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超级稻为啥这么牛?原来袁隆平有个“禾下乘凉梦”

2019-06-12 17:24:28作者/来源: 经济日报

在中国这个近14亿人口的发展中大国,水稻是第一大口粮作物。我国水稻常年种植面积约4.5亿亩,占粮食总面积的三成,产量则占粮食总产的四成。从南到北,从东到西,全国约有六成的人口以稻米为主食。


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在水稻中,有一大类冠名为超级稻的品种是佼佼者。超级稻恰如一粒种子,播撒下稳粮增产?#21335;?#26395;,有力地促进了稻作技术创新,让中国水稻科研领跑世界。超级稻已成为农业科技自主创新的典范和协同攻关的标杆,为保障我国及世界粮食安全发挥了重要作用。


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↑在广西桂林市灌阳县黄关镇联德村超级稻生产基地,袁隆平(左二)在查看超级水稻生长情况。(新华社记者 陆波岸 2013年8月19日摄)

掀起“水稻第三次革命”


在我国水稻发展史?#24076;?#21333;产出现过3次重大?#40644;啤?#31532;一次是始于20世纪50年代末60年代初的矮化育种,主要通过降低株高,使品种的耐肥抗倒性和收获指数大幅度提高。第二次是20世纪70年代初期的杂种优势利用,我国水稻平均亩产由此提高到400公斤以?#24076;?#39640;产地区?#40644;?00公斤,进入世界先进水平。而超级稻是通过理想株型塑造与杂种优势利用相结合选育的单产大幅度提高、品质优良、抗性较强的新型水稻品种,?#25381;?#20026;“水稻第三次革命”。


利用水稻的杂种优势大幅度提高水稻产量一直是中国和世界育种专家梦寐以求的愿望。地球上每3个人中就有一个人以稻米为主?#24120;?#32780;全球稻米需求量91%来自亚洲。前两次重大?#40644;?#20197;后的20多年来,水稻产量就遇到了玻璃天花板。人口不断增长的压力促使亚洲各国开始实施高产水稻的研?#32771;?#21010;。?#40092;?#32426;80年代,日本农林水产省和国际水稻研究所先后启动超级稻项目,但均未获得真正成功。我国后来?#30001;希?#20110;1996年启动“中国超级稻育种”项目,育成了一批具有自主知识产权的品种。


日本是最早提出并开展水稻超高产育种研究的国家。1981年,日本农林水产省组织主要水稻研究单位,开展“超高产水稻开发及栽培技术确立”研究项目,计划在15年内实现单产增加50%的超高产目标。然而,1981年至1988年的8年间,整个计划共育成5个品种,但大多在抗寒性、品质和结?#24503;史?#38754;存在问题,难以大面积推广。此后,国际水稻研究所也提出水稻超高产育种计划,拟育成一种有别于以往改良品种的新株型稻。1994年,日本宣布选育超级稻新品种已获成功,但由于技术方面缺陷,?#20004;?#26410;能大面积推广。


1996年,我国提出“超级稻育种计划?#20445;?#30001;袁隆平院士主持培育计划。1997年,袁隆平发表著名的《杂交水稻超高产育种》,提出“形态改良与杂种优势利用相结合”的水稻超高产育种技术路线。随后,“超级稻育种计划?#21271;?#21015;入总理基金项目。由袁隆平、谢华安、陈温福、程式华等众多知名专家领衔,联合了国内数十家优势科研力量,建立起遗传育种、栽培植保、技术推广和生产管理等跨多学科领域的协作组。


袁隆平曾这样?#31283;?#33258;己当时的心情:“虽然我这个人对自己认准的研究?#36739;?#22362;信不疑,但数以千万计的真金白银仍?#26790;?#22812;不能?#38534;?#20026;了增加保?#38556;?#25968;,我开始走技术协作的路线,在全国设立了5个点。”当时,国?#20197;?#20132;水稻工程技术研究中心、四川农业大学、江苏农科院、辽宁农科院和广东农科院等都在其中。


