超級稻為啥這麼牛?原來袁隆平有個“禾下乘涼夢”
在中國這個近14億人口的發(fā)展中大國,水稻是第一大口糧作物。我國水稻常年種植面積約4.5億畝,佔糧食總面積的三成,産量則佔糧食總産的四成。從南到北,從東到西,全國約有六成的人口以稻米為主食。
在水稻中,有一大類冠名為超級稻的品種是佼佼者。超級稻恰如一粒種子,播撒下穩(wěn)糧增産的希望,有力地促進了稻作技術(shù)創(chuàng)新,讓中國水稻科研領(lǐng)跑世界。超級稻已成為農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新的典範(fàn)和協(xié)同攻關(guān)的標(biāo)桿,為保障我國及世界糧食安全發(fā)揮了重要作用。
↑在廣西桂林市灌陽縣黃關(guān)鎮(zhèn)聯(lián)德村超級稻生産基地,袁隆平(左二)在查看超級水稻生長情況。
掀起“水稻第三次革命”
在我國水稻發(fā)展史上,單産出現(xiàn)過3次重大突破。第一次是始於20世紀(jì)50年代末60年代初的矮化育種,主要通過降低株高,使品種的耐肥抗倒性和收穫指數(shù)大幅度提高。第二次是20世紀(jì)70年代初期的雜種優(yōu)勢利用,我國水稻平均畝産由此提高到400公斤以上,高産地區(qū)突破500公斤,進入世界先進水準(zhǔn)。而超級稻是通過理想株型塑造與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合選育的單産大幅度提高、品質(zhì)優(yōu)良、抗性較強的新型水稻品種,被譽為“水稻第三次革命”?! ±盟镜碾s種優(yōu)勢大幅度提高水稻産量一直是中國和世界育種專家夢寐以求的願望。地球上每3個人中就有一個人以稻米為主食,而全球稻米需求量91%來自亞洲。前兩次重大突破以後的20多年來,水稻産量就遇到了玻璃天花板。人口不斷增長的壓力促使亞洲各國開始實施高産水稻的研究計劃。上世紀(jì)80年代,日本農(nóng)林水産省和國際水稻研究所先後啟動超級稻項目,但均未獲得真正成功。我國後來居上,于1996年啟動“中國超級稻育種”項目,育成了一批具有自主智慧財産權(quán)的品種?! ∪毡臼亲钤缣岢鰜K開展水稻超高産育種研究的國家。1981年,日本農(nóng)林水産省組織主要水稻研究單位,開展“超高産水稻開發(fā)及栽培技術(shù)確立”研究項目,計劃在15年內(nèi)實現(xiàn)單産增加50%的超高産目標(biāo)。然而,1981年至1988年的8年間,整個計劃共育成5個品種,但大多在抗寒性、品質(zhì)和結(jié)實率方面存在問題,難以大面積推廣。此後,國際水稻研究所也提出水稻超高産育種計劃,擬育成一種有別於以往改良品種的新株型稻。1994年,日本宣佈選育超級稻新品種已獲成功,但由於技術(shù)方面缺陷,至今未能大面積推廣?! ?996年,我國提出“超級稻育種計劃”,由袁隆平院士主持培育計劃。1997年,袁隆平發(fā)表著名的《雜交水稻超高産育種》,提出“形態(tài)改良與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合”的水稻超高産育種技術(shù)路線。隨後,“超級稻育種計劃”被列入總理基金項目。由袁隆平、謝華安、陳溫福、程式華等眾多知名專家領(lǐng)銜,聯(lián)合了國內(nèi)數(shù)十家優(yōu)勢科研力量,建立起遺傳育種、栽培植保、技術(shù)推廣和生産管理等跨多學(xué)科領(lǐng)域的協(xié)作組。 袁隆平曾這樣形容自己當(dāng)時的心情:“雖然我這個人對自己認(rèn)準(zhǔn)的研究方向堅信不疑,但數(shù)以千萬計的真金白銀仍讓我夜不能寐。為了增加保險系數(shù),我開始走技術(shù)協(xié)作的路線,在全國設(shè)立了5個點?!碑?dāng)時,國家雜交水稻工程技術(shù)研究中心、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇農(nóng)科院、遼寧農(nóng)科院和廣東農(nóng)科院等都在其中?! 拔覈鶈T遼闊,水稻種植區(qū)域廣、範(fàn)圍大,不可能一家單位、一個品種‘包打天下’,必須進行科研的大聯(lián)合大攻關(guān),這也是超級稻能夠取得成功的關(guān)鍵?!鞭r(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技教育司司長廖西元説,為完成預(yù)定目標(biāo),“超級稻育種計劃”聯(lián)合了國內(nèi)優(yōu)勢科研力量,建立了遺傳育種、栽培植保、技術(shù)推廣和生産管理等跨多學(xué)科領(lǐng)域的協(xié)作組,匯聚了一支創(chuàng)新能力較強的超級稻研究與示範(fàn)推廣隊伍,形成了全國“一盤棋”格局。
