苦尽“甘”来

2025-11-14 07:49:34

苦尽“甘”来

朱丹丹、赵珺

风裹着沙粒,年复一年侵袭着戈壁盐碱地。在这片连野草都难扎根的土地上,一丛丛甘草却把根系往深处钻,枝叶迎着风沙倔强地舒展着。

这株在中草药中被誉为“国老”、能调和百药的植物,被石河子大学李鸿彬教授团队注入了新的生命力。如今,经他们之手培育的甘草,不仅成为生态安全的“守护者”,更化作推动乡村振兴的“绿色黄金”,让职工群众的增收希望,在根须与枝叶间愈发茁壮。

接力甘草研究

新疆甘草研究的故事,是一段跨越65年的接力。

1960年,一个名叫李学禹的年轻人从复旦大学生物系植物学专业毕业后,主动申请奔赴新疆,进行甘草种植研究。那时的新疆,甘草研究领域几乎一片空白,没有成熟的经验可借鉴,更没有现成的路径可遵循。

11月10日,李鸿彬(左)和团队成员在讨论利用组织培养方式培育优异的甘草材料。李鸿彬 提供

1980年夏,李学禹教授带着团队,顶着漫天风沙,迎着盛夏酷暑,脚步踏遍了新疆的甘草产区。每到一处,他们仔细采集样本,认真梳理资源,一点点积累数据、搭建框架。

没有先进的实验设备,日常工作环境也格外简陋,但这些困难从未动摇李学禹教授的决心。凭着坚定的信念,他带领团队,为新疆甘草研究筑牢了根基。

时光来到2017年。时任石河子大学生命科学学院副院长的李鸿彬,从李学禹教授手中郑重接过了甘草研究的接力棒。

“当初决定开展甘草研究时,我犹豫了很久。”坐在堆满资料的办公室里,李鸿彬回忆起当时的心境。

“那时我也反复想过,要是投身热门的研究领域,或许不用熬太久,就能出成果、见效益。可甘草研究不一样,它是个偏冷门的方向,要沉下心做,短期内很难有显著的突破。”李鸿彬说。

话音稍顿,他的目光望向窗外,说:“但我心里清楚,科学研究本就是一份需要默默付出的工作,不能只盯着眼前的热闹。前辈们在风沙里打下的基础,不能在我们这一代断了档——这份责任,我得扛起来。”

只是这接力棒刚握在手中,难题就接踵而来:野生甘草资源日渐枯竭,人工栽培的种源杂乱无章、检测手段复杂、甘草产业不健全……一个个难题,如同一只只拦路虎,横亘在甘草产业发展的路上,令李鸿彬压力陡增。

但兵团人从来都不怕困难,他们善于在困境中创造奇迹。2017年,李鸿彬在石河子大学牵头组建了5人科研团队。这支由作物栽培、资源保护等不同领域专业人才组成的队伍,为甘草研究提供了坚实的支撑。与此同时,李鸿彬打破地域与学科界限,联合北京大学和哈尔滨工业大学(深圳)的科研团队,各展所长、紧密协作,共同开展新疆甘草产业研究。

李鸿彬介绍:“我们的分工很明确:石河子大学团队侧重甘草资源调查、栽培技术研发与示范,用田间地头的实践为产业发展铺路;北京大学团队专注药效物质基础和天然产物生物合成研究,深挖甘草的药用潜力;哈尔滨工业大学(深圳)团队则主攻检测技术,为甘草质量把控筑起防线。”

“这三支团队就像甘草的根系,看似扎根在不同领域,实则紧紧缠绕在一起,相互支撑、彼此借力,共同撑起甘草产业发展的一片天。”李鸿彬说。

寻找甘草“基因密码”

为摸清甘草资源本底,2017年至2021年,石河子大学李鸿彬教授团队开启了一场跨越5年的“戈壁寻宝”。其间,团队成员、石河子大学生命科学学院教授沈海涛带着4名硕士研究生,开着两辆越野车穿行在塔克拉玛干沙漠边缘、准噶尔盆地腹地,寻找野生甘草。

