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日本努力30年沒完成的農(nóng)業(yè)大計(jì) 中國(guó)師生做到了
原標(biāo)題:日本努力了30年沒完成的大計(jì),中國(guó)大學(xué)師生一舉做到了
水稻是我國(guó)一種主要的糧食作物,大約占我國(guó)糧食總產(chǎn)量的二分之一。我國(guó)從兩千年前就開始種植雙季稻,即在同一塊稻田里,一年種植和收獲兩季水稻,所以雙季稻包括了早稻和晚稻。
雙季稻的出現(xiàn)對(duì)充分利用自然資源和勞力資源,增加糧食產(chǎn)量起了十分重要的作用。江西省是我國(guó)重要的雙季稻產(chǎn)區(qū),近年來,江西省大力推廣雙季超級(jí)稻,很多農(nóng)民依靠它獲得了增產(chǎn)增收。
超級(jí)稻口感好產(chǎn)量大
還能對(duì)抗極端天氣
8月下旬,江西的晚稻生長(zhǎng)進(jìn)入中后期階段。這片綠油油的晚稻,是種糧大戶張得修在6月份種下去的,種子采用的是江西省近年來頗為流行的雙季超級(jí)稻——五豐優(yōu)T025。當(dāng)?shù)氐乃敬砩瞎賳T平,特意來到張得修的稻田里了解種植情況。
2016年,張得修打聽到五豐優(yōu)T025是一個(gè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)品種,謹(jǐn)慎的他抱著試試看的態(tài)度種了5畝,沒想到試種結(jié)果令張德修喜出望外。普通水稻5畝產(chǎn)量平均在4500斤左右,而試種的5畝雙季超級(jí)稻產(chǎn)量接近7000斤,足足超過2000多斤。今年,他把種植面積一下子擴(kuò)大到了100畝,原來的品種只保留了50畝。
江西省撫州市東鄉(xiāng)區(qū)農(nóng)戶 張得修:這個(gè)普通稻一畝就是800—1000斤左右。這邊是超級(jí)稻,五豐優(yōu)T025,畝產(chǎn)是一千三到一千四斤左右。超級(jí)稻比我們自己這個(gè)稻子的產(chǎn)量多四五百斤一畝地。
除了產(chǎn)量,對(duì)于張得修這樣的種糧大戶來說,水稻還必須具有一定的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,才適合大規(guī)模的種植、管理。普通的水稻,具有一定的倒伏概率。倒伏,是指直立生長(zhǎng)的水稻成片發(fā)生歪斜,甚至全株匍倒在地的現(xiàn)象。倒伏會(huì)導(dǎo)致水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯降低,收獲困難。張得修告訴《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》的記者,在極端情況天氣下,普通稻一般是倒60%—70%,五豐優(yōu)稻一般是20%—30%左右。
張得修介紹,如果水稻發(fā)生倒伏,他就必須盡快請(qǐng)收割機(jī)來收割,不僅產(chǎn)量下降,而且每畝地需要花上200塊錢。而超級(jí)雙季稻就很少倒伏,收割一畝地只需70塊錢的機(jī)器和人工費(fèi),這就大大降低了張得修的經(jīng)營(yíng)的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。上官員平和張得修算開了經(jīng)濟(jì)賬。
相較于張德修原來種植的普通水稻,這個(gè)被叫做五豐優(yōu)T025雙季超級(jí)稻的畝產(chǎn)能提高四百到五百斤。按照每斤大米一塊二的價(jià)格計(jì)算,扣除100元左右的種子成本,每畝地可以增收四百多塊錢,今年下半年這一百畝超級(jí)稻,就能為張得修增收四萬多元。不僅如此,雙季超級(jí)稻的賣相、口感都非常不錯(cuò),上官員平想嘗一嘗張得修種的兩種水稻,感受一下品質(zhì)的差異。
在張得修家,他特意用兩個(gè)電飯煲分別煲上雙季超級(jí)稻和普通水稻。半個(gè)小時(shí)過去,兩鍋米飯新鮮出爐。經(jīng)過品嘗,與常規(guī)稻相比,五豐優(yōu)T025又軟又香,高下立見。
除了產(chǎn)量高、倒伏少、口感佳,雙季超級(jí)稻還具有熟期早、株型好、產(chǎn)量穩(wěn)的特點(diǎn)。張得修打算,明年繼續(xù)買種子,種300多畝雙季超級(jí)稻的種植面積。
十九年磨一劍
江西農(nóng)大超級(jí)稻為我們?cè)霎a(chǎn)43億公斤稻谷
以五豐優(yōu)T025為代表的雙季超級(jí)稻,相比過去的常規(guī)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)都有了全方位的提高。三十多年來不少國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)一直將水稻超高產(chǎn)育種作為重點(diǎn)項(xiàng)目。日本率先于1981年就開展了水稻超高產(chǎn)育種,計(jì)劃在15年內(nèi)把水稻產(chǎn)量提高50%。國(guó)際水稻研究所于1989年也啟動(dòng)了“超級(jí)稻”育種計(jì)劃。但他們的計(jì)劃都沒有如期實(shí)現(xiàn)。那么,我國(guó)雙季超級(jí)稻是怎么培育出來的呢?