↑今年春耕時節(jié),江西省新餘市高新區(qū)馬洪村的村民在稻田裏忙碌。如今,超級稻在江西省佔有相當(dāng)大的比例?! 爸袊壍居N計劃是新中國成立以來持續(xù)時間長、資助力度大的農(nóng)業(yè)科技項目之一。在當(dāng)時制定的超級稻育種一、二、三期産量目標(biāo),是很有遠(yuǎn)見的?!敝袊狙芯克L程式華認(rèn)為:“超級稻研究協(xié)作組在超級稻育種理論方法創(chuàng)新、育種材料創(chuàng)制、重大品種培育、配套技術(shù)整合等方面取得了重大突破,處於國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。超級稻産量目標(biāo)的實現(xiàn),帶動了全國水稻單産的穩(wěn)步提高。” 創(chuàng)造糧食生産新高度
在正確技術(shù)路線的指導(dǎo)下,中國超級稻迅速步入發(fā)展快車道。科學(xué)家們創(chuàng)制了“沈農(nóng)89-366”“培矮64S”“華佔”“春江12”等一大批不育係、恢復(fù)係水稻,選育了一大批産量高、抗性強、適應(yīng)性廣並在生産中大範(fàn)圍應(yīng)用的超級稻新品種。繼超級稻2000年實現(xiàn)700公斤一期目標(biāo)、2004年實現(xiàn)800公斤二期産量,2013年實現(xiàn)了連續(xù)兩年在多點實現(xiàn)了畝産超過900公斤,標(biāo)誌著超級稻第三期産量目標(biāo)基本實現(xiàn)。在廣袤稻田裏,以袁隆平為代表的中國超級稻科學(xué)家們一次又一次創(chuàng)造了人類糧食生産的新高度?! ≡诔壍緦移聘弋b紀(jì)錄的同時,如何讓農(nóng)民種植超級稻效益更劃算,如何使超級稻從專家産量轉(zhuǎn)化為農(nóng)民的産量?2009年,原農(nóng)業(yè)部啟動超級稻“雙增一百”工作,提出“畝增産一百斤、節(jié)本增效一百元”的目標(biāo)。此後,全國建立超級稻“雙增一百”科技行動聯(lián)繫點制度和專家包區(qū)包片制度,組織專家深入示範(fàn)區(qū)巡迴指導(dǎo)。據(jù)統(tǒng)計,自2009年“雙增一百”啟動以來,超級稻畝均增産超過120斤,扣除種子、肥料農(nóng)藥等的投入,畝均增收100多元,實現(xiàn)了增産增收的協(xié)調(diào)統(tǒng)一?! ≡诤芏嗳说挠∠笱Y,超級稻似乎就是高産的雜交稻,其實這並不準(zhǔn)確。按照定義,超級稻主要是指採用“理想株型塑造與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合”的技術(shù),育成比現(xiàn)有品種在産量上有大幅度提高,並兼顧品質(zhì)與抗性的新型水稻品種。截至目前,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部確認(rèn)並正在推廣應(yīng)用的超級稻品種有132個,既包括秈稻,也包括粳稻,還有秈粳雜交稻;既包括常規(guī)稻,也包括雜交稻?,F(xiàn)有的超級稻中,常規(guī)稻佔45%,雜交稻佔55%。 江蘇省農(nóng)科院糧食作物所所長王才林從事超級稻育種多年,他形容超級稻是水稻品種中的“優(yōu)等生”,而認(rèn)定超級稻品種,則相當(dāng)於水稻品種界的“高考”。要成為超級稻品種,首先要經(jīng)過審定的水稻品種經(jīng)過百畝實收測産,然後農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織專家進行評審,達(dá)到了《超級稻品種確認(rèn)辦法》中規(guī)定的産量、品質(zhì)、抗性等各項指標(biāo),最後經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)佈後,才能稱為超級稻。如果推廣面積未達(dá)要求的品種,會取消對其超級稻的冠名。
