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矮稈稻產量創新似乎遇到了“天花板”

巨型稻能否承載稻穗的“未來希望”

2017年11月14日08:55 | 來源:科技日報
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原標題:矮稈稻產量創新似乎遇到了“天花板” 巨型稻能否承載稻穗的“未來希望”

11月10日,中科院亞熱帶生態農業研究所夏新界研究員在電話裡告訴科技日報記者:他的巨型稻今年畝產850公斤。

科學家有時挺讓人看不明白的。

就在全國甚至全世界的農業科研人員都在培育矮稈水稻的時候,夏新界卻痴迷上了巨型稻:矮的也有1.8米,高的達到2.2米了。

10月中旬,在湖南省長沙縣金井鎮,夏新界研究團隊種植的巨型稻准備測產。當天早晨,就在各路記者蜂擁而至,准備圍觀巨型稻究竟有多大的產量“能耐”時,一個“不幸”消息傳了過來:水稻畝產又一次打破了世界紀錄——紀錄是雜交水稻之父袁隆平的團隊再次創造的。

袁隆平有個“禾下乘涼夢”

說“不幸”,是因為很多記者報道巨型稻,主要就想從產量的角度做文章,總希望巨型稻不僅能在“身高”上“鶴立雞群”,而且也能在產量上出點奇跡。可現在,這個絕對可以壓倒一切有關水稻的新聞——新的水稻畝產世界紀錄又誕生了,袁隆平團隊選育的超級雜交稻品種“湘兩優900(超優千號)”,在河北邯鄲的一個超級雜交稻示范基地,通過了河北省科技廳組織的測產驗收,平均畝產1149.02公斤,即每公頃17.2噸,創造了世界水稻單產的新紀錄。

一畝地種出了1149.02公斤水稻令人震驚,除了伸出大拇指,你別無選擇。

可憐的巨型稻啊,真是有點兒“測不逢時”。

“萬幸”的是,巨型稻測產當天,受台風影響,長沙縣秋雨不止,測產由此擱淺。老天幫忙,免得人們把巨型稻和袁隆平的雜交稻比產量,巨型稻暫時躲避了尷尬。

巨型稻是夏新界歷經10年培育的新品種。2006年,夏新界作為中科院“百人計劃”引進的人才,從美國來到位於長沙的中科院亞熱帶農業生態研究所。從那時起,他朝思暮想的就是巨型稻。

就在夏新界的巨型稻准備測產的當天,袁隆平也冒雨來到了金井鎮巨型稻的測產現場。面對記者,他說自己有一個夢——禾下乘涼夢。

目前中國絕大多數稻種是難以實現袁先生夢想的,包括他自己研究推廣的雜交稻。因為稻稈太矮,人站在稻田裡就“一目了然”了。因而有人說,隻有巨型稻才是可以實現袁隆平夢想的稻種。袁先生說:“巨型稻是個好材料啊,2米多高,大有潛力。”

巨型稻有點特別,不僅稻稈奇高,而且又粗又壯,還抗倒伏。記者品嘗了一下,味道也不錯。

尋找生物量更大的水稻品種

中國矮稈稻的產量創新似乎遇到了“天花板”。

作物的產量取決於生物量(即作物生長時的地上部分)和收獲指數(谷草比)兩大性狀。中科院亞熱帶生態農業研究所所長吳金水說,20世紀60年代初的第一次綠色革命,通過矮稈基因和多項高產基因的聚合,實現了收獲指數和作物單產的跨越式提升。稱為第二次綠色革命的雜交育種,利用雜種優勢,在保持較高收獲指數的基礎上,大幅度提高生物量,實現了作物單產的又一次跨越式提升。經過幾十年的不斷挖掘,現有水稻種質的生物量和收獲指數都已經接近上限。因此,選育超大生物量水稻新種質就成為水稻育種的主流方向。

畢竟矮稈水稻的生物量有限。育種學家普遍認為,谷草比的上限為60%。稻穗“壓彎了枝頭”是幅美景,但稻穗的重量不可能無限增加,否則“瘦弱的”稻稈將承受不起那份未來的希望。