“我国幅员辽阔,水稻种植区域广、范围大,不可能一?#19994;?#20301;、一个品种‘包打天?#38534;?#24517;须进行科研的大联合大攻关,这也是超级稻能够取得成功的关键。”农业农村部科技教育司司长廖西元说,为完成预定目标,“超级稻育种计划”联合了国内优势科研力量,建立了遗传育种、栽培植保、技术推广和生产管理等跨多学科领域的协作组,汇聚了一支创新能力较强的超级稻研究与示范推广?#28216;椋?#24418;成了全国“一盘棋”格局。


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↑今年春耕时节,江西省新余市高新区马洪村的村民在稻田里忙碌。如今,超级稻在江西省占有相当大的比例。 (记者 乔金亮 摄)


“中国超级稻育种计划是新中国成立以来?#20013;?#26102;间长、资助力度大的农业科技项目之一。在当时制定的超级稻育种一、二、三期产量目标,是很有?#37117;?#30340;。”中国水稻研究所原所长程式华认为:“超级稻研究协作组在超级稻育种理论方法创?#38534;?#32946;种材料创制、重大品种培育、配套技术集成?#30830;?#38754;取得了重大?#40644;疲?#22788;于国际领?#20154;?#24179;。超级稻产量目标的实现,带动了全国水稻单产的稳?#25945;?#39640;。”

创造粮食生产新高度


在正确技术路线的指导下,中国超级稻?#26438;?#27493;入发展快车道。科学家们创制了“沈农89-366”“培矮64S”“华占”?#25353;航?2”等一大批?#25381;?#31995;、?#25351;?#31995;水稻,选育了一大批产量高、抗性强、适应性广并在生产中大范围应用的超级稻新品种。继超级稻2000年实现700公斤?#40644;?#30446;标、2004年实现800公斤二期产量,2013年实现了连续两年在多点实现?#22235;?#20135;超过900公斤,标志着超级稻第三期产量目标基本实现。在广袤稻田里,以袁隆平为代表的中国超级稻科学家们一次又一次创造了人类粮食生产的新高度。


在超级稻屡破高产纪录的同时,如?#31283;?#20892;民种植超级稻效益更划算,如何使超级稻从专家产量转化为农民的产量?2009年,原农业部启动超级稻“双增一百”工作,提出“亩增产一百斤、节本增效一百元”的目标。此后,全国建立超级稻“双增一百”科技行动联系点制度和专家包区包片制度,组织专家深入示范区?#19981;?#25351;导。据统计,自2009年“双增一百”启动以来,超级稻亩均增产超过120斤,扣除种?#21360;?#32933;料农药等的?#24230;耄?#20137;均增收100多元,实现了增产增收的协调统一。


在很多人的印象里,超级稻似乎就是高产的杂交稻,其实这并不准确。按照定义,超级稻主要是指采用“理想株型塑造与杂种优势利用相结合”的技术,育成比现有品种在产量上有大幅度提高,并兼顾品质与抗性的新型水稻品种。截至目前,农业农村部确认并正在推广应用的超级稻品种有132个,既包括籼稻,也包括粳稻,还有籼粳杂交稻;既包括常规稻,也包括杂交稻。现有的超级稻中,常规稻占45%,杂交稻占55%。


江苏省农科院粮食作物所所长王才林从事超级稻育种多年,他?#31283;?#36229;级稻是水稻品种中的“优等生?#20445;?#32780;认定超级稻品种,则相当于水稻品种界的“高考”。要成为超级稻品种,首先要经过审定的水稻品种经过百亩实收测产,然后农业农村部组织专家进行评审,达到了《超级稻品种确认办法》中规定的产量、品质、抗性等各项指标,最后经农业农村部发布后,才能称为超级稻。如果推广面积?#21019;?#35201;求的品种,会取消?#20113;?#36229;级稻的冠名。


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↑在中国种子集团南繁育种基地,育种科研工作者正在查看水稻长势并做业务交流。中种集团研发的多个水稻品种被农业农村部认定为超级稻。 (记者 乔金亮 摄)