八月的南昌驕陽似火,空氣濕熱。正值暑假的江西農(nóng)業(yè)大學(xué),卻呈現(xiàn)出一片繁忙景象。每天上午,農(nóng)學(xué)院教師周大虎都會(huì)帶領(lǐng)一群學(xué)生,在試驗(yàn)田里采摘不同種類的水稻,為雜交試驗(yàn)做準(zhǔn)備。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教師 周大虎: 里邊肯定是有一些長(zhǎng)的特別好的單株,我們要選一些這種抽穗比較整齊,在這里面表現(xiàn)比較好的單株,我們就把它標(biāo)記一下。
這片試驗(yàn)田緊靠江西農(nóng)大校園,占地60多畝,卻擁有數(shù)萬種不同品系的水稻。周大虎帶著學(xué)生挑選不同品類的水稻父本并做好標(biāo)記,待它們開出稻花后,與提前準(zhǔn)備好的水稻母本進(jìn)行雜交配組,尋找最優(yōu)的雜交組合。
周大虎:我們雜交配組主要是利用這個(gè)雜種優(yōu)勢(shì),這個(gè)最經(jīng)典的遺傳特點(diǎn),讓它實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),我們還能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、抗性、圍產(chǎn)這幾個(gè)目標(biāo)。
過去江西雙季稻有許多品種,但都有各式各樣的缺點(diǎn),有的早熟卻產(chǎn)量不高,有的高產(chǎn)卻不穩(wěn)產(chǎn),有的產(chǎn)量高卻品質(zhì)差。科研人員一直想培育只有優(yōu)點(diǎn)沒有缺點(diǎn)的水稻。解決的辦法,就是把不同品類、擁有不同優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)的水稻進(jìn)行雜交配組,培育出集各方所長(zhǎng)的超級(jí)雜交水稻。江西農(nóng)大從19年前就開始利用這種方法,培育雙季超級(jí)稻。當(dāng)時(shí)我國(guó)人均占有糧食量低于小康標(biāo)準(zhǔn),科研人員面臨很大的工作壓力。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng) 賀浩華:我們的耕地在減少,人口在增加,所以我們需要的糧食總量是增加的。當(dāng)時(shí)我們預(yù)測(cè),我們國(guó)家穩(wěn)定15億畝種植面積的基礎(chǔ)上,人口的增加到2020年,按照小康水平,人均400斤的要求,我們的總產(chǎn)要增加20%。到2030年要增加30%,那么在這個(gè)20%和30%的總量增加,耕地不能增加,靠什么呢,就是靠單產(chǎn),要單產(chǎn)的突破。
賀浩華自1983年參加工作以來,就一直從事雜交水稻的選育工作。1996年,我國(guó)提出超級(jí)稻育種計(jì)劃,江西農(nóng)大開始著手培育雙季超級(jí)稻品種。萬事開頭難,當(dāng)時(shí)學(xué)校在室內(nèi)缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備,在室外缺乏試驗(yàn)田。農(nóng)業(yè)育種不能違背天時(shí),但培育優(yōu)秀新品種又刻不容緩。冬天,為了不浪費(fèi)幾個(gè)月的農(nóng)閑時(shí)間,賀浩華需要去海南開辟第二戰(zhàn)場(chǎng)??勺浇笠娭獾目蒲袟l件卻讓他們吃盡了苦頭。
首先是沒有穩(wěn)定的基地,只能租農(nóng)民的田,但老百姓的田有時(shí)候會(huì)發(fā)生變化,每年去的時(shí)候很可能找不到田,而且錯(cuò)過一季就錯(cuò)過一年。除此之外科研人員的日常生活也遇到麻煩,沒有固定的地方住,只能住在農(nóng)民家里,海南那邊生活條件很差,蚊子多,廁所也沒有。
