原標(biāo)題:【震驚】日本努力了30年沒完成的大計(jì),,中國大學(xué)師生一舉做到了
水稻是我國一種主要的糧食作物,,大約占我國糧食總產(chǎn)量的二分之一。我國從兩千年前就開始種植雙季稻,,即在同一塊稻田里,一年種植和收獲兩季水稻,,所以雙季稻包括了早稻和晚稻,。
雙季稻的出現(xiàn)對充分利用自然資源和勞力資源,增加糧食產(chǎn)量起了十分重要的作用,。江西省是我國重要的雙季稻產(chǎn)區(qū),,近年來,江西省大力推廣雙季超級稻,,很多農(nóng)民依靠它獲得了增產(chǎn)增收,。
超級稻口感好產(chǎn)量大
還能對抗極端天氣
8月下旬,江西的晚稻生長進(jìn)入中后期階段,。這片綠油油的晚稻,,是種糧大戶張得修在6月份種下去的,,種子采用的是江西省近年來頗為流行的雙季超級稻——五豐優(yōu)T025。當(dāng)?shù)氐乃敬砩瞎賳T平,,特意來到張得修的稻田里了解種植情況,。
2016年,張得修打聽到五豐優(yōu)T025是一個(gè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)品種,,謹(jǐn)慎的他抱著試試看的態(tài)度種了5畝,,沒想到試種結(jié)果令張德修喜出望外。普通水稻5畝產(chǎn)量平均在4500斤左右,,而試種的5畝雙季超級稻產(chǎn)量接近7000斤,,足足超過2000多斤。今年,,他把種植面積一下子擴(kuò)大到了100畝,,原來的品種只保留了50畝。
江西省撫州市東鄉(xiāng)區(qū)農(nóng)戶張得修:這個(gè)普通稻一畝就是800—1000斤左右,。這邊是超級稻,,五豐優(yōu)T025,畝產(chǎn)是一千三到一千四斤左右,。超級稻比我們自己這個(gè)稻子的產(chǎn)量多四五百斤一畝地,。
除了產(chǎn)量,對于張得修這樣的種糧大戶來說,,水稻還必須具有一定的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,,才適合大規(guī)模的種植、管理,。普通的水稻,,具有一定的倒伏概率。倒伏,,是指直立生長的水稻成片發(fā)生歪斜,,甚至全株匍倒在地的現(xiàn)象。倒伏會(huì)導(dǎo)致水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯降低,,收獲困難,。張得修告訴《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》的記者,在極端情況天氣下,,普通稻一般是倒60%—70%,,五豐優(yōu)稻一般是20%—30%左右。
張得修介紹,,如果水稻發(fā)生倒伏,,他就必須盡快請收割機(jī)來收割,不僅產(chǎn)量下降,而且每畝地需要花上200塊錢,。而超級雙季稻就很少倒伏,,收割一畝地只需70塊錢的機(jī)器和人工費(fèi),這就大大降低了張得修的經(jīng)營的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本,。上官員平和張得修算開了經(jīng)濟(jì)賬,。
相較于張德修原來種植的普通水稻,這個(gè)被叫做五豐優(yōu)T025雙季超級稻的畝產(chǎn)能提高四百到五百斤,。按照每斤大米一塊二的價(jià)格計(jì)算,,扣除100元左右的種子成本,每畝地可以增收四百多塊錢,,今年下半年這一百畝超級稻,,就能為張得修增收四萬多元,。不僅如此,,雙季超級稻的賣相、口感都非常不錯(cuò),,上官員平想嘗一嘗張得修種的兩種水稻,,感受一下品質(zhì)的差異。
在張得修家,,他特意用兩個(gè)電飯煲分別煲上雙季超級稻和普通水稻,。半個(gè)小時(shí)過去,兩鍋米飯新鮮出爐,。經(jīng)過品嘗,,與常規(guī)稻相比,五豐優(yōu)T025又軟又香,,高下立見,。
除了產(chǎn)量高、倒伏少,、口感佳,,雙季超級稻還具有熟期早、株型好,、產(chǎn)量穩(wěn)的特點(diǎn),。張得修打算,明年繼續(xù)買種子,,種300多畝雙季超級稻的種植面積。
十九年磨一劍
江西農(nóng)大超級稻為我們增產(chǎn)43億公斤稻谷
以五豐優(yōu)T025為代表的雙季超級稻,,相比過去的常規(guī)水稻產(chǎn)量,、品質(zhì)都有了全方位的提高,。三十多年來不少國家和研究機(jī)構(gòu)一直將水稻超高產(chǎn)育種作為重點(diǎn)項(xiàng)目,。日本率先于1981年就開展了水稻超高產(chǎn)育種,,計(jì)劃在15年內(nèi)把水稻產(chǎn)量提高50%。國際水稻研究所于1989年也啟動(dòng)了“超級稻”育種計(jì)劃,。但他們的計(jì)劃都沒有如期實(shí)現(xiàn)。那么,,我國雙季超級稻是怎么培育出來的呢?