2019年,全国新确认10个超级稻品种,其中4个来自袁隆平农业高科技股份有限公司种业科学院。“目前,袁隆平农业高科技股份有限公司共有10个主力品种被国家确认为超级稻品种。”袁隆平农业高科技股份有限公司副总裁、种业研究院院长杨远柱介绍,此次新确认的4个超级稻品种,集广?#30465;?#39640;产、高抗于一体,在长江流域一季稻百亩样方示范中亩产都达到780公斤以上。


超级稻的大面积推广离不开配套的栽培技术。?#23736;?#27700;稻来说,品种过硬、栽培水平高是高产的两大重要因素,栽培技术的好坏直接影响品种潜力的发?#21360;?#23601;像生了个孩子,天资不错,但培养得不好就很难发挥其聪明潜力,因此后天培养十?#31181;?#35201;。”中国工程院院士、沈阳农业大学教授陈温福道出了超级稻高产秘诀。


据农业农村部数据,截至2018年底,全国超级稻累计推广应用14.8亿亩,年种植面积由2005年的3837万亩扩大到了2013年的1.3亿亩,所占水稻种植面积比重由8.7%提高到30%。近5年里,超级稻应用面积一直稳定在1.3亿亩以?#24076;?#21333;个品种平均应用面积约为100万亩,超级稻龙粳31年均种植面积?#40644;?600万亩,创近年单个水稻品种的最高应用面积纪录。


“可以说,超级稻示范推广的20多年,是我国粮食?#20013;?#22686;产的?#24179;?#26399;,它引领了我国水稻生产的水平,?#26790;?#22269;水稻生产的技术水平居于世界领先地位,它是我国粮食安全的功臣。”程式华感慨。

高产量还要兼顾高品质


从?#40092;?#32426;90年代起,我国开始培育超级稻品种。为保证国家粮食安全,当时将高产作为首要任务。近年来,随着人们对米质要求的提高,育种家们将优质和高产放在同等重要位置,使超级稻的品质大幅提高。目前,我国50%以上的超级稻品种都达到优质的要求,其他也都在中等偏上水平。陈温福表示,超级稻优化是趋势,10年前,他就开始转变研究?#36739;潁?#37325;点研究米质,如今已经研发推广了多个高产优质超级稻品种。


如今,人们对于水稻的期许不仅是高产、优质,更要求生态、绿色。中国水稻研究所牵头?#30446;?#30740;团队攻关完成全国双季超级稻绿色提质增效技术集成模式。该模式针对长江中下游地区双季稻生产机械化程度低、农药化肥用量大、品种与栽培技术不配套等问题,以“良种良法配套、农机农艺融合、增产增效并重、生产生态协调”为指导,围绕品种、育秧、种植、施肥、灌?#21462;?#26893;保?#28982;方冢?#23454;现双季稻节本绿色提质增效生产。


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↑安徽荃银高科种业公司南繁育种基地收获水稻后晾晒稻?#21462;?#33603;银高科是我国籼型?#36739;?#36229;级稻种子的主要供应商之一。 (记者 乔金亮 摄)


近年来,一种通过多胚孪生标记性状杂?#25381;?#31181;技术培育而出的新品种——多胚孪生超级稻被越来越多的人所关注。今年,该品种在江西省吉安市吉州区长塘镇桥南村周边试种,当地将超级稻与测土配方施肥、病虫害综合防治等相结合,改善施肥、用药结构和方法,提高肥料利用率和防治效果,减轻了面源污染,保护了生态环境。农业专家说,该品种植株坚挺,且提前一个月抽穗,米质口感好,比常规水稻蛋白质含量高。


曾参与袁隆平超级稻研究团队的水稻专?#19994;?#21551;云感受到,近年来我国超级稻品质改善明显。他介绍说,《超级稻品种确认办法?#33539;?#31291;米品质有明确规定,北方粳稻必须达到部颁2级米标准,南方晚籼必须达到部颁3级米标准,南方早籼和一季稻必须达到部颁4级米标准,近年来,确认的超级稻品种米质都达到甚至超过了这些指标,适口性进一步改善。


