原來袁隆平有個“禾下乘涼夢”

時間:2019-06-12 16:53:59       來源:經濟日報

在中國這個近14億人口的發展中大國,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,占糧食總面積的三成,產量則占糧食總產的四成。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,播撒下穩糧增產的希望,有力地促進了稻作技術創新,讓中國水稻科研領跑世界。超級稻已成為農業科技自主創新的典范和協同攻關的標桿,為保障我國及世界糧食安全發揮了重要作用。

掀起“水稻第三次革命”

在我國水稻發展史上,單產出現過3次重大突破。第一次是始于20世紀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獲指數大幅度提高。第二次是20世紀70年代初期的雜種優勢利用,我國水稻平均畝產由此提高到400公斤以上,高產地區突破500公斤,進入世界先進水平。而超級稻是通過理想株型塑造與雜種優勢利用相結合選育的單產大幅度提高、品質優良、抗性較強的新型水稻品種,被譽為“水稻第三次革命”。

利用水稻的雜種優勢大幅度提高水稻產量一直是中國和世界育種專家夢寐以求的愿望。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。前兩次重大突破以后的20多年來,水稻產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產水稻的研究計劃。上世紀80年代,日本農林水產省和國際水稻研究所先后啟動超級稻項目,但均未獲得真正成功。我國后來居上,于1996年啟動“中國超級稻育種”項目,育成了一批具有自主知識產權的品種。

日本是最早提出并開展水稻超高產育種研究的國家。1981年,日本農林水產省組織主要水稻研究單位,開展“超高產水稻開發及栽培技術確立”研究項目,計劃在15年內實現單產增加50%的超高產目標。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、品質和結實率方面存在問題,難以大面積推廣。此后,國際水稻研究所也提出水稻超高產育種計劃,擬育成一種有別于以往改良品種的新株型稻。1994年,日本宣布選育超級稻新品種已獲成功,但由于技術方面缺陷,至今未能大面積推廣。

1996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,袁隆平發表著名的《雜交水稻超高產育種》,提出“形態改良與雜種優勢利用相結合”的水稻超高產育種技術路線。隨后,“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銜,聯合了國內數十家優勢科研力量,建立起遺傳育種、栽培植保、技術推廣和生產管理等跨多學科領域的協作組。

袁隆平曾這樣形容自己當時的心情:“雖然我這個人對自己認準的研究方向堅信不疑,但數以千萬計的真金白銀仍讓我夜不能寐。為了增加保險系數,我開始走技術協作的路線,在全國設立了5個點。”當時,國家雜交水稻工程技術研究中心、四川農業大學、江蘇農科院、遼寧農科院和廣東農科院等都在其中。

“我國幅員遼闊,水稻種植區域廣、范圍大,不可能一家單位、一個品種‘包打天下’,必須進行科研的大聯合大攻關,這也是超級稻能夠取得成功的關鍵。”農業農村部科技教育司司長廖西元說,為完成預定目標,“超級稻育種計劃”聯合了國內優勢科研力量,建立了遺傳育種、栽培植保、技術推廣和生產管理等跨多學科領域的協作組,匯聚了一支創新能力較強的超級稻研究與示范推廣隊伍,形成了全國“一盤棋”格局。

“中國超級稻育種計劃是新中國成立以來持續時間長、資助力度大的農業科技項目之一。在當時制定的超級稻育種一、二、三期產量目標,是很有遠見的。”中國水稻研究所原所長程式華認為:“超級稻研究協作組在超級稻育種理論方法創新、育種材料創制、重大品種培育、配套技術集成等方面取得了重大突破,處于國際領先水平。超級稻產量目標的實現,帶動了全國水稻單產的穩步提高。”

創造糧食生產新高度

在正確技術路線的指導下,中國超級稻迅速步入發展快車道。科學家們創制了“沈農89-366”“培矮64S”“華占”“春江12”等一大批不育系、恢復系水稻,選育了一大批產量高、抗性強、適應性廣并在生產中大范圍應用的超級稻新品種。繼超級稻2000年實現700公斤一期目標、2004年實現800公斤二期產量,2013年實現了連續兩年在多點實現了畝產超過900公斤,標志著超級稻第三期產量目標基本實現。在廣袤稻田里,以袁隆平為代表的中國超級稻科學家們一次又一次創造了人類糧食生產的新高度。