李鸿彬在展示利用高效栽培技术种植的甘草(资料图片)。李鸿彬 提供

“全疆14个地州市的每个县,我们跑了不下3遍。”沈海涛翻着厚厚的标本册,看着一枝枝泛黄的甘草叶片说,“这些标本里,藏着新疆甘草的‘基因密码’。”

“甘草是国家二级保护植物,每一株都得格外珍视。”沈海涛拿着采集袋里的甘草枝叶,语气郑重,“我们只取它的枝条和叶片制成标本、留种质,绝不动根系,更不破坏植株,就是要在摸清资源的同时,守住野生甘草的生长根基。”

野生甘草药用价值极高,多生于荒漠、盐碱等严酷环境。其资源勘探定位难度极高,因荒漠广袤、植被稀疏,精准寻株既需要药用植物学知识,又需要在无人区长途跋涉排查,稍不留意便会错失珍贵样本。

2020年夏天,沈海涛带领团队在阿勒泰地区的戈壁上采集光果甘草时,一场沙尘暴骤然降临。漫天黄沙如汹涌潮水,瞬间吞没了一切,刚装好的标本袋也被狂风卷向戈壁深处。

这些标本是团队顶着烈日奔波数天的成果,更是后续研究的基础。“当时啥也顾不上,就想着不能丢了标本!”沈海涛回忆道。大家当即趴在地上,迎着扎人的风沙往前挪,伸手去抓即将飘远的标本袋。沙子灌进嘴里、眼里,又干又涩,但没人敢停下。

万幸的是,出发前他们已将标本仔细密封。即便被狂风拉扯,标本也没有散落损坏。最终,他们找回了全部标本。

5年间,团队行程超10万公里,成功采集甘草遗传材料463份。其中,来自新疆的365份材料覆盖全疆所有县域,为甘草资源研究提供了全面的地域样本支撑。在此基础上,团队还建成了国内首个甘草专属标本库,目前已保藏标本2000余号。

筛选最优秀“选手”

“乌拉尔甘草,来自阿克苏地区温宿县,抗盐碱等级3级”“胀果甘草,来自巴音郭楞蒙古自治州尉犁县,甘草苷含量2.1%”……在石河子大学试验田和三师四十四团五连的甘草资源圃里,不同品种的甘草整齐排列,叶片上的标牌记录着它们的“出生地”和特性。

种源筛选的过程,是一场与时间的赛跑。石河子大学生物学专业、生物与医药专业的硕士研究生毕权、李国治、程淋渊、石娜娜和陈丕政,每天清晨都会到试验田里记录甘草的生长高度、叶片数量。

“一株甘草从播种到开花需要2年至3年时间,我们要观察它在不同盐碱度、温度下的表现,筛选出最优秀的‘选手’。”陈丕政的话语里满是干劲,“白天我们在试验田里记录生长数据,老师们在实验室里做成分检测、抗逆性分析,大家分工协作,就是想让筛选效率再提一提。”

在团队的试验田里,这样的“筛选赛”每天都在进行。为了精准筛选出优质种源,团队搭建了人工气候室,模拟不同地区的温度、湿度、光照条件,同时设置不同盐碱度梯度的试验田,全方位测试甘草品种的适应性。有时为了获取关键生长阶段的数据,团队成员甚至要在地头搭建临时帐篷,24小时轮班值守。

经过近5年的反复试验、数百次的数据对比与品种迭代,2021年,团队终于迎来了突破性时刻,成功选育出2个甘草酸和甘草苷含量高、抗逆性好的优异材料,6个可在南疆高盐碱地稳定生长的材料,以及2个当年播种即可开花结果的短生育期材料。

“这些新品种不仅打破了传统甘草‘三年一收’的生长局限,更让甘草在盐碱地的存活率从原来的不足60%提升至90%以上。”李鸿彬说。

优质品种的价值,最终要在田间地头得以体现,在农户的笑容里得到印证。9月30日,三师四十五团十五连职工许富山的2000亩甘草地里,齐腰高的甘草郁郁葱葱,微风拂过,叶片沙沙作响。

拨开甘草的枝叶,许富山指着饱满的根茎笑着说:“这就是李教授团队的新品种,以前种传统甘草得等3年才能收,现在2年就能采挖,光时间成本就省了不少。”

他算了一笔账:“2023年这片地每亩收了2吨多鲜草,市场上每公斤卖15元,除去种子、肥料和人工成本,亩均纯利润能有5000多元。收入非常可观!”