经过20多年发展,超级稻帮助中国水稻科研抢占了世界制高点,创造了中国水稻的超级神话。有人可能会问:产量已经这么高了,发展超级稻还有意义吗?“中国的超级稻发展,只能加强,不能削弱?#24674;?#33021;?#24179;?#19981;能后退!”廖西元表示,超级稻发展要更加注重均衡增产,促进口粮安全;更加注重效益提升,促进农民增收;更加注重品质优化,促进结构调整;更加注重转变方式,促进资源节约;更加注重绿色发展,促进环境友好。

为世界粮食安全作贡献


面对全球极?#20284;?#20505;频繁出现的情况,提高亚洲和非洲大部分雨养地区的水稻生产能力、维持全球灌溉稻田的稻米产量是全球水稻育种专家面临的最大挑战。而中国超级稻不仅解决了中国人的粮食问题,还帮助世界人民解决了吃饭问题。


日前,中国农科院作科所研究员黎?#31350;?#29301;头的“为非洲和亚洲资源贫瘠地区培育绿色超级稻”项目在京结题。绿色超级稻被定义为在较少?#24230;?#30340;情况下能稳定高产的水稻品种,尤其?#20113;?#32321;气候变化引起的干扰具有较强抵抗力和?#25351;?#21147;,是为了应对未来水稻生产面临挑战而提出的重要概念。


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↑?#25381;?#28023;南三亚的水稻国家公园里,展示了众多超级稻品种,袁隆平院士团队的超级稻品种也在其中。(记者 乔金亮 摄)


黎?#31350;?#29992;“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”16个?#25351;?#25324;项目特点,?#20040;?#32479;育种和分子育种相结合的方式,研制出一批水稻品种,从而解决当地老百姓的吃饭问题。项目在实施的10年中,实现了丰硕成果。在研究?#24076;?#23436;成了3000份水稻核心种质的全基因组重测序,这是全球最大的植物基因组重测序项目。在?#23548;希?#22521;育出一批抗旱、耐盐、耐淹的新品种。截至目前,绿色超级稻项目在非洲和亚洲的18个国家试种、审定和推广,审定高产、优质、多抗的品种78个,累计推广面积达612万公顷。


黎?#31350;?#20026;记者讲述了绿色超级稻的?#36866;隆?013年,台风“海燕”袭击了菲律宾中部的?#31243;氐海?#23545;当地农业造成了毁灭?#28304;?#20987;,大片稻田颗粒无收。然而值得庆?#19994;?#26159;,在这场台风之前,当地一些农民从菲律宾水稻所获得了一些绿色超级稻8?#29275;?#24182;尝试性地进行了播种。令人惊奇的是,台风过后,这些来自中国的水稻品种不仅存活了下来,还获得了一定产量。


第三方专业人员在菲律宾、越南、孟加拉、印度等国分别进行了评估。报告显示,在菲律宾和孟加拉国望天田和灌溉生态?#20302;?#31181;植新培育的绿色超级稻品种,比当地主栽水稻品种平均?#25239;?#39031;增产0.89?#31181;?.83吨,平均?#25239;?#39031;增收230.9美元。?#21019;?#25512;算,到目前为止,非洲和亚洲目标国?#19994;?#20892;户增收达14亿美元。


“?#19994;?#26790;想是超级稻长得比高粱还高,穗子有扫帚那么长,籽粒有花生那么大,叫作‘禾下乘凉梦’。世界上还有很多地方的人?#20004;袢源?#22312;饥饿之中,我们的超级稻不能放弃量来提升质,但我国2020年要实现全面小康,要过上美好的生活,不仅要吃得饱,还要吃得好,要实现这一目标,高产优?#22987;?#39038;是唯一途径。”提及超级稻未来发展趋势,袁隆平如此寄语。


中国超级稻,

仍然在不断发展,

孕育着下一个辉煌!

[编辑:曹艳平]
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