↑在中國種子集團南繁育種基地,育種科研工作者正在查看水稻長勢並做業(yè)務(wù)交流。中種集團研發(fā)的多個水稻品種被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認(rèn)定為超級稻?! ?019年,全國新確認(rèn)10個超級稻品種,其中4個來自袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司種業(yè)科學(xué)院。“目前,袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司共有10個主力品種被國家確認(rèn)為超級稻品種。”袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司副總裁、種業(yè)研究院院長楊遠(yuǎn)柱介紹,此次新確認(rèn)的4個超級稻品種,集廣適、高産、高抗于一體,在長江流域一季稻百畝樣方示範(fàn)中畝産都達(dá)到780公斤以上?! 〕壍镜拇竺娣e推廣離不開配套的栽培技術(shù)?!皩λ緛碚h,品種過硬、栽培水準(zhǔn)高是高産的兩大重要因素,栽培技術(shù)的好壞直接影響品種潛力的發(fā)揮。就像生了個孩子,天資不錯,但培養(yǎng)得不好就很難發(fā)揮其聰明潛力,因此後天培養(yǎng)十分重要?!敝袊こ淘涸菏?、瀋陽農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳溫福道出了超級稻高産秘訣。 據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù),截至2018年底,全國超級稻累計推廣應(yīng)用14.8億畝,年種植面積由2005年的3837萬畝擴大到了2013年的1.3億畝,所佔水稻種植面積比重由8.7%提高到30%。近5年裏,超級稻應(yīng)用面積一直穩(wěn)定在1.3億畝以上,單個品種平均應(yīng)用面積約為100萬畝,超級稻龍粳31年均種植面積突破1600萬畝,創(chuàng)近年單個水稻品種的最高應(yīng)用面積紀(jì)錄?! 翱梢哉h,超級稻示範(fàn)推廣的20多年,是我國糧食持續(xù)增産的黃金期,它引領(lǐng)了我國水稻生産的水準(zhǔn),讓我國水稻生産的技術(shù)水準(zhǔn)居於世界領(lǐng)先地位,它是我國糧食安全的功臣?!背淌饺A感慨?! 「弋b量還要兼顧高品質(zhì)
從上世紀(jì)90年代起,我國開始培育超級稻品種。為保證國家糧食安全,當(dāng)時將高産作為首要任務(wù)。近年來,隨著人們對米質(zhì)要求的提高,育種家們將優(yōu)質(zhì)和高産放在同等重要位置,使超級稻的品質(zhì)大幅提高。目前,我國50%以上的超級稻品種都達(dá)到優(yōu)質(zhì)的要求,其他也都在中等偏上水準(zhǔn)。陳溫福表示,超級稻優(yōu)化是趨勢,10年前,他就開始轉(zhuǎn)變研究方向,重點研究米質(zhì),如今已經(jīng)研發(fā)推廣了多個高産優(yōu)質(zhì)超級稻品種?! ∪缃瘢藗儗端镜钠谠S不僅是高産、優(yōu)質(zhì),更要求生態(tài)、綠色。中國水稻研究所牽頭的科研團隊攻關(guān)完成全國雙季超級稻綠色提質(zhì)增效技術(shù)整合模式。該模式針對長江中下游地區(qū)雙季稻生産機械化程度低、農(nóng)藥化肥用量大、品種與栽培技術(shù)不配套等問題,以“良種良法配套、農(nóng)機農(nóng)藝融合、增産增效並重、生産生態(tài)協(xié)調(diào)”為指導(dǎo),圍繞品種、育秧、種植、施肥、灌溉、植保等環(huán)節(jié),實現(xiàn)雙季稻節(jié)本綠色提質(zhì)增效生産。
↑安徽荃銀高科種業(yè)公司南繁育種基地收穫水稻後晾曬稻穀。荃銀高科是我國秈型兩係超級稻種子的主要供應(yīng)商之一?! 〗陙恚环N通過多胚孿生標(biāo)記性狀雜交育種技術(shù)培育而出的新品種——多胚孿生超級稻被越來越多的人所關(guān)注。今年,該品種在江西省吉安市吉州區(qū)長塘鎮(zhèn)橋南村周邊試種,當(dāng)?shù)貙⒊壍九c測土配方施肥、病蟲害綜合防治等相結(jié)合,改善施肥、用藥結(jié)構(gòu)和方法,提高肥料利用率和防治效果,減輕了面源污染,保護了生態(tài)環(huán)境。