八月的南昌驕陽似火,,空氣濕熱,。正值暑假的江西農(nóng)業(yè)大學(xué),,卻呈現(xiàn)出一片繁忙景象,。每天上午,,農(nóng)學(xué)院教師周大虎都會(huì)帶領(lǐng)一群學(xué)生,,在試驗(yàn)田里采摘不同種類的水稻,,為雜交試驗(yàn)做準(zhǔn)備,。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教師周大虎: 里邊肯定是有一些長的特別好的單株,我們要選一些這種抽穗比較整齊,,在這里面表現(xiàn)比較好的單株,,我們就把它標(biāo)記一下。
這片試驗(yàn)田緊靠江西農(nóng)大校園,,占地60多畝,,卻擁有數(shù)萬種不同品系的水稻。周大虎帶著學(xué)生挑選不同品類的水稻父本并做好標(biāo)記,,待它們開出稻花后,,與提前準(zhǔn)備好的水稻母本進(jìn)行雜交配組,尋找最優(yōu)的雜交組合,。
周大虎:我們雜交配組主要是利用這個(gè)雜種優(yōu)勢,,這個(gè)最經(jīng)典的遺傳特點(diǎn),讓它實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),,我們還能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì),、抗性、圍產(chǎn)這幾個(gè)目標(biāo),。
過去江西雙季稻有許多品種,,但都有各式各樣的缺點(diǎn),有的早熟卻產(chǎn)量不高,有的高產(chǎn)卻不穩(wěn)產(chǎn),,有的產(chǎn)量高卻品質(zhì)差,。科研人員一直想培育只有優(yōu)點(diǎn)沒有缺點(diǎn)的水稻,。解決的辦法,,就是把不同品類、擁有不同優(yōu)勢和劣勢的水稻進(jìn)行雜交配組,,培育出集各方所長的超級雜交水稻,。江西農(nóng)大從19年前就開始利用這種方法,培育雙季超級稻,。當(dāng)時(shí)我國人均占有糧食量低于小康標(biāo)準(zhǔn),,科研人員面臨很大的工作壓力。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長賀浩華:我們的耕地在減少,,人口在增加,,所以我們需要的糧食總量是增加的。當(dāng)時(shí)我們預(yù)測,,我們國家穩(wěn)定15億畝種植面積的基礎(chǔ)上,,人口的增加到2020年,按照小康水平,,人均400斤的要求,,我們的總產(chǎn)要增加20%。到2030年要增加30%,,那么在這個(gè)20%和30%的總量增加,,耕地不能增加,靠什么呢,,就是靠單產(chǎn),,要單產(chǎn)的突破。
賀浩華自1983年參加工作以來,,就一直從事雜交水稻的選育工作,。1996年,我國提出超級稻育種計(jì)劃,,江西農(nóng)大開始著手培育雙季超級稻品種,。萬事開頭難,當(dāng)時(shí)學(xué)校在室內(nèi)缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備,,在室外缺乏試驗(yàn)田,。農(nóng)業(yè)育種不能違背天時(shí),但培育優(yōu)秀新品種又刻不容緩,。冬天,,為了不浪費(fèi)幾個(gè)月的農(nóng)閑時(shí)間,,賀浩華需要去海南開辟第二戰(zhàn)場??勺浇笠娭獾目蒲袟l件卻讓他們吃盡了苦頭。
首先是沒有穩(wěn)定的基地,,只能租農(nóng)民的田,,但老百姓的田有時(shí)候會(huì)發(fā)生變化,每年去的時(shí)候很可能找不到田,,而且錯(cuò)過一季就錯(cuò)過一年,。除此之外科研人員的日常生活也遇到麻煩,沒有固定的地方住,,只能住在農(nóng)民家里,,海南那邊生活條件很差,蚊子多,,廁所也沒有,。
沒有充足的科研經(jīng)費(fèi),一旦租賃的稻田漲價(jià),,科研人員就必須更換育種基地,。從1998年開始,一到冬天,,江西農(nóng)大的師生就跑到海南打起了游擊戰(zhàn),,頻繁更換地方進(jìn)行水稻培育,每年都要花費(fèi)大量時(shí)間尋找合適的農(nóng)田,。2007年,,在國家發(fā)改委的大力支持下,江西農(nóng)大終于在海南三亞的郊區(qū)流轉(zhuǎn)了100畝農(nóng)田,,總算在冬季有了個(gè)固定的試驗(yàn)基地,。
