接力“禾下乘涼夢”，再造一億畝良田

　　新華社北京5月24日電 5月24日,《新華每日電訊》發表題為《接力“禾下乘涼夢”——農科工作者孜孜求索“東方魔稻”如何更好為糧食安全獻“糧”策》的報道。

　　由于新冠疫情持續、地緣沖突加劇、自然災害頻發等復雜因素，全球糧食供應面臨巨大不確定性，一些國家和地區出于糧食安全考慮，開始限制本國糧食出口，更加引發了全球關于糧食危機的擔憂。

　　5月22日，是“雜交水稻之父”袁隆平院士逝世一周年的日子。“發展雜交水稻，造福世界人民”是袁隆平畢生的追求和夢想。自1979年首次走出國門起，被稱為“東方魔稻”的中國雜交水稻已在數十個國家和地區進行研究推廣，為世界糧食安全作出重大貢獻。

　　糧食安全是國之大者。在當前世界背景下，也更加凸顯我國要“把飯碗牢牢端在自己手中”的重要性。作為國家重要糧食主產區、雜交水稻“大本營”，湖南省農業現代化技術和種子科研力量雄厚，如何更好地為國家和世界糧食安全獻“糧”策？科研工作者們一直在孜孜不倦地探索、追求……

　　第三代雜交：讓水稻“婚姻自由”

　　被袁隆平看作突破單季畝產1200公斤“天花板”關鍵的第三代雜交水稻，首次公開測產是在2019年10月，盡管這次在湖南省衡陽市衡南縣清竹村亮相的“叁優一號”，“只”取得了1046.3公斤的成績，但在業內人士看來，它潛力巨大，并且，在高產之外，它還有更多適宜普通農民大面積種植的新特點。

　　“以我們目前掌握的技術來說，第三代雜交水稻的單季畝產達到1200公斤甚至1300公斤，不是難事。”雜交水稻國家重點實驗室副主任、湖南雜交水稻研究中心專家趙炳然說。

　　“第三代技術是以遺傳工程雄性不育系為遺傳工具的。可以說，它讓雜交水稻實現了真正的‘婚姻自由’。”湖南雜交水稻研究中心研究員李新奇用了一個特別形象的比喻來解釋：

　　利用第一代技術培育出一個優秀的雜交水稻新品種，就好像在成千上萬個水稻材料中，只有A和B才適合“結婚”，而B還藏在“茫茫稻海”里，若要相遇，不僅需要耗費很大的精力，還需要很多運氣。到了第二代技術，A可以和其他所有水稻“結婚”，雖然選擇面大大提高，但不能保證穩定產生后代。而第三代技術，不再是只為A服務，它讓所有的水稻，在理論上都能找到適合自己的“另一半”，并產生優良后代。

　　袁隆平曾在多個場合表示，第三代雜交水稻不僅兼有三系不育系育性穩定和兩系不育系配組自由的優點，同時還克服了三系不育系配組受限，兩系不育系可能因天氣原因導致制種失敗和繁殖產量低的缺點，在任何地區任何時候都是穩定不育的，且制種和繁殖都非常簡便。

　　如果以老百姓的標準來衡量，前兩代雜交水稻更依賴大肥大水，對生態環境和種植技術的要求更高，普通種植戶不能輕松駕馭，靠“專家種田”獲得的高產，難以完全從試驗田走向生產田。

　　第三代雜交水稻克服了這些缺陷。衡南縣農業農村局干部、清竹村基地項目負責人甘宗恒介紹，清竹村當地的種植環境并不特別，海拔不到百米，他們也沒有對田里的水稻過分精耕細作，不管是播種移栽、田間管理還是病蟲害防治，使用的技術和投入的精力與普通農民正常種植差別并不大。

　　“和我之前種田可以說一模一樣。”當地農民陳太佳是種了十多年水稻的“老把式”，當時全程參與了測產水稻的種植。他說，以施肥為例，施的都是常見的氮磷鉀肥，“飯量”也和普通水稻每畝40公斤差不多，分蘗、揚花和灌漿這些水稻生長的不同關鍵時期都不需要特殊照顧。

　　不同于2019年以單季晚稻“應考”，2020年11月，在同樣的地方，“叁優一號”又以雙季晚稻的“身份”創造了第三代雜交水稻雙季畝產1530.76公斤的紀錄。并且在僅僅一年之后，還是在同樣的地方，又把這一紀錄提高到了1603.9公斤。

