杂交水稻是世界现代农业科技的一项重大成果,自从1964年袁隆平院士发现水稻雄性不育株以来,杂交水稻研究在中国已经经历了半个多世纪的光辉历程,成为世界农业发展史上一道瑰丽的风景。
近60年来,中国科学家在杂交水稻领域不断进行科技创新,使我国成为世界杂交水稻研究的强国,为解决我国乃至世界的粮食安全做出了卓越贡献,不仅对中国具有深远的意义,也对世界具有深远影响。
世界上第一个开创杂交水稻的国家 我国是世界上第一个成功培育杂交水稻的国家,问世于1973年。我们的杂交水稻有哪些特别优势?首先是增产明显。其根系更发达,与一般常规水稻品种相比,具有根多、根长、根粗、根系生长快、入土深、吸收能力强等特点,所以,杂交水稻耐肥、抗倒、不早衰,自然就具有了一定的产量保证。
生长力更旺盛。分蘖能力强是杂交水稻的突出点,也正是基于这一点,杂交水稻的茎叶生长更为旺盛,叶面积大。
稻穗更大、粒更多。在杂交水稻的各个生育期内,叶面积系数都会要比常规水稻更大,穗就比较多,光合作用强,制造的有机物也多,产量自然会有所提升。
适应性更强。很多作物的品种是有所局限性的,这当然也包括水稻,有的水稻品种并不适合所有地区播种,但杂交水稻的适应性就比较强,山区、丘陵区、平原区、肥田等都可以栽培杂交水稻。
国际上,日本科学家于20世纪50年代初开始粳型杂交水稻的研究,至60年代中后期,育成了“藤坂5号”不育系等,其中“台中65号”不育系找到少数同质恢复系配组,实现了杂交粳稻“三系”配套。但由于亲缘关系太近而没有杂种优势,或者种子生产等方面的问题没有解决,国外粳型杂交水稻研究没有取得实质性突破,生产上无法利用,目前基本处于停滞阶段。
1961年,中国科学家开始关注水稻杂种优势利用。1964年,袁隆平率先全身心开展杂交水稻研究;1966年,他发表论文《水稻的雄性不孕性》,提出雄性不育系、保持系和恢复系“三系”配套利用水稻杂种优势的育种设想,开启了中国杂交水稻研究的序幕。
1973年10月,在全国杂交水稻会议上,袁隆平发表论文《利用“野败”选育“三系”的进展》,正式宣告中国首创的籼型杂交水稻“三系”配套成功。
杂交水稻配套成功后,1975年冬,国务院做出了迅速扩大试种杂交稻的决定,并在人力、物力、财力等方面加大投入,当年在全国多点示范的面积达5600多亩。1976年示范推广面积高达208万亩,这年的稻香已证明我国是世界上第一个成功应用水稻杂种优势的国家。
在1976年至1988年期间,全国累计种植杂交稻面积为12.56亿亩,累计增产水稻1000亿公斤以上,仅1987年杂交水稻增收的粮食就达150亿公斤,而当时辽宁省一年的粮食产量也只有127亿公斤。
1987年,“两系法”杂交水稻研究被列为国家“863”计划项目,袁隆平出任责任专家,主持全国16个单位协作攻关。
1995年,他独创的“两系法”杂交水稻研究成功,并大面积生产,平均产量比“三系法”增长了5%-10%,为我国农业大幅度增产开辟了新途径。
我国育成杂交水稻品种超过7000个 当全国农业界的兴奋还没有离开“两系法”时,袁隆平又提出超级杂交稻分阶段实施的战略目标:把塑造优良的株叶型与杂种优势有机结合起来,提出旨在提高光合作用效率的超高产杂交水稻选育技术路线。
杂交水稻分为“三系法”“两系法”和“一系法”三个战略发展阶段。我国科学家就是朝着应用方法由繁到简,效率越来越高,优势水平由品种间到亚种间,甚至远缘杂种优势越来越强的方向发展。
1996年,我国启动“超级杂交水稻育种研究计划”,袁隆平主持培育计划。