除了缺乏經(jīng)費(fèi),他們擁有的資源,,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足研究需要,。
賀浩華:我們搞育種,誰擁有好的資源,,誰育種就成功了一半,。什么叫資源呢,資源就是有不同的品種的種子,,不同的資源,,有不同的產(chǎn)量的潛力。我們最困難的,,開始是沒有資源,。我們手上的資源只有幾百份,,數(shù)量不夠,我們希望幾千份,,上萬份的材料,。
除了科研條件的短缺,江西農(nóng)大在選育雙季超級稻的初期也走了不少彎路,。當(dāng)時(shí)國內(nèi)成熟的育種理論,,主要是針對單季稻的研究。如何在雙季稻方面取得突破,,需要賀浩華自己尋找思路,。為了追求高產(chǎn),賀浩華曾嘗試把南方的秈稻和北方的粳稻這兩種親緣關(guān)系遙遠(yuǎn)的品種雜交,,結(jié)果令他先喜后憂,。
賀浩華:當(dāng)時(shí)我們就找秈粳亞種的材料。我們栽出來,,高猛大,,穗子也大,我很高興了,,但是它有效穗少了,,另外它的品質(zhì)又不好。當(dāng)時(shí)我有個(gè)品種,,一個(gè)穗子800粒,,最后的產(chǎn)量收下來了,還沒有這個(gè)200粒的產(chǎn)量高,。
這次失敗的試驗(yàn),,讓賀浩華明白不能一味地追求稻穗的大小和數(shù)量,需要取得水稻外在性狀與生理機(jī)能之間的協(xié)調(diào),,外在和內(nèi)在都不能掉隊(duì),。賀浩華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),對大量的水稻材料進(jìn)行觀察與測定,,通過分析比對,,摸索出什么樣的材料才能夠使水稻的形狀與機(jī)能達(dá)到協(xié)調(diào)。
經(jīng)過大量的試驗(yàn)與總結(jié),,針對長江中下游雙季稻區(qū)的氣候特點(diǎn)和生產(chǎn)需求,,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)于2000年提出“性狀機(jī)能協(xié)調(diào)型”雙季稻育種技術(shù)體系。這個(gè)體系的提出就好比在科研的茫茫大海上豎起一座燈塔,,為培養(yǎng)內(nèi)在外在相協(xié)調(diào)的雙季超級稻提供了理論指導(dǎo),。
除了資源和技術(shù)上的挑戰(zhàn),在十九年來的水稻選育中,,江西農(nóng)大還經(jīng)常面臨不速之客的挑戰(zhàn),。這些籠罩在試驗(yàn)田上方的漁網(wǎng),,就是專門用來防范鳥害的。試驗(yàn)田里有著幾萬塊這樣的白色塑料牌,,每塊塑料牌代表著一份水稻材料,,每一份材料都承載著一份希望,都有可能成為下一代超級稻的品種的親本,。但是每一份材料只有30株左右,,經(jīng)不起一點(diǎn)點(diǎn)意外折騰。
鳥害,、洪水、冷空氣,,稍微注意不到就有可能導(dǎo)致極大的損失,,也就是說你損失一粒種子,就有可能損失一個(gè)品種,,也讓育種人的希望和心血付諸東流,。
十幾年來江西農(nóng)大想盡各種辦法對抗各種意外,除此之外他們還積極與科研院所,、農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作,,共同培育雙季超級稻。江西省超級水稻研究發(fā)展中心與江西農(nóng)大已經(jīng)合作十幾年了,,共同探討水稻的選育培養(yǎng),。
