材技術,搞一種方法簡單、農民易學、省工穩產的天麻栽培方法。1973年,“天麻無性繁殖固定菌床栽培法”宣告成功。第二年,東風三隊平均穴產由過去的0.15~0.2公斤,提高到1.5公斤,生長周期由2年,縮短為1年。此法極受農民的歡迎。
1975年,以徐錦堂為技術骨干的寧強縣天麻研究所成立。
在推廣天麻栽培技術中,徐錦堂敏銳地發現,由于多代無性繁殖,最先栽培天麻的東風三隊,天麻出現了退化、病害嚴重、產量降低的情況,唯一的出路是搞有性繁殖。
天麻種子奇小,一粒花生米大小的果實里, 包含著3萬~5萬粒種籽,細小如粉塵。它由胚及種皮構成,無胚乳和其他營養貯備,發芽非常困難。半個多世紀以來,國內外眾多專家對此進行過研究,但未見成功的報道,這是蘭科植物種子萌發的一道難題。當年大多數學者認為:天麻繁殖生長(包括種子萌發)都離不開蜜環菌。
從上世紀60年代,徐錦堂就一直希望創造種子與蜜環菌接觸的良好條件,促使種子萌發,但未得結果。后來他根據試驗發現:蜜環菌不但不能供給天麻種子萌發的營養,反而顯著抑制種子發芽。研究必須另辟蹊徑。
1976年,徐錦堂根據野生天麻的種子成熟后,會噴落在某種物體上生長繁殖(即有性繁殖) 的現象,設計了14種方案,播種62穴。其中只有播種在樹葉上的3穴種子觀察到發芽的原球莖,2 穴收獲到天麻。應當說這是天麻研究的一個重大進展。但是,無論是專家還是產區的領導,沒人支持他搞有性繁殖。
1977年6月,商業部(當時中國藥材公司歸商業部管)在陜西省漢中召開了全國天麻生產現場會。為了確定天麻研究方向,徐錦堂提議開研討會。會上徐錦堂提出:“天麻多代無性繁殖種麻出現嚴重退化,下一步應合作研究突破有性繁殖的技術難關,使種麻得到復壯,保證天麻穩產高產。” 但他的觀點卻沒得到與會專家的認同。
因為“無性繁殖固定菌床法”效益好,地方政府當作“拳頭”產品,老百姓栽天麻的積極性也空前高漲。在身背干糧、夜宿巖洞的“群眾運動” 面前,對天麻有性繁殖研究的流言頗多,什么“唯生產力論”“給群眾運動潑冷水”,徐錦堂的政治壓力可想而知。所幸他有一個試驗基地,所幸天麻研究所干部職工都支持他。
徐錦堂按照在樹葉上播種成功的方法,悄悄地擴大生產試驗,播種樹葉菌床89穴,蜜環菌菌床直播20穴。前者空穴率1.12%,穴平均產量1.37公斤。而菌床直播20穴,穴產量只有0.22公斤,證明樹葉菌床法是非常成功的。
1978年,徐錦堂又把一項重大發明奉獻給產區人民——“天麻有性繁殖——樹葉菌床法”。它具有發芽率高、生長期短、商品天麻比重大,產量高、成本低的優點,對擴大天麻種子來源、防止種麻退化、提高天麻產量具有顯著意義。1980年, 被國家科委評為二等發明獎,并被中華醫學會等四個學會推薦為“建國35年來20項重大醫藥科研成果”之一。
捕捉“下一個課題”
天麻有性繁殖——樹葉菌床法在推廣應用過程中,徐錦堂發現:種子的發芽率及天麻產量在不同地區有較大差異。就是在同一地區不同的山坡, 搜集的樹葉伴播天麻種子,發芽率也有差異。由此,他對天麻種子能否直接吸收樹葉的營養提出質疑,并搜集樹葉菌床中帶有發芽原球莖的葉片展開研究。
當時天麻研究所不通電,寧強縣藥材公司丁經理安排生產組長搬回家住,騰出半間宿舍便建成了一小間菌種分離室。為了縮短篩選周期,徐錦堂創造了一種試管菌葉快速培養法,大大縮短了回接篩選的時間。在分離到的幾十株菌株中,當年即可鑒定是否是天麻種子萌發菌。
l980年,天麻所在省科委申請到一筆科研經費,試驗條件大為改觀。1981年,徐錦堂利用天麻研究所新購置的儀器設備,從天麻種子發芽的原球莖中,又分離到GSF8101~8109等9株天麻種 子共生萌發菌株。在此期間,他研究成功天麻種子培養皿保濕海綿菌葉播種法,并用微細的銅絲制作成計數網,創造了在解剖鏡下利用計數網,統計天麻種子發芽率的方法,為培養萌發菌的子實體奠定了基礎。經統計,在田間天麻種子發芽率由樹葉菌床7.43%,提高到70%以上,并研究出培養三級萌發菌種的方法。
雖然在生產上已取得了明顯效果,但一是未鑒定出萌發菌的分類科屬,二是未搞清楚萌發菌、蜜環菌和天麻共生營養關系,所以學術上仍有存疑。
鑒定出天麻種子共生萌發菌的分類科屬,必須培養出萌發菌的子實體。一天,他的一個研究生報告:在播種天麻種子的菌葉上,長出幾個小子實體。徐錦堂觀察后,親自送到中科院微生物研究所,在應建浙先生的協助下,鑒定為紫萁小菇,屬我國尚未發現的新紀錄。它的發現與應用,使人們對天麻種子萌發的營養來源,這一長期“懸而未決”的問題得到徹底解決。
在研究中,徐錦堂提出“天麻是先后靠雙菌共生完成從種子到種子全部生活史的植物”的觀點,并由此揭開了“天生之麻”生活史的全部秘密。此項成果,榮獲衛生部甲等成果獎,并被國家科委選入《中華人民共和國重大科技成果選集》中。
在2001年9月澳大利亞帕絲召開的第一屆世界蘭花保育大會暨第二屆國際蘭花居群生物會議上,David Read教授對我國在天麻及其他蘭科植物共生真菌的研究給予了積極評價。對我國學者首次發現在一種蘭花——天麻的不同生長期,必須與不同真菌共生給予了充分肯定。
采訪中當問及他人生追求是什么?徐錦堂教授反復強調:解決生產難題就是我一生的追求。的確,林下栽連大雨怎樣才淋不死黃連?黃連光長葉子不長根莖怎么辦?天麻無性繁殖種麻退化怎么辦?正是他義無反顧地面對生產中不斷出現的問題,讓他迅速準確地捕捉到了下一個課題。其實把他的科研成果以時間線排列開來,“下一個課題”與“下一個成果”幾乎是并行的,甚至是可以畫等號的。他走的是弓弦,有些人走了弓背。人生苦短,幾個彎路下來,人與人的差距就無法逾越了。其實,搞應用研究的人,應當把國計民生、工廠或田間急需解決的問題,始終當作自己的“下一個課題”,就一定會將聰明才智變成促進國家進步的碩果,也必將得到社會應有的回報。