　　普通老百姓或許會問這樣一個問題：袁隆平院士的雜交水稻一季畝產量早就突破了1000公斤，把它們種兩季不就超過2000公斤了嗎？為何還要攻關雙季畝產1500公斤？

　　“首先，目前畝產突破1000公斤的品種，都是一季稻，也叫中稻。從我國水稻產區的普遍實際和栽培模式來說，同一塊耕地，種了一季稻就無法再種雙季稻。”湖南省雜交水稻研究中心專家李新奇介紹，分開比，中稻產量一般都比早稻和晚稻高，但合在一起比，中稻產量又高不過早稻加晚稻之和。

　　近年來，國家高度重視擴大雙季稻種植面積。“過去我們常說‘噸糧田’，指的是雙季畝產達到1噸，這個早就在農民的生產田里實現了，但1.5噸還從未實現過，因此這幾次測產結果對于糧食安全具有重要意義。”李新奇說。

　　除了盡快培育出早稻品種，目前關于第三代雜交水稻的輕簡化栽培、減肥減藥不減產等研究都在同步進行。湖南雜交水稻研究中心老專家張玉燭說：“只有我們‘跳’得越高，國家糧食安全才會越牢。”

　　低鎘新品種：污染地里求增量

　　因土壤重金屬污染嚴重，我國部分地區長期深受大米鎘含量超標的困擾，不僅嚴重影響了農民的種糧積極性，更對國家糧食質量安全產生了深遠影響。

　　2014年發布的首份《全國土壤污染調查公報》指出，我國土壤重金屬含量總超標率為16.1％。從分布情況看，南方土壤污染重于北方，長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業基地等部分區域土壤污染問題較為突出。其中西南、中南地區土壤重金屬超標范圍較大。

　　根治鎘大米，治土還是治種？

　　去年8月，湖南省農科院在洞庭湖區選取了土壤鎘含量高達每公斤0.91毫克的160畝示范田，進行鎘低積累水稻新品種試驗。為對比試驗效果，示范田還在同樣時段、用同樣的栽培管理模式種植了普通水稻品種。

　　經湖南省農學會、湖南師范大學、中國科學院亞熱帶農業生態研究所等單位專家現場取樣并送第三方進行鎘含量檢測，檢測結果為：三個低鎘品種稻谷鎘含量分別為每公斤0.032毫克、0.032毫克、0.055毫克，均遠遠低于每公斤0.2毫克的國家標準。而作為試驗對比的普通品種，鎘含量平均為每公斤0.3毫克和1.018毫克。

　　多名專家認為，由于修復土壤必須通過一定的生物、物理或者化學手段人工修復干預，不僅成本高時間長，還可能帶來二次污染、土壤有機質被破壞等潛在風險，因此目前改良水稻品種并推廣種植是解決“鎘大米”問題更為安全直接的方法。

　　目前進行試驗的低鎘水稻品種，是采用了鎘低積累分子標記體系選育的鎘低積累水稻新品種，它們由湖南省農科院相關團隊從全球范圍的水稻資源中篩選而來。湖南省農科院于2019年挖掘到了兩種在重度鎘污染田表現出顯著低吸收重金屬的試驗材料，并進一步建立了低鎘分子標記體系，從而形成了一套快速選育鎘低積累水稻的方法。

　　據湖南雜交水稻研究中心副主任李莉介紹，2019年篩選到的兩種材料是這次試驗取得重大進展的關鍵，它們都先天缺失吸鎘主效基因，與現有品種雜交后選育出了新的低鎘品種。“目前新品種‘西子1號’和‘西子2號’已培育到第五代，可以說它們的低吸鎘性是與生俱來的，在整個生長過程中，都不需要特殊的栽培和管理方法。”李莉說。

　　在示范田，通過理化誘變定向改良技術培育的鎘低積累水稻也將迎來現場評議與技術鑒定。“同樣是使水稻失去吸鎘主效基因，理化誘變是采用技術手段來‘打掉’水稻內的吸鎘基因。”趙炳然說，“此前我們利用基因編輯的方法，定向刪除了吸鎘基因，但因基因編輯技術屬于轉基因技術，受國家相關政策限制，無法推廣種植，于是就采用了‘理化誘變’這一技術方法。”

　　與李莉團隊的科研方式不同，理化誘變可能會引發不同的基因突變，因此趙炳然團隊在11萬分樣本中最終篩選出了兩個吸鎘基因的突變，并培育出了國內外第一個鎘低積累雜交中不育系“蓮1S”和“韶香100”。