父本和母本,相當(dāng)于雜交水稻的父親和母親,,它們又可以統(tǒng)稱為親本,。選育雜交水稻的難點(diǎn),在于水稻親本的培養(yǎng),。水稻親本一般要繁殖12代才能穩(wěn)定性狀,,按照一年兩熟的種植方法,需要6年左右才能培育出合適的親本材料,,雜交出優(yōu)秀的水稻品種,。六年磨一劍,經(jīng)過日復(fù)一日的雜交配組,,2006年,,江西農(nóng)大選育出了江西省第一個(gè)超級稻品種。2010年選育出的五豐優(yōu)T025連續(xù)五年成為江西省最受歡迎的水稻品種,。十九年來,,江西農(nóng)大及其合作單位總共選育出了6個(gè)品種的雙季超級稻。賀浩華主持的“江西雙季超級稻新品種選育與示范推廣”獲得2016年國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),。
江西省種子管理局副局長賀國良:江西農(nóng)大兩季超級稻的選育,,對我們江西的產(chǎn)量,,保證我們連續(xù)多年的增產(chǎn)做出了很大貢獻(xiàn),。
種業(yè)公司副總經(jīng)理胡建華:江西農(nóng)大培育的這幾個(gè)雙季超級稻品種對農(nóng)戶來說是高產(chǎn),、易種,、適應(yīng)廣的好品種,,對我們種業(yè)企業(yè)來說,,是易種,、風(fēng)險(xiǎn)性好的好品種,,近十年的推廣這幾個(gè)超級稻品種,,為我們農(nóng)戶增產(chǎn)增收創(chuàng)造了巨大的社會(huì)價(jià)值,。
據(jù)全國農(nóng)技推廣中心統(tǒng)計(jì),,江西雙季超級稻在江西、湖南,、湖北,、廣西、廣東等省累計(jì)推廣7178.7萬畝,,新增稻谷43.44億公斤,,新增社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益97.76億元。為我國水稻生產(chǎn)十二連豐,、提質(zhì)增效,、農(nóng)民增收發(fā)揮了重大作用。
時(shí)代的發(fā)展日新月異,,人們對糧食生產(chǎn)的要求也不斷提高,。隨著社會(huì)的進(jìn)步,糧食生產(chǎn)還必須適應(yīng)勞動(dòng)力減少,、機(jī)械化栽培等新趨勢,。眼下,一個(gè)雜交水稻的新品種問世后,,銷售黃金期只有五年左右,,這就要求科研人員必須不斷培育更加優(yōu)良的新品種,適應(yīng)激烈競爭的種業(yè)市場,。
實(shí)驗(yàn)室里,,邊建民正在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一個(gè)基因分子實(shí)驗(yàn)。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展,,江西農(nóng)大已經(jīng)從單一的傳統(tǒng)育種方法,,走向傳統(tǒng)加分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)相結(jié)合的道路。賀浩華給我們做了一個(gè)形象的比喻,,如果說過去的育種是一條腿走路,,那現(xiàn)在就是兩條腿大步向前跑,可以大大加快育種的節(jié)奏,。
賀浩華:現(xiàn)在我們要用傳統(tǒng)育種與新的生物技術(shù)相結(jié)合,。比如利用現(xiàn)在新克隆的高產(chǎn),、優(yōu)質(zhì)抗性等等的這些新的基因,通過現(xiàn)在的分子設(shè)計(jì)育種,,基因偏激技術(shù),,通過我們田間與實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合,來進(jìn)行新的品種選育,。這將會(huì)會(huì)大大加快我們選育一個(gè)新品種的步伐,,縮短我們的育種的年限,加快育種的進(jìn)程,。
【半小時(shí)觀察】
科技創(chuàng)新為糧食安全保駕護(hù)航
江西農(nóng)大的師生們,,十九年如一日堅(jiān)守在稻田里,十九年,,許多黑發(fā)人變成了白發(fā)人,,他們終于等來了期待已久的成功,這種精神讓人贊嘆,。
民以食為天,糧食安全是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的頭等大事,,我國耕地資源有限,,要想提高糧食產(chǎn)量只有從提高單產(chǎn)上下功夫,從科技創(chuàng)新中要效益,,未來我們希望有越來越的農(nóng)業(yè)科技成果脫穎而出,,為糧食安全保駕護(hù)航。