一场大旱后，地里的农作物奄奄一息。华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室廖红伤心地在地里寻找还有一息生机的庄稼。这位专门对植物进行根系遗传改良的农业专家忽然惊喜地发现，大豆还活着。她扒开干裂的土壤，看到了依然挺拔饱满的根系。“植物90%以上的养分都是依靠根系吸收的，这类研究在美国已经成为非常前沿的项目，但在中国还没有人从事相关研究。”廖红教授对记者说。
心系三农选定研究方向
“我希望借助科学的手段，控制植物根系对养分的吸收和运转，培育出优质、高产和高效的作物。”
随着人口不断增长、耕地持续减少以及气候变化愈演愈烈，粮食安全已经成为全球共同面临的难题。作为一名多年从事农业科研的专家，廖红为什么要选择大豆做科研项目呢？
廖红讲起她亲身经历的一件事。一次她在江西调研，看到田里一位老农民正在给大豆施氮肥。她问：“您为什么要施氮肥？”他说：“我还不是想让豆子长大点。”廖红听后心中五味杂陈：第一，大豆不需要那么多的氮肥，施肥越多越会减产。第二，这种氮肥本身就很不适合大豆，会影响到根系发育或更多影响根瘤的发育。廖红说：“作为农业第四大作物，大豆是一个环境友好的作物，但我国目前大量的大豆都从国外进口。我们选择大豆做研究，一方面因为它的重要性，另一方面它非常环保。我希望借助科学的手段，控制植物根系对养分的吸收和运转，培育出优质、高产和高效的作物，从而解决农民广种薄收的难题。”
对植物进行根系的遗传改良，让其更高效地吸收营养，并非易事。依照传统方法，科学家会采用杂交育种的方式改变植物性状，并从庞杂的杂交样本中层层选优，但人力、时间成本投入相当高昂。高效直接的转基因方法虽能克服传统育种的很多缺陷，却因存在较大的技术难题，始终难以实现大范围推广。面对这两种大相径庭的方法，廖红选择了第三条路：尝试通过分子标记对植物基因进行定位，同时结合自己对根系生长和养分吸收的理解，定向选择出更优良的作物。利用这种方法，一方面可以通过定量分析和三维重建的方式，对根系进行直接筛选，另一方面又避免了引入其他物种的新基因所带来的争议。
廖红的研究在学界很快得到了广泛认可，她率领团队在国内率先开辟了植物根系生物学研究方向，并使其研究成果运用于作物养分高效根系遗传改良；结合酸性土壤上作物生长的养分特性，探索出了南方大豆的最佳养分管理措施及栽培模式，并将其应用于生产实践，构建了国际上首个基于田间试验数据的大豆磷效率遗传图谱，创制了国际上首批通过根系改良提高磷效率的大豆新材料。
深入田间做科研
廖红的研究方向主要是根系改良，让根系能够更好地吸收土壤中的养分，节省施肥。
为了观察大豆在不同气候环境和土壤中的变化，廖红率领的团队不仅在广东有100亩试验田，还先后在河北、四川、黑龙江等地都开辟了实验基地。据廖红介绍，她研究的方向主要是根系改良，让根系能够更好地吸收土壤中的养分，节省施肥。她采用两种模式：一是传统育种改良，通过跟育种专家合作，培育的作物根系更发达，养分吸收效率更高。二是通过找到某些特定的基因，把它转到根系里面，增强作物对养分的吸收。
大豆的根部可以使土壤变得更肥沃，再种其它作物的时候，还可减少施肥。廖红充分发掘大豆的优势，通过和其他作物间种和套种来提高产量。比如，在种植大豆的同时间种甜玉米，还有适合在南方种植的火龙果。她比划着说：“在南方间作跟北方不一样，作物之间挨得很近，一窝里面一棵玉米、几棵大豆。尽管少施很多肥，但是套种的甜玉米要甜很多，价钱更高一些。最有意思的是，挨着我们田地的农民不爱吃他们种的玉米，专门来吃我们少施化肥的甜玉米。我们和大豆套种的火龙果既好吃又好看，很受欢迎。”
2011年，廖红她们在黑龙江佳木斯种了100多亩示范田，在农民施肥的基础上减少50%的氮肥，增加了20%的产量。2014年，廖红在河北赵县做的实验也很喜人，减少50%氮肥可以增产13%。她很有信心地说：“我发现，越肥沃的土壤越可以减少化肥。2015年我还想做一个实验，减少80%的氮肥实验，看大豆是不是会增产。还有，我们通过和小麦轮作种植大豆，用的是本地品种，没有任何转基因技术，就是利用接种根瘤菌、微量元素和合理化控制施肥并增产。”
用科研成果推农业生产
廖红率领的团队参与育成大豆新品种5个，并参与了这些品种在华南酸性红壤地区的推广示范工作。
如何以科技创新成果推动农业发展，是廖红最为关心的事。据廖红介绍，在科技成果转化和推广方面，她率领的团队参与育成大豆新品种5个，并作为广东省科技推广项目“高产优质大豆新品种推广示范”专家组主要成员，参与了这些品种在华南酸性红壤地区的推广示范工作，2014年初步推广示范面积达上万亩，用科技研究成果为农业生产和经济发展做出了贡献。
在长期深入田野的细致观察和反复钻研中，廖红关心的不再只是分子、基因、根系与作物。在她看来，自己在植物营养学方面的不懈探索，不仅可以提高作物产量，还有助于帮助农民合理施肥，降低环境污染。科研工作者这种切实而直接的责任，时时刻刻鼓励她在科学之路上矢志前行。她希望利用那些鲜亮多彩的分子荧光标记，让更多更好的作物欣欣向荣地成长，也让世界上更多人不再面临饥饿的威胁。