　　“這兩項技術不僅是湖南本土團隊研發，而且也被試驗證明具有極高的推廣應用價值。現在我們已經完成了前段工作，期待從政府和政策的層面，加速審定過程，簡化程序。在條件允許的前提下，能夠開辟綠色通道，把成果盡快大面積推廣。”趙炳然說。

　　湖南省科技廳農村處處長尹文輝認為，低鎘水稻品種的培育找到了解決了重金屬污染的可操作途徑，在技術路徑上實現了突破。并可以依照同類技術路徑在其他農作物上進行復制和推廣。

　　耐鹽堿水稻：再造一億畝良田

　　我國有約15億畝鹽堿地，其中具備改造潛能的面積在3.4億畝左右。袁隆平曾于2019年提出了“近期實現育種突破、中期提高技術集成度、遠期實現產能效益雙提升”的30年目標，希望屆時能夠“再造一億畝良田”。按照目前業內對其畝產300公斤的設計，這等于是一年能“憑空”多出300億公斤的糧食。

　　耐鹽堿水稻研究的步伐，最近幾年明顯加快。2017年，包括湖南雜交水稻研究中心、青島海水稻研發中心、廣東省農科院和中國水稻所在內的多家科研機構及相關企業組建了國家耐鹽堿水稻區域試驗聯合體。隨后，聯合體制定了耐鹽堿水稻的區域試驗標準，接連進行了兩次全國性區域試驗。在當年進行的試驗中，共有10多個品種通過。而在參與2018年試驗的三組共40個品種中，有28個通過。最近幾年，這一數字也在穩定增加。

　　“一個品種從科學家的試驗田走入農民的生產田，需要經過初試、區域試驗和生產試驗，審定之后才能種植。整個過程其實就是一次次選優的過程。”李新奇告訴記者，區域試驗作為其中最關鍵的一堂“考試”，直接決定著我國今后用于實際種植的耐鹽堿水稻品種基數。

　　2020年，在位于海南三亞崖州的15畝耐鹽堿先鋒品種“超優千號”取得平均畝產508.4公斤的成績；在黑龍江大慶示范基地，種植耐鹽堿水稻品種“綏粳18”的測產結果折合畝產達460公斤；在內蒙古興安盟耐鹽堿水稻試驗基地，耐鹽堿水稻平均畝產達533.95公斤；在新疆喀什地區岳普湖縣試種的80畝海水稻實測產量為每畝549.63公斤。

　　同年，由湖南雜交水稻研究中心和江蘇省農業技術推廣總站合作，在江蘇南通如東縣栟茶方凌墾區試驗種植的耐鹽堿水稻先鋒組合“超優千號”，經專家實測，平均畝產量達到802.9公斤，創下耐鹽堿水稻高產新紀錄。

　　袁隆平院士還在2020年提出了耐鹽堿水稻種植十萬畝，改造鹽堿地百萬畝，儲備可改造土地千萬畝的“十百千”工程，并在全國10個地點啟動了總計10萬畝片鹽堿地稻作改良和種植示范，示范種植面積是上一年的五倍。

　　在今年3月，耐鹽堿水稻研究邁出了更為關鍵的一步：由來自湖南、廣東、山東、新疆、江蘇、海南和黑龍江7個省（自治區）的11家單位組成的國家耐鹽堿水稻技術創新中心正式掛牌，湖南雜交水稻研究中心作為牽頭單位，專門抽調精干力量，成立“耐鹽堿水稻專班”。

　　湖南雜交水稻研究中心博士、國家耐鹽堿水稻技術創新中心副主任艾治勇介紹，中心總部設在三亞，并在全國設立了三個專業中心，其中長沙設立種業研究中心，發揮湖南技術、人才和企業相對集中的優勢，開展耐鹽堿水稻種業創新；海口設立生理調控研究中心，研發方向側重耐鹽堿水稻的水分養分管理、綠色種養結合等技術及相關產品研發；青島設立鹽堿地改良研究中心，研發方向聚焦鹽堿地化學、物理、生物和工程改良技術研究。

　　同時，還在全國典型鹽堿地生態區設立華南、華東、西北、東北4個區域分中心，分別承擔不同生態類型耐鹽堿水稻生理調控、品種創制、配套技術研究和示范推廣等工作，此外，在內蒙古興安盟、吉林大安、山東東營、江蘇鹽城、廣西北海、海南文昌、黑龍江肇源和遼寧盤錦等地設立首批代表性區域試驗站，主要進行耐鹽堿水稻新品種、配套新技術的試驗示范工作。