在超級稻屢破高產紀錄的同時,如何讓農民種植超級稻效益更劃算,如何使超級稻從專家產量轉化為農民的產量?2009年,原農業部啟動超級稻“雙增一百”工作,提出“畝增產一百斤、節本增效一百元”的目標。此后,全國建立超級稻“雙增一百”科技行動聯系點制度和專家包區包片制度,組織專家深入示范區巡回指導。據統計,自2009年“雙增一百”啟動以來,超級稻畝均增產超過120斤,扣除種子、肥料農藥等的投入,畝均增收100多元,實現了增產增收的協調統一。

在很多人的印象里,超級稻似乎就是高產的雜交稻,其實這并不準確。按照定義,超級稻主要是指采用“理想株型塑造與雜種優勢利用相結合”的技術,育成比現有品種在產量上有大幅度提高,并兼顧品質與抗性的新型水稻品種。截至目前,農業農村部確認并正在推廣應用的超級稻品種有132個,既包括秈稻,也包括粳稻,還有秈粳雜交稻;既包括常規稻,也包括雜交稻。現有的超級稻中,常規稻占45%,雜交稻占55%。

江蘇省農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“優等生”,而認定超級稻品種,則相當于水稻品種界的“高考”。要成為超級稻品種,首先要經過審定的水稻品種經過百畝實收測產,然后農業農村部組織專家進行評審,達到了《超級稻品種確認辦法》中規定的產量、品質、抗性等各項指標,最后經農業農村部發布后,才能稱為超級稻。如果推廣面積未達要求的品種,會取消對其超級稻的冠名。

2019年,全國新確認10個超級稻品種,其中4個來自袁隆平農業高科技股份有限公司種業科學院。“目前,袁隆平農業高科技股份有限公司共有10個主力品種被國家確認為超級稻品種。”袁隆平農業高科技股份有限公司副總裁、種業研究院院長楊遠柱介紹,此次新確認的4個超級稻品種,集廣適、高產、高抗于一體,在長江流域一季稻百畝樣方示范中畝產都達到780公斤以上。

超級稻的大面積推廣離不開配套的栽培技術。“對水稻來說,品種過硬、栽培水平高是高產的兩大重要因素,栽培技術的好壞直接影響品種潛力的發揮。就像生了個孩子,天資不錯,但培養得不好就很難發揮其聰明潛力,因此后天培養十分重要。”中國工程院院士、沈陽農業大學教授陳溫福道出了超級稻高產秘訣。

據農業農村部數據,截至2018年底,全國超級稻累計推廣應用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,所占水稻種植面積比重由8.7%提高到30%。近5年里,超級稻應用面積一直穩定在1.3億畝以上,單個品種平均應用面積約為100萬畝,超級稻龍粳31年均種植面積突破1600萬畝,創近年單個水稻品種的最高應用面積紀錄。

“可以說,超級稻示范推廣的20多年,是我國糧食持續增產的黃金期,它引領了我國水稻生產的水平,讓我國水稻生產的技術水平居于世界領先地位,它是我國糧食安全的功臣。”程式華感慨。

高產量還要兼顧高品質

從上世紀90年代起,我國開始培育超級稻品種。為保證國家糧食安全,當時將高產作為首要任務。近年來,隨著人們對米質要求的提高,育種家們將優質和高產放在同等重要位置,使超級稻的品質大幅提高。目前,我國50%以上的超級稻品種都達到優質的要求,其他也都在中等偏上水平。陳溫福表示,超級稻優化是趨勢,10年前,他就開始轉變研究方向,重點研究米質,如今已經研發推廣了多個高產優質超級稻品種。