沒有充足的科研經(jīng)費(fèi),一旦租賃的稻田漲價(jià),科研人員就必須更換育種基地。從1998年開始,一到冬天,江西農(nóng)大的師生就跑到海南打起了游擊戰(zhàn),頻繁更換地方進(jìn)行水稻培育,每年都要花費(fèi)大量時(shí)間尋找合適的農(nóng)田。2007年,在國(guó)家發(fā)改委的大力支持下,江西農(nóng)大終于在海南三亞的郊區(qū)流轉(zhuǎn)了100畝農(nóng)田,總算在冬季有了個(gè)固定的試驗(yàn)基地。
除了缺乏經(jīng)費(fèi),他們擁有的資源,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足研究需要。
賀浩華:我們搞育種,誰擁有好的資源,誰育種就成功了一半。什么叫資源呢,資源就是有不同的品種的種子,不同的資源,有不同的產(chǎn)量的潛力。我們最困難的,開始是沒有資源。我們手上的資源只有幾百份,數(shù)量不夠,我們希望幾千份,上萬份的材料。
除了科研條件的短缺,江西農(nóng)大在選育雙季超級(jí)稻的初期也走了不少彎路。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)成熟的育種理論,主要是針對(duì)單季稻的研究。如何在雙季稻方面取得突破,需要賀浩華自己尋找思路。為了追求高產(chǎn),賀浩華曾嘗試把南方的秈稻和北方的粳稻這兩種親緣關(guān)系遙遠(yuǎn)的品種雜交,結(jié)果令他先喜后憂。
賀浩華:當(dāng)時(shí)我們就找秈粳亞種的材料。我們?cè)猿鰜?,高猛大,穗子也大,我很高興了,但是它有效穗少了,另外它的品質(zhì)又不好。當(dāng)時(shí)我有個(gè)品種,一個(gè)穗子800粒,最后的產(chǎn)量收下來了,還沒有這個(gè)200粒的產(chǎn)量高。
這次失敗的試驗(yàn),讓賀浩華明白不能一味地追求稻穗的大小和數(shù)量,需要取得水稻外在性狀與生理機(jī)能之間的協(xié)調(diào),外在和內(nèi)在都不能掉隊(duì)。賀浩華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),對(duì)大量的水稻材料進(jìn)行觀察與測(cè)定,通過分析比對(duì),摸索出什么樣的材料才能夠使水稻的形狀與機(jī)能達(dá)到協(xié)調(diào)。
經(jīng)過大量的試驗(yàn)與總結(jié),針對(duì)長(zhǎng)江中下游雙季稻區(qū)的氣候特點(diǎn)和生產(chǎn)需求,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)于2000年提出“性狀機(jī)能協(xié)調(diào)型”雙季稻育種技術(shù)體系。這個(gè)體系的提出就好比在科研的茫茫大海上豎起一座燈塔,為培養(yǎng)內(nèi)在外在相協(xié)調(diào)的雙季超級(jí)稻提供了理論指導(dǎo)。
除了資源和技術(shù)上的挑戰(zhàn),在十九年來的水稻選育中,江西農(nóng)大還經(jīng)常面臨不速之客的挑戰(zhàn)。這些籠罩在試驗(yàn)田上方的漁網(wǎng),就是專門用來防范鳥害的。試驗(yàn)田里有著幾萬塊這樣的白色塑料牌,每塊塑料牌代表著一份水稻材料,每一份材料都承載著一份希望,都有可能成為下一代超級(jí)稻的品種的親本。但是每一份材料只有30株左右,經(jīng)不起一點(diǎn)點(diǎn)意外折騰。
鳥害、洪水、冷空氣,稍微注意不到就有可能導(dǎo)致極大的損失,也就是說你損失一粒種子,就有可能損失一個(gè)品種,也讓育種人的希望和心血付諸東流。
十幾年來江西農(nóng)大想盡各種辦法對(duì)抗各種意外,除此之外他們還積極與科研院所、農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作,共同培育雙季超級(jí)稻。江西省超級(jí)水稻研究發(fā)展中心與江西農(nóng)大已經(jīng)合作十幾年了,共同探討水稻的選育培養(yǎng)。