　　“我們的目標是到2030年培育出適合不同鹽堿地生態區種植的有重大應用價值的水稻新品種10到15個，在全國推廣面積達1億畝，畝產達到300公斤以上。”艾治勇說。

　　“五高”超級稻：后來者接力攻關

　　1984年，長沙東郊馬坡嶺，一棟棟辦公樓、實驗樓、宿舍樓拔地而起，湖南雜交水稻研究中心在此成立。之后，這里成為我國雜交水稻研究的“大本營”：數不清的研究項目在這里生根發芽，一個個奮斗目標于此得以實現，更有一批批科研工作者收獲了成長與進步。

　　我國雜交水稻育種水平，具有保持國際領先的實力。這種自信的背后，離不開從事相關研究的科研人員與團隊。而他們的迅速成長，與袁隆平對年輕人的支持和信任息息相關。

　　“袁隆平院士不僅在我國雜交水稻研究方面貢獻巨大，也非常重視人才建設。”雜交水稻國家重點實驗室副主任吳俊介紹，中心剛成立時，袁隆平就從各處爭取獎學金和留學名額，將一大批青年送到國外深造。

　　“雜交水稻研究是一項遠大的事業，需要代代有傳人。”“人才是事業成功的保證。”“搞科研不要有門戶之見，要充分激發科研人員更好地釋放自主創新能力。”……袁隆平特別支持年輕人發展。他曾將自己獲得的各種獎金和稿費捐出，還專門設立“農業科技獎勵基金”，鼓勵和資助農業科研工作者。

　　“全國中生代科研工作者中，很多都曾是袁隆平的學生或得到過他的指導。現在都是獨當一面的專家，是雜交稻育種攻關和科研的中堅力量。”原中國水稻研究所副所長黃發松說。

　　如今，在雜交水稻領域基礎性、前沿性重大科學問題，以及雜交水稻生產可持續發展的關鍵技術等方面，湖南雜交水稻研究中心也有兵強馬壯的科研人才隊伍。

　　走進位于中心的雜交水稻國家重點實驗室，接續傳承“禾下乘涼夢”的科研力量讓人充滿信心：百千萬人才工程國家級人選、國家杰出青年基金獲得者、國家優秀青年基金獲得者、科技部中青年科技創新領軍人才……

　　“可以說，目前實驗室人員結構合理，梯隊好，能夠保證我國雜交水稻全領域的持續領先地位。”吳俊介紹，在水稻雜種優勢機理研究、種質創新與基因發掘、雜交水稻品種培養等不同學科方向，形成了以一批“60后”帶頭人為主、“70后”“80后”為中堅力量的科研團隊。最近兩年，甚至已陸續有一批“90后”嶄露頭角。

　　貫穿袁隆平一生的“高產、更高產”目標，仍是這些研究人員努力的方向。他們在各自的崗位上，朝著共同的夢想接續奮斗。

　　1985年出生的湖南雜交水稻研究中心栽培室主任李建武在視頻平臺上，有另一個身份——收獲近800萬點贊的博主“李博士教你種水稻”。視頻中，膚色黝黑的他站在稻田里，滔滔不絕地和粉絲們分享最新工作進展、為農戶答疑。

　　從冬到夏，從棉服到短袖，一條條視頻見證了他與水稻相處的日子。李建武牢牢記得，袁老常說“書本和電腦里種不出水稻”“要熟悉到進了稻田一眼望去就能分辨是哪個品種，一如區分自家和別家的孩子”……現在，他每年有70％以上的時間都在田間度過。

　　從2018年袁隆平提出并設計“三分地養活一個人”糧食高產綠色優質科技創新工程（簡稱“三一工程”）開始，李建武就一直是項目的主要負責人。2021年，“三一工程”增產糧食20.9萬噸，新增經濟效益4.3億元。同年10月，李建武又和同事們將第三代雜交水稻雙季畝產的紀錄，從2020年的1530.76公斤，提高到了1603.9公斤。

　　2021年，超級稻育種家、湖南袁創超級稻技術有限公司首席科學家鄧啟云的耐熱超級稻育種研究取得實質性進展。“我希望把它送到千萬農戶手上，為國家糧食安全作出貢獻。我們接下來會繼續在高產、高抗、高質、高效、高適‘五高’超級稻育種上繼續努力攻關！”鄧啟云說。

　　如今，人工智能、大數據等現代信息技術，也正為現代育種技術快速升級迭代注入動力。“這些能為打通創新鏈和產業鏈、保持水稻種業國際競爭力、保障國家糧食安全，提供強有力的科技支撐。”吳俊說，希望今后，團隊在科技創新、平臺建設、人才培養等方面都能不斷攀新高，為國家和世界糧食安全作出更大貢獻。