如今,人們對于水稻的期許不僅是高產、優質,更要求生態、綠色。中國水稻研究所牽頭的科研團隊攻關完成全國雙季超級稻綠色提質增效技術集成模式。該模式針對長江中下游地區雙季稻生產機械化程度低、農藥化肥用量大、品種與栽培技術不配套等問題,以“良種良法配套、農機農藝融合、增產增效并重、生產生態協調”為指導,圍繞品種、育秧、種植、施肥、灌溉、植保等環節,實現雙季稻節本綠色提質增效生產。

近年來,一種通過多胚孿生標記性狀雜交育種技術培育而出的新品種——多胚孿生超級稻被越來越多的人所關注。今年,該品種在江西省吉安市吉州區長塘鎮橋南村周邊試種,當地將超級稻與測土配方施肥、病蟲害綜合防治等相結合,改善施肥、用藥結構和方法,提高肥料利用率和防治效果,減輕了面源污染,保護了生態環境。農業專家說,該品種植株堅挺,且提前一個月抽穗,米質口感好,比常規水稻蛋白質含量高。

曾參與袁隆平超級稻研究團隊的水稻專家鄧啟云感受到,近年來我國超級稻品質改善明顯。他介紹說,《超級稻品種確認辦法》對稻米品質有明確規定,北方粳稻必須達到部頒2級米標準,南方晚秈必須達到部頒3級米標準,南方早秈和一季稻必須達到部頒4級米標準,近年來,確認的超級稻品種米質都達到甚至超過了這些指標,適口性進一步改善。

經過20多年發展,超級稻幫助中國水稻科研搶占了世界制高點,創造了中國水稻的超級神話。有人可能會問:產量已經這么高了,發展超級稻還有意義嗎?“中國的超級稻發展,只能加強,不能削弱;只能推進,不能后退!”廖西元表示,超級稻發展要更加注重均衡增產,促進口糧安全;更加注重效益提升,促進農民增收;更加注重品質優化,促進結構調整;更加注重轉變方式,促進資源節約;更加注重綠色發展,促進環境友好。

為世界糧食安全作貢獻

面對全球極端氣候頻繁出現的情況,提高亞洲和非洲大部分雨養地區的水稻生產能力、維持全球灌溉稻田的稻米產量是全球水稻育種專家面臨的最大挑戰。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。

日前,中國農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培育綠色超級稻”項目在京結題。綠色超級稻被定義為在較少投入的情況下能穩定高產的水稻品種,尤其對頻繁氣候變化引起的干擾具有較強抵抗力和恢復力,是為了應對未來水稻生產面臨挑戰而提出的重要概念。

黎志康用“少打農藥、少施化肥、節水抗旱、優質高產”16個字概括項目特點,用傳統育種和分子育種相結合的方式,研制出一批水稻品種,從而解決當地老百姓的吃飯問題。項目在實施的10年中,實現了豐碩成果。在研究上,完成了3000份水稻核心種質的全基因組重測序,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,審定高產、優質、多抗的品種78個,累計推廣面積達612萬公頃。

黎志康為記者講述了綠色超級稻的故事。2013年,臺風“海燕”襲擊了菲律賓中部的萊特島,對當地農業造成了毀滅性打擊,大片稻田顆粒無收。然而值得慶幸的是,在這場臺風之前,當地一些農民從菲律賓水稻所獲得了一些綠色超級稻8號,并嘗試性地進行了播種。令人驚奇的是,臺風過后,這些來自中國的水稻品種不僅存活了下來,還獲得了一定產量。

第三方專業人員在菲律賓、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系統種植新培育的綠色超級稻品種,比當地主栽水稻品種平均每公頃增產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,非洲和亞洲目標國家的農戶增收達14億美元。

“我的夢想是超級稻長得比高粱還高,穗子有掃帚那么長,籽粒有花生那么大,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,但我國2020年要實現全面小康,要過上美好的生活,不僅要吃得飽,還要吃得好,要實現這一目標,高產優質兼顧是唯一途徑。”提及超級稻未來發展趨勢,袁隆平如此寄語。

中國超級稻,

仍然在不斷發展,

孕育著下一個輝煌!

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