父本和母本,相當(dāng)于雜交水稻的父親和母親,它們又可以統(tǒng)稱為親本。選育雜交水稻的難點(diǎn),在于水稻親本的培養(yǎng)。水稻親本一般要繁殖12代才能穩(wěn)定性狀,按照一年兩熟的種植方法,需要6年左右才能培育出合適的親本材料,雜交出優(yōu)秀的水稻品種。六年磨一劍,經(jīng)過日復(fù)一日的雜交配組,2006年,江西農(nóng)大選育出了江西省第一個(gè)超級(jí)稻品種。2010年選育出的五豐優(yōu)T025連續(xù)五年成為江西省最受歡迎的水稻品種。十九年來,江西農(nóng)大及其合作單位總共選育出了6個(gè)品種的雙季超級(jí)稻。賀浩華主持的“江西雙季超級(jí)稻新品種選育與示范推廣”獲得2016年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
江西省種子管理局副局長(zhǎng) 賀國(guó)良:江西農(nóng)大兩季超級(jí)稻的選育,對(duì)我們江西的產(chǎn)量,保證我們連續(xù)多年的增產(chǎn)做出了很大貢獻(xiàn)。
種業(yè)公司副總經(jīng)理 胡建華:江西農(nóng)大培育的這幾個(gè)雙季超級(jí)稻品種對(duì)農(nóng)戶來說是高產(chǎn)、易種、適應(yīng)廣的好品種,對(duì)我們種業(yè)企業(yè)來說,是易種、風(fēng)險(xiǎn)性好的好品種,近十年的推廣這幾個(gè)超級(jí)稻品種,為我們農(nóng)戶增產(chǎn)增收創(chuàng)造了巨大的社會(huì)價(jià)值。
據(jù)全國(guó)農(nóng)技推廣中心統(tǒng)計(jì),江西雙季超級(jí)稻在江西、湖南、湖北、廣西、廣東等省累計(jì)推廣7178.7萬畝,新增稻谷43.44億公斤,新增社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益97.76億元。為我國(guó)水稻生產(chǎn)十二連豐、提質(zhì)增效、農(nóng)民增收發(fā)揮了重大作用。?
時(shí)代的發(fā)展日新月異,人們對(duì)糧食生產(chǎn)的要求也不斷提高。隨著社會(huì)的進(jìn)步,糧食生產(chǎn)還必須適應(yīng)勞動(dòng)力減少、機(jī)械化栽培等新趨勢(shì)。眼下,一個(gè)雜交水稻的新品種問世后,銷售黃金期只有五年左右,這就要求科研人員必須不斷培育更加優(yōu)良的新品種,適應(yīng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的種業(yè)市場(chǎng)。
實(shí)驗(yàn)室里,邊建民正在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一個(gè)基因分子實(shí)驗(yàn)。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展,江西農(nóng)大已經(jīng)從單一的傳統(tǒng)育種方法,走向傳統(tǒng)加分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)相結(jié)合的道路。賀浩華給我們做了一個(gè)形象的比喻,如果說過去的育種是一條腿走路,那現(xiàn)在就是兩條腿大步向前跑,可以大大加快育種的節(jié)奏。
賀浩華:現(xiàn)在我們要用傳統(tǒng)育種與新的生物技術(shù)相結(jié)合。比如利用現(xiàn)在新克隆的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)抗性等等的這些新的基因,通過現(xiàn)在的分子設(shè)計(jì)育種,基因偏激技術(shù),通過我們田間與實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合,來進(jìn)行新的品種選育。這將會(huì)會(huì)大大加