尋找生物量更大的水稻品種就成為稻米生產發展的必然。2米左右的巨型稻便“應運而生”。

“巨型稻是在現有優異種源的基礎上,運用突變體誘導、野生稻遠緣雜交、分子標記定向選育等一系列育種新技術,獲得的擁有完全自主知識產權的水稻新種質材料。”夏新界說,它具有株形高大,集散適中,葉挺色深,光合效率高,單位面積生物量比現有水稻品種高出50%,莖稈粗壯達到18.5毫米,抗倒伏,抗病虫害,耐淹澇。

今年稻子收割后,所長吳金水的研究團隊測量了巨型稻的根系,發現根部長度達到了35厘米,而普通稻的根系長度也就隻有23厘米。吳金水告訴科技日報記者,巨型稻的根系長,覆蓋的土壤范圍大,因而養分吸收得好,能夠把水稻周圍的土壤充分利用起來。“每棵巨型稻的稻根系總量是普通稻的4—5倍,利用效率要高得多。”

探索破解“農民種田積極性不高”

夏新界的巨型稻有自己獨特的種質材料優勢,但畝產離水稻畝產世界紀錄還有一段差距,巨型稻是否要追趕產量世界紀錄呢?

當今中國農村,農民種田積極性普遍不高。當記者把這個問題提給北京理工大學教授、著名農業政策專家胡瑞法時,他說,農民種田積極性下降是因為受糧食價格和市場等一系列因素的影響。“比如農業生產的成本這些年來一直在上漲,一方面是生產資料的成本上漲得太快,另一方面是勞動力價格不斷上漲,在家種田不如出外打工。誰還願意下田務農?”

中科院精准扶貧評估研究中心主任、中科院地理資源所區域農業與農村發展研究中心主任劉彥隨告訴科技日報記者,當下中國農村難以留人、農民不願意種地的根本原因在於社會的不平衡、不充分的發展,這嚴重制約了農業增效、農民增收和農村土地增值。數億農民工尤其是年輕人離鄉進城,主要是為換個環境、多些收入。應該想辦法讓留鄉農民、返鄉民工、回鄉青年,能夠以村為家、以地為生、以農為業。

夏新界也發現了這些問題。他說,農田產出低下,不足以喚起廣大農民種田的積極性。即使水稻畝產1000公斤,一戶農民靠幾畝田地,也不足以維持一家幾口的日常費用開支,包括孩子上學、家人看病吃藥的費用。必須改變農村田間農活繁重辛苦、沒人願意下田的現狀。

為此,夏新界並沒有一味地單純追求巨型稻的高產。他所獲得的畝產850公斤的巨型稻,不是他和團隊種在實驗田裡的,而是農民採用大眾化的種植管理方式自己種的。在農民輕輕鬆鬆就能種出850公斤水稻的同時,他又通過稻田的生態養殖,增加農民每畝地的收入。

巨型稻株形高大,稀植,葉茂且冠層高,這就為蛙、魚和泥鰍等稻田養殖動物提供了良好的棲息環境,具有適宜種—養結合的優勢。今年,夏新界團隊在長沙縣金井鎮建設了30畝巨型稻生態綜合種養模式試驗與示范區,採用了化肥、農藥、抗生素零使用的有機農業生產方式。與現有常用的稻田綜合種養模式相比,稻谷產量至少提高一倍以上,青蛙、泥鰍、稻花魚等養殖動物的成活率亦提高一倍以上,產量提高1.5倍以上。“今年輕輕鬆鬆每畝平均純收入就超過萬元了。”夏新界高興地對記者說。

中科院新聞發言人周德進告訴記者,在追求水稻高產的同時,也鼓勵科研人員做出多種探索。比如巨型稻的種養結合,田裡既產出碳水化合物,也產出蛋白質。農民追求的是田裡產出的價值,不是單純的水稻產量。除此之外,考察作物種植還有一個重要的指標,那就是看農民種田辛苦不辛苦。對農民來說,田裡的產值高而個人辛苦量下降,這才劃算。

水稻新品種的研發,種養模式的試驗,無論是高產稻還是巨型稻,都在探索水稻發展和農民生產的新途徑。(記者 李大慶)

題圖為10月16日,在位於湖南長沙縣金井鎮的巨型稻試驗田,中國科學院亞熱帶農業生態研究所研究員夏新界在查看水稻生長情況。新華社記者 李尕攝

(責編:楊軒(實習生)、熊旭)

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