巴音郭楞蒙古自治州且末县农户徐冬生种植甘草已有6年时间。最初因品种不佳,他家的甘草不仅生长慢,而且甘草酸含量低,卖不上好价钱,他一度想放弃。2023年,他尝试种植了李鸿彬教授团队的新品种,这一试便让他重拾信心。

“刚开始我种了500亩,没想到当年长势就比老品种好,采挖后检测发现,甘草苷和甘草酸含量都比老品种高近2倍!”徐冬生兴奋地说,因为质量好,他的甘草被药材收购商以高于当年市场价一倍的价格抢购。

“现在周边不少农户都来跟我取经,我也推荐他们种这个品种。好东西就得和大家一起分享。”徐冬生说。

截至目前,李鸿彬教授团队培育的甘草新品种已在南疆建成1.17万亩示范种植基地,种子销售额突破140余万元。更重要的是,这些新品种让盐碱地变成了高效益的“金土地”:2021年至2023年,团队指导的示范田产出甘草鲜草超2万吨,新增销售额1.05亿元,技术指导农户上千人次,带动了全疆近百户农户增收。

把实验室“搬”到地里

三师四十九团的甘草地里,图木舒克子文种植专业合作社理事长张子文蹲下身,手持一台巴掌大的便携式检测仪,将探头轻触处理后的甘草样本,屏幕上清晰跳出甘草酸、甘草苷的含量数据曲线。

“甘草质量的高低决定了它的售卖价格,现在有了这台机器,我们种植甘草更有底气了!”张子文指着检测仪,脸上满是笑意。

这片2000亩的甘草地,是合作社的“致富田”,也曾是张子文的“烦心事”。“以前检测甘草质量,得把样品打包送到市里的实验室,一次的成本高不说,还得等好几天。”张子文回忆起过往,忍不住皱眉。

直到2024年,李鸿彬教授团队将便携式检测仪送到合作社,难题才彻底解决。张子文说:“现在在田间地头,十几分钟就能出结果,比老方法准多了,成分含量一目了然。”这份“田间便利”的背后,是科研团队4年的攻坚克难。

长期以来,传统甘草检测技术依赖大型实验室设备,不仅操作烦琐、成本高,检测灵敏度也有限,无法满足甘草“从田间到车间”全链条质量管控的需求。

“我们要做的,就是把实验室‘搬’到地里,让农户在田埂上就能测质量。”李鸿彬说,围绕这一目标,团队加紧攻关。

哈尔滨工业大学(深圳)李迎春教授团队,从纳米材料的筛选、传感器稳定性的调试,到检测数据的精准校准,每一步都反复试验。团队成员曾为解决传感器检测重复性问题,在实验室连续工作72小时:调试电极参数、优化反应环境、验证数据准确性……

当屏幕上清晰显示出甘草酸、甘草苷等4种主要活性成分的含量数据曲线,且多次检测结果一致时,熬红了眼的团队成员们终于松了口气。

汗水浇灌出硕果。哈尔滨工业大学(深圳)李迎春教授团队和石河子大学李鸿彬教授团队最终研发的高灵敏度电化学传感检测技术,相较于传统液相色谱法,灵敏度提升了近万倍,不仅能精准检测甘草活性成分,还能检测农药残留、重金属含量,让质量管控更全面。目前,团队研发的检测试剂盒和便携式设备,已在全疆10余家合作社推广使用。

在石河子大学团队实验室,沈海涛指着展示柜里摆放的检测设备介绍:“这种手持式的检测设备轻便易携带,单手即可完成多个检测过程,真正实现了甘草质量‘实时监控、随时可测’。”

从实验室里的反复试验,到田间地头的便捷检测,团队研发的甘草质量检测技术,不仅打破了传统检测的技术壁垒,更打通了科技助农的“最后一公里”,既为农户种出好甘草、卖出好价钱提供了保障,也为兵团甘草产业向标准化、规范化转型筑牢了根基。