農(nóng)業(yè)專家説,該品種植株堅挺,且提前一個月抽穗,米質(zhì)口感好,比常規(guī)水稻蛋白質(zhì)含量高?! ≡鴧⑴c袁隆平超級稻研究團隊的水稻專家鄧啟雲(yún)感受到,近年來我國超級稻品質(zhì)改善明顯。他介紹説,《超級稻品種確認(rèn)辦法》對稻米品質(zhì)有明確規(guī)定,北方粳稻必須達(dá)到部頒2級米標(biāo)準(zhǔn),南方晚秈必須達(dá)到部頒3級米標(biāo)準(zhǔn),南方早秈和一季稻必須達(dá)到部頒4級米標(biāo)準(zhǔn),近年來,確認(rèn)的超級稻品種米質(zhì)都達(dá)到甚至超過了這些指標(biāo),適口性進一步改善?! 〗?jīng)過20多年發(fā)展,超級稻幫助中國水稻科研搶佔了世界制高點,創(chuàng)造了中國水稻的超級神話。有人可能會問:産量已經(jīng)這麼高了,發(fā)展超級稻還有意義嗎?“中國的超級稻發(fā)展,只能加強,不能削弱;只能推進,不能後退!”廖西元表示,超級稻發(fā)展要更加注重均衡增産,促進口糧安全;更加注重效益提升,促進農(nóng)民增收;更加注重品質(zhì)優(yōu)化,促進結(jié)構(gòu)調(diào)整;更加注重轉(zhuǎn)變方式,促進資源節(jié)約;更加注重綠色發(fā)展,促進環(huán)境友好?! 槭澜缂Z食安全作貢獻(xiàn)
面對全球極端氣候頻繁出現(xiàn)的情況,提高亞洲和非洲大部分雨養(yǎng)地區(qū)的水稻生産能力、維持全球灌溉稻田的稻米産量是全球水稻育種專家面臨的最大挑戰(zhàn)。而中國超級稻不僅解決了中國人的糧食問題,還幫助世界人民解決了吃飯問題?! ∪涨埃袊r(nóng)科院作科所研究員黎志康牽頭的“為非洲和亞洲資源貧瘠地區(qū)培育綠色超級稻”項目在京結(jié)題。綠色超級稻被定義為在較少投入的情況下能穩(wěn)定高産的水稻品種,尤其對頻繁氣候變化引起的干擾具有較強抵抗力和恢復(fù)力,是為了應(yīng)對未來水稻生産面臨挑戰(zhàn)而提出的重要概念。
↑位於海南三亞的水稻國家公園裏,展示了眾多超級稻品種,袁隆平院士團隊的超級稻品種也在其中?! ±柚究涤谩吧俅蜣r(nóng)藥、少施化肥、節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高産”16個字概括項目特點,用傳統(tǒng)育種和分子育種相結(jié)合的方式,研製出一批水稻品種,從而解決當(dāng)?shù)乩习傩盏某燥垎栴}。項目在實施的10年中,實現(xiàn)了豐碩成果。在研究上,完成了3000份水稻核心種質(zhì)的全基因組重測序,這是全球最大的植物基因組重測序項目。在實踐上,培育出一批抗旱、耐鹽、耐淹的新品種。截至目前,綠色超級稻項目在非洲和亞洲的18個國家試種、審定和推廣,審定高産、優(yōu)質(zhì)、多抗的品種78個,累計推廣面積達(dá)612萬公頃?! ±柚究禐橛浾咧v述了綠色超級稻的故事。2013年,颱風(fēng)“海燕”襲擊了菲律賓中部的萊特島,對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)造成了毀滅性打擊,大片稻田顆粒無收。然而值得慶倖的是,在這場颱風(fēng)之前,當(dāng)?shù)匾恍┺r(nóng)民從菲律賓水稻所獲得了一些綠色超級稻8號,並嘗試性地進行了播種。令人驚奇的是,颱風(fēng)過後,這些來自中國的水稻品種不僅存活了下來,還獲得了一定産量。 第三方專業(yè)人員在菲律賓、越南、孟加拉、印度等國分別進行了評估。報告顯示,在菲律賓和孟加拉國望天田和灌溉生態(tài)系統(tǒng)種植新培育的綠色超級稻品種,比當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N平均每公頃增産0.89噸至1.83噸,平均每公頃增收230.9美元。按此推算,到目前為止,非洲和亞洲目標(biāo)國家的農(nóng)戶增收達(dá)14億美元?! 拔业膲粝胧浅壍鹃L得比高粱還高,穗子有掃帚那麼長,籽粒有花生那麼大,叫作‘禾下乘涼夢’。世界上還有很多地方的人至今仍處在饑餓之中,我們的超級稻不能放棄量來提升質(zhì),但我國2020年要實現(xiàn)全面小康,要過上美好的生活,不僅要吃得飽,還要吃得好,要實現(xiàn)這一目標(biāo),高産優(yōu)質(zhì)兼顧是唯一途徑?!碧峒俺壍疚磥戆l(fā)展趨勢,袁隆平如此寄語。
中國超級稻,
仍然在不斷發(fā)展,
孕育著下一個輝煌!
來源 經(jīng)濟日報