水稻是我国一种主要的粮食作物,大约占我国粮食总产量的二分之一。我国从两千年前就开始种植双季稻,即在同一块稻田里,一年种植和收获两季水稻,所以双季稻包括了早稻和晚稻。

双季稻的出现对充分利用自然资源和劳力资源,增加粮食产量起了十分重要的作用。江西省是我国重要的双季稻产区,近年来,江西省大力推广双季超级稻,很多农民依靠它获得了增产增收。

超级稻口感好产量大

还能对抗极端天气

8月下旬,江西的晚稻生长进入中后期阶段。这片绿油油的晚稻,是种粮大户张得修在6月份种下去的,种子采用的是江西省近年来颇为流行的双季超级稻——五丰优T025。当地的水稻代理上官员平,特意来到张得修的稻田里了解种植情况。

2016年,张得修打听到五丰优T025是一个高产稳产的优质品种,谨慎的他抱着试试看的态度种了5亩,没想到试种结果令张德修喜出望外。普通水稻5亩产量平均在4500斤左右,而试种的5亩双季超级稻产量接近7000斤,足足超过2000多斤。今年,他把种植面积一下子扩大到了100亩,原来的品种只保留了50亩。

江西省抚州市东乡区农户张得修:这个普通稻一亩就是800—1000斤左右。这边是超级稻,五丰优T025,亩产是一千三到一千四斤左右。超级稻比我们自己这个稻子的产量多四五百斤一亩地。

除了产量,对于张得修这样的种粮大户来说,水稻还必须具有一定的抗风险能力,才适合大规模的种植、管理。普通的水稻,具有一定的倒伏概率。倒伏,是指直立生长的水稻成片发生歪斜,甚至全株匍倒在地的现象。倒伏会导致水稻的产量和质量明显降低,收获困难。张得修告诉《经济半小时》的记者,在极端情况天气下,普通稻一般是倒60%—70%,五丰优稻一般是20%—30%左右。

张得修介绍,如果水稻发生倒伏,他就必须尽快请收割机来收割,不仅产量下降,而且每亩地需要花上200块钱。而超级双季稻就很少倒伏,收割一亩地只需70块钱的机器和人工费,这就大大降低了张得修的经营的时间和经济成本。上官员平和张得修算开了经济账。

相较于张德修原来种植的普通水稻,这个被叫做五丰优T025双季超级稻的亩产能提高四百到五百斤。按照每斤大米一块二的价格计算,扣除100元左右的种子成本,每亩地可以增收四百多块钱,今年下半年这一百亩超级稻,就能为张得修增收四万多元。不仅如此,双季超级稻的卖相、口感都非常不错,上官员平想尝一尝张得修种的两种水稻,感受一下品质的差异。

在张得修家,他特意用两个电饭煲分别煲上双季超级稻和普通水稻。半个小时过去,两锅米饭新鲜出炉。经过品尝,与常规稻相比,五丰优T025又软又香,高下立见。

除了产量高、倒伏少、口感佳,双季超级稻还具有熟期早、株型好、产量稳的特点。张得修打算,明年继续买种子,种300多亩双季超级稻的种植面积。

十九年磨一剑

江西农大超级稻为我们增产43亿公斤稻谷

以五丰优T025为代表的双季超级稻,相比过去的常规水稻产量、品质都有了全方位的提高。三十多年来不少国家和研究机构一直将水稻超高产育种作为重点项目。日本率先于1981年就开展了水稻超高产育种,计划在15年内把水稻产量提高50%。国际水稻研究所于1989年也启动了“超级稻”育种计划。但他们的计划都没有如期实现。那么,我国双季超级稻是怎么培育出来的呢?

八月的南昌骄阳似火,空气湿热。正值暑假的江西农业大学,却呈现出一片繁忙景象。每天上午,农学院教师周大虎都会带领一群学生,在试验田里采摘不同种类的水稻,为杂交试验做准备。

江西农业大学农学院教师周大虎:里边肯定是有一些长的特别好的单株,我们要选一些这种抽穗比较整齐,在这里面表现比较好的单株,我们就把它标记一下。

这片试验田紧靠江西农大校园,占地60多亩,却拥有数万种不同品系的水稻。周大虎带着学生挑选不同品类的水稻父本并做好标记,待它们开出稻花后,与提前准备好的水稻母本进行杂交配组,寻找最优的杂交组合。

周大虎:我们杂交配组主要是利用这个杂种优势,这个最经典的遗传特点,让它实现高产,我们还能实现优质、抗性、围产这几个目标。

过去江西双季稻有许多品种,但都有各式各样的缺点,有的早熟却产量不高,有的高产却不稳产,有的产量高却品质差。科研人员一直想培育只有优点没有缺点的水稻。解决的办法,就是把不同品类、拥有不同优势和劣势的水稻进行杂交配组,培育出集各方所长的超级杂交水稻。江西农大从19年前就开始利用这种方法,培育双季超级稻。当时我国人均占有粮食量低于小康标准,科研人员面临很大的工作压力。

江西农业大学副校长贺浩华:我们的耕地在减少,人口在增加,所以我们需要的粮食总量是增加的。当时我们预测,我们国家稳定15亿亩种植面积的基础上,人口的增加到2020年,按照小康水平,人均400斤的要求,我们的总产要增加20%。到2030年要增加30%,那么在这个20%和30%的总量增加,耕地不能增加,靠什么呢,就是靠单产,要单产的突破。

贺浩华自1983年参加工作以来,就一直从事杂交水稻的选育工作。1996年,我国提出超级稻育种计划,江西农大开始着手培育双季超级稻品种。万事开头难,当时学校在室内缺乏实验设备,在室外缺乏试验田。农业育种不能违背天时,但培育优秀新品种又刻不容缓。冬天,为了不浪费几个月的农闲时间,贺浩华需要去海南开辟第二战场。可捉襟见肘的科研条件却让他们吃尽了苦头。

首先是没有稳定的基地,只能租农民的田,但老百姓的田有时候会发生变化,每年去的时候很可能找不到田,而且错过一季就错过一年。除此之外科研人员的日常生活也遇到麻烦,没有固定的地方住,只能住在农民家里,海南那边生活条件很差,蚊子多,厕所也没有。

没有充足的科研经费,一旦租赁的稻田涨价,科研人员就必须更换育种基地。从1998年开始,一到冬天,江西农大的师生就跑到海南打起了游击战,频繁更换地方进行水稻培育,每年都要花费大量时间寻找合适的农田。2007年,在国家发改委的大力支持下,江西农大终于在海南三亚的郊区流转了100亩农田,总算在冬季有了个固定的试验基地。

除了缺乏经费,他们拥有的资源,也远远不能满足研究需要。

贺浩华:我们搞育种,谁拥有好的资源,谁育种就成功了一半。什么叫资源呢,资源就是有不同的品种的种子,不同的资源,有不同的产量的潜力。我们最困难的,开始是没有资源。我们手上的资源只有几百份,数量不够,我们希望几千份,上万份的材料。

除了科研条件的短缺,江西农大在选育双季超级稻的初期也走了不少弯路。当时国内成熟的育种理论,主要是针对单季稻的研究。如何在双季稻方面取得突破,需要贺浩华自己寻找思路。为了追求高产,贺浩华曾尝试把南方的籼稻和北方的粳稻这两种亲缘关系遥远的品种杂交,结果令他先喜后忧。

贺浩华:当时我们就找籼粳亚种的材料。我们栽出来,高猛大,穗子也大,我很高兴了,但是它有效穗少了,另外它的品质又不好。当时我有个品种,一个穗子800粒,最后的产量收下来了,还没有这个200粒的产量高。

这次失败的试验,让贺浩华明白不能一味地追求稻穗的大小和数量,需要取得水稻外在性状与生理机能之间的协调,外在和内在都不能掉队。贺浩华带领团队,对大量的水稻材料进行观察与测定,通过分析比对,摸索出什么样的材料才能够使水稻的形状与机能达到协调。