2000年,袁隆平带领科研团队,成功使超级杂交水稻品种达到了第一阶段单次水稻产量标准,亩产700公斤。紧接着在2004年、2012年和2014年,他们又先后实现了中国超级稻育种计划第二期、第三期、第四期单产的育种目标。
超级杂交水稻完成的中国四期超级稻研究计划育种目标,被中国科学院、中国工程院评为2000年度、2003年度、2011年度、2014年度中国十大科技进展。显而易见,这项成果一步步得到突破的重大意义。
2018年9月,袁隆平选育的超级杂交稻,实现了百亩片平均亩产1152.3公斤。2020年11月,在湖南省衡阳市衡南县清竹村,超级杂交水稻双季测产达到了亩产1530.76公斤,其中早稻619.06公斤、第三代杂交水稻晚稻品种“叁优一号”911.7公斤,超过了1500公斤的预期目标,是目前杂交水稻最高产量世界记录。
截至目前,我国育成各类型杂交水稻品种超过7000个,育成的132个超级稻品种中,超级杂交水稻占75%,且米质也显著提升。三等以上优质品种,由“十五”规划期间的32.0%,提高到“十三五”规划期间的51.4%,平均增产20%,使中国成为了世界上唯一一个大面积成功应用超级稻的国家。
给人类带来福音的中国杂交水稻 我国杂交水稻的大面积推广应用,是世界农作物科学与技术的重大突破,极大丰富了粮食作物杂种优势理论和种子繁育学内容,促进了作物遗传育种学科的发展,不仅为其他作物杂种优势的利用提供了新方法,而且为中国乃至世界粮食安全提供了重要技术保障。
水稻是世界最重要的粮食作物之一,从全球粮食供求格局角度看,我国年粮食产量和消费量大约占世界粮食产量和消费量的四分之一。确保粮食安全,不仅是实现国民经济又好又快发展的基本条件,而且是促进社会稳定和谐的重要保障,也是确保国家安全的战略基础。
我国60%以上人口的主粮是大米,解决粮食短缺、确保粮食安全,袁隆平院士首创的杂交水稻功不可没。目前,我国杂交水稻种植面积超过2.4亿亩,占水稻总种植面积的57%,产量约占水稻总产量的65%。杂交水稻每年增产的稻谷,可为中国多养活8000万人口。
作为杂交水稻的发明人,袁隆平在2006年4月当选美国科学院外籍院士,被誉为“杂交水稻之父”。国际水稻研究所所长、印度前农业部长斯瓦米纳森博士高度评价说:“我们把袁隆平先生称为‘杂交水稻之父’,因为他的成就不仅是中国的骄傲,也是世界的骄傲,他的成就给人类带来了福音。”
中国杂交水稻从1979年首次走出国门开始,到目前已经在印度、孟加拉、印尼、越南、菲律宾、美国、巴西、马达加斯加等40多个国家和地区大面积推广和种植,年种植面积达800万公顷,平均每公顷产量比当地优良品种高出约2吨。通过杂交水稻国际培训班,已为80多个发展中国家培训超过1.4万名杂交水稻专业技术人才。
从亚洲到美洲,再到非洲、欧洲,由于我国杂交水稻增产优势明显,不仅解决了中国人的吃饭问题,还对世界减少饥饿作出了卓越贡献,被冠以“东方魔稻”“巨人稻”“瀑布稻”等美称,甚至将之与中国古代四大发明相媲美。
1981年袁隆平获得我国第一个特等发明奖,2001年获得首届最高科技奖,2014年获得国家科技进步特等奖,2018年获“改革先锋”称号,2019年被授予“共和国勋章”,还相继获得联合国教科文组织“科学奖”、美国“世界粮食奖”和以色列“沃尔夫奖”等67项国内国际大奖。
“杂交水稻外交”已经成为我国重要的外交品牌,包括“拯救饥饿奖”、联合国粮农组织“世界粮食安全保障奖”“世界粮食奖”、入选美国科学院外籍院士等多个世界奖项和荣誉,就是对袁隆平院士为全人类作出伟大贡献的肯定。
走向世界的中国杂交水稻,充分彰显着中国种业的创新力,悄然改变了世界的粮食格局,给人类带来了福音。
(本报记者 周 励)