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一、中國超級稻育種計劃 農(nóng)業(yè)部為了21世紀的糧食生產(chǎn)能滿足全中國人民糧食需求，保障國家糧食安全，在1996年立項啟動了中國超級稻育種計劃。 中國超級稻育種計劃當時分了兩個時期，后來分了四個時期，第一期是1996年到2000年，它的產(chǎn)量指標是畝產(chǎn)700公斤，也就是每公頃10.5噸，第二期就是2001年到2005年，產(chǎn)量指標是800公斤畝產(chǎn)，第三期是2006年到2015年，它的指標是900公斤，也就是每公頃13.5噸，第四期是2016年到2020年，它的指標產(chǎn)量是1000公斤，也就是每公頃15噸，百畝片的平均產(chǎn)量，要連續(xù)兩年才算是達標。我們通過形態(tài)改良和亞種間雜種優(yōu)勢利用，在2000年就實現(xiàn)了第一個目標，當時這個品種叫先鋒品種，是和江蘇農(nóng)科院合作培育的品種，這個品種2000年通過了第一期的目標，2001年開始大面積在生產(chǎn)上應(yīng)用，最大的推廣面積將近一千萬畝，它的平均產(chǎn)量大概是550公斤左右，也就是每公頃8.3噸左右，這是第一期的超級稻。第二期超級稻，提前一年在2004年實現(xiàn)了，畝產(chǎn)800公斤，在2002年就百畝片過了800公斤，2003年、2004年在湖南的三個百畝片連續(xù)兩年超過了800公斤畝產(chǎn)，每公頃12噸，這是第二期超級稻，叫“瀑布稻”，造型好，稻穗造的好，像瀑布一樣。我們在2011年就突破了超級稻第三期900公斤，在湖南省隆回縣一個百畝片（7.2公頃）實現(xiàn)每畝產(chǎn)量926.3公斤，相當于13.9噸每公頃，突破了第三期超級稻，品種叫Y兩優(yōu)2號。從2012年開始，我們就把攻關(guān)目標瞄準在第四期超級稻，在2013年的時候，農(nóng)業(yè)部長建議立項第四期超級稻，接著正式立項了第四期畝產(chǎn)1000公斤的計劃。在去年，這個品種達到了14.8噸，就是988.1公斤，也是在隆回縣。今年同樣Y兩優(yōu)900號突破了一千公斤，達到1026公斤，第三期是926公斤，第四期是1026公斤，增長了100公斤。它的株高在1.24米，每一穗粒數(shù)達到了330粒，結(jié)穗率在92%，收獲指數(shù)是0.56，每公頃產(chǎn)量是19噸，一般打八折，實際產(chǎn)量達到15.4噸，這是突破千公斤的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。 二、超級稻育種技術(shù)路線 技術(shù)路線總的是兩條，一條是形態(tài)改良，一條是亞種間雜種優(yōu)勢利用。如何進一步提高水稻的產(chǎn)量？稻谷的產(chǎn)量等于收獲指數(shù)乘生物學(xué)產(chǎn)量。收獲指數(shù)目前都在0.55左右，再通過提高收獲指數(shù)來提高產(chǎn)量比較有限，進一步提高產(chǎn)量，就是要保持較高的收獲指數(shù)前提下，提高生物學(xué)產(chǎn)量。提高生物學(xué)產(chǎn)量最簡單最有效可行的辦法就是提高株高，把株升高了，生物學(xué)產(chǎn)量就會提高。事物的發(fā)展是呈螺旋式上升的，我們古老的品種，植株比較高，都是一米七、一米八，但是收獲指數(shù)比較低，0.3左右，也就是說草多谷少，一百公斤的產(chǎn)量只有30公斤是稻谷，60多公斤是稻草，條件比較好的情況是每公頃三到四噸，也就是說比較好的條件下，大概畝產(chǎn)250—300公斤。為了進一步提高產(chǎn)量，要提高收獲指數(shù)，在20世紀60年代初中國率先實現(xiàn)了矮桿品種，矮化育種成功。矮桿品種收獲指數(shù)一下提高到0.5，一半谷一半草，進一步大幅度的提高了水稻的稻谷產(chǎn)量。比較好的條件下，它的產(chǎn)量大面積可以達到400公斤。它的株高一般是70、80厘米，但生物學(xué)產(chǎn)量有限。后來為了進一步提高矮桿品種的產(chǎn)量，再把株高提升到1米左右，叫做半矮桿品種，目前在生產(chǎn)上利用的品種，絕大部分都屬于這個范疇，就是半矮桿，株高在1米左右，包括常規(guī)稻、雜交稻，產(chǎn)量在好的條件下每公頃8到10噸。我們現(xiàn)在的超級稻，第三期、第四期超級稻，就是800到1000公斤的超級稻，它的株高又進一步提高了，我們現(xiàn)在超級稻都在一米二左右，從一米一到一米三，是這么一個范圍，我們叫半高桿，一米二左右。事物發(fā)展是螺旋上升的，再進一步提高產(chǎn)量怎么辦？我有一個設(shè)想，叫做新高桿，即把它的株高提到一米五左右，產(chǎn)量可以進一步提高，每公頃可以達到17、18噸，還有一種叫超高桿，一米八到兩米左右，理論上產(chǎn)量可能達到20噸每公頃。提高株高可以大幅度提高生物學(xué)產(chǎn)量，從而保持高收獲指數(shù)，提高稻谷產(chǎn)量。但是這個路線有一個大問題，株桿高了之后倒伏的風險很大，怎么辦？還有一個途徑，就是不通過提高株高來提高生物學(xué)產(chǎn)量，而是提高莖粗來提高生物學(xué)產(chǎn)量。在同樣的田里面，比較一下Y兩優(yōu)900號和雙優(yōu)1000號，兩者實際產(chǎn)量差不多，分別是每公頃14.14噸、14.19噸，差異很小，收獲指數(shù)也基本上相同，一個是0.57、一個是0.58，但是株高差異比較大，Y兩優(yōu)900號有1.25米，雙優(yōu)1000號是1.09米，矮了10多厘米。但是生物學(xué)產(chǎn)量都差不多，每個植株的產(chǎn)量都是12.2克左右，因此它的實際產(chǎn)量差不多。差別在哪里？雙優(yōu)1000號株高矮了，但是莖桿粗了。這是通過增加莖粗來提高生物學(xué)產(chǎn)量，這個途徑效果更好，因為它高度抗倒，株高只有1.09米，植株矮墩墩的。這個就是我們進一步提高稻谷產(chǎn)量的技術(shù)途徑。 三、建議 下一步建議向農(nóng)業(yè)部、科技部立項第五期超級稻，它的指標跟國際接軌，不搞畝產(chǎn)，以公頃來算。第四期超級稻每公頃15噸，第五期建議指標是16噸，雙優(yōu)1000號的產(chǎn)量前景都在16、17噸，所以我們還是比較有信心，計劃在2020年要實現(xiàn)第五期超級稻，我們爭取三年之內(nèi)取得突破。 四、結(jié)論 中國人完全能夠依靠自己解決糧食問題，而且還可以幫助其他發(fā)展中國家解決糧食短缺問題。超級雜交稻對保障世界糧食安全和世界和平會做出很大的貢獻。 （作者系湖南省政協(xié)副主席、中國工程院院士，本文根據(jù)作者在第二屆隆平論壇上的學(xué)術(shù)報告的錄音整理而成） |
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