2025年,石河子大学李鸿彬教授团队联合北京大学、哈尔滨工业大学(深圳)等完成的“甘草药材质量控制技术体系的创建及示范应用”成果,荣获2024年度兵团科技进步奖一等奖。鉴定组以中国科学院院士朱玉贤为组长,众多领域内知名专家参与,最终给出高度评价——在中医药领域,项目组研发的一些核心技术和成果填补了国内该领域的空白,可为全国甘草产业发展提供技术支撑。

研发绿色养殖“秘密武器”

在和田地区民丰县的肉羊养殖基地里,一群羊正悠闲地吃着特殊的饲料,它们毛色光亮、膘肥体壮。饲养员拿起一把饲料笑着说:“这可是‘宝贝饲料’,自从给羊喂了这种含甘草的饲料,羊不仅不腹泻了,长得也比以前快多了!”

2023年,李鸿彬教授团队在此开展了108只羊的饲喂实验,将羊科学分组并投喂甘草添加比例不同的饲料和不添加甘草的饲料。实验结果令人欣喜:食用含有甘草饲料的羊全程无腹泻情况,产肉率比食用不添加甘草饲料的对照组高出5%至8%,这一成果为南疆肉羊养殖带来了新希望。

“甘草中富含黄酮类成分,这种成分能有效增强羊的免疫力。我们把甘草茎叶与相关饲料搭配喂养,养殖全程不需要使用抗生素,这成了绿色养殖的‘秘密武器’。”李鸿彬的话语中满是自豪。

“以往在甘草种植过程中,无法利用的甘草茎叶常被浪费。现在我们将其与常规饲料科学配比,既能‘变废为宝’,又能提升饲料的营养价值,让养殖成本降低的同时,还能保障羊肉品质。”李鸿彬说。

这一突破性成果的取得,离不开高校科研团队、企业技术团队与当地养殖基地的跨学科产学研深度协作。遵循“生态产业化,产业生态化”的发展思路,这一甘草饲料养殖技术将逐步试点并推广。

“之前传统养殖模式下,一旦不使用抗生素,羊就容易出现腹泻等情况,不仅影响生长速度,还会增加养殖风险。”新疆胡杨投资开发建设有限公司相关负责人介绍,“自从我们与李教授团队一起探索甘草在肉羊养殖领域的应用,给羊喂食甘草饲料后,这一难题彻底解决了,而且羊肉的风味也更浓郁,更受市场欢迎,为‘无抗’养殖提供了有力支撑。”

不仅在养殖领域成效显著,甘草的价值还在科研层面不断被挖掘。北京大学叶敏教授团队凭借先进的技术手段,建立了甘草药材中225个成分的靶向定量分析方法,为甘草药效物质基础研究和甘草质量的全面控制及评价奠定了坚实基础。

同时,石河子大学李鸿彬教授团队还与中国科学院近代物理研究所合作,大胆采用模拟航天诱变育种技术,培育“周期短、性状优、含量高、活性好、抗性强”的全能型甘草品种,让甘草在质量、产量等性状上实现多重突破。

科研成果最终要落地转化才能真正惠及产业发展和职工增收。该团队与新疆农发集团有限公司等积极合作,推动实验室成果转化为实际生产力。

10月1日,在四十五团二十五连周边,一片新开垦的盐碱地上,3700亩甘草长势喜人。新疆农发集团有限公司下属分公司图木舒克农业科技有限公司种植技术负责人张军难掩欣喜:“目前,这批甘草的出苗率最高可达90%。种植甘草不仅防风固沙、改良盐碱地,让‘不毛之地’逐步变成可耕作良田,还为三师图木舒克市特色中药材种植提供助力,实实在在把实验室的‘科技成果’,变成了田间地头的‘致富草’。”

“下一步,我们将深化种质资源挖掘,用基因编辑技术培育更优质的品种;优化全产业链质量追溯体系,让每一株甘草都有‘身份证’。”李鸿彬规划着团队的未来。

这也必将是一个苦尽“甘”来、越走越宽广的未来!