经过大量的试验与总结,针对长江中下游双季稻区的气候特点和生产需求,江西农业大学于2000年提出“性状机能协调型”双季稻育种技术体系。这个体系的提出就好比在科研的茫茫大海上竖起一座灯塔,为培养内在外在相协调的双季超级稻提供了理论指导。

除了资源和技术上的挑战,在十九年来的水稻选育中,江西农大还经常面临不速之客的挑战。这些笼罩在试验田上方的渔网,就是专门用来防范鸟害的。试验田里有着几万块这样的白色塑料牌,每块塑料牌代表着一份水稻材料,每一份材料都承载着一份希望,都有可能成为下一代超级稻的品种的亲本。但是每一份材料只有30株左右,经不起一点点意外折腾。

鸟害、洪水、冷空气,稍微注意不到就有可能导致极大的损失,也就是说你损失一粒种子,就有可能损失一个品种,也让育种人的希望和心血付诸东流。

十几年来江西农大想尽各种办法对抗各种意外,除此之外他们还积极与科研院所、农业企业进行产学研合作,共同培育双季超级稻。江西省超级水稻研究发展中心与江西农大已经合作十几年了,共同探讨水稻的选育培养。

父本和母本,相当于杂交水稻的父亲和母亲,它们又可以统称为亲本。选育杂交水稻的难点,在于水稻亲本的培养。水稻亲本一般要繁殖12代才能稳定性状,按照一年两熟的种植方法,需要6年左右才能培育出合适的亲本材料,杂交出优秀的水稻品种。六年磨一剑,经过日复一日的杂交配组,2006年,江西农大选育出了江西省第一个超级稻品种。2010年选育出的五丰优T025连续五年成为江西省最受欢迎的水稻品种。十九年来,江西农大及其合作单位总共选育出了6个品种的双季超级稻。贺浩华主持的“江西双季超级稻新品种选育与示范推广”获得2016年国家科技进步二等奖。

江西省种子管理局副局长贺国良:江西农大两季超级稻的选育,对我们江西的产量,保证我们连续多年的增产做出了很大贡献。

种业公司副总经理胡建华:江西农大培育的这几个双季超级稻品种对农户来说是高产、易种、适应广的好品种,对我们种业企业来说,是易种、风险性好的好品种,近十年的推广这几个超级稻品种,为我们农户增产增收创造了巨大的社会价值。

据全国农技推广中心统计,江西双季超级稻在江西、湖南、湖北、广西、广东等省累计推广7178.7万亩,新增稻谷43.44亿公斤,新增社会经济效益97.76亿元。为我国水稻生产十二连丰、提质增效、农民增收发挥了重大作用。 

时代的发展日新月异,人们对粮食生产的要求也不断提高。随着社会的进步,粮食生产还必须适应劳动力减少、机械化栽培等新趋势。眼下,一个杂交水稻的新品种问世后,销售黄金期只有五年左右,这就要求科研人员必须不断培育更加优良的新品种,适应激烈竞争的种业市场。

实验室里,边建民正在指导学生进行一个基因分子实验。随着分子标记技术的发展,江西农大已经从单一的传统育种方法,走向传统加分子标记辅助选择技术相结合的道路。贺浩华给我们做了一个形象的比喻,如果说过去的育种是一条腿走路,那现在就是两条腿大步向前跑,可以大大加快育种的节奏。

贺浩华:现在我们要用传统育种与新的生物技术相结合。比如利用现在新克隆的高产、优质抗性等等的这些新的基因,通过现在的分子设计育种,基因偏激技术,通过我们田间与实验室相结合,来进行新的品种选育。这将会会大大加快我们选育一个新品种的步伐,缩短我们的育种的年限,加快育种的进程。

【半小时观察】

科技创新为粮食安全保驾护航

江西农大的师生们,十九年如一日坚守在稻田里,十九年,许多黑发人变成了白发人,他们终于等来了期待已久的成功,这种精神让人赞叹。

民以食为天,粮食安全是农业生产的头等大事,我国耕地资源有限,要想提高粮食产量只有从提高单产上下功夫,从科技创新中要效益,未来我们希望有越来越的农业科技成果脱颖而出,为粮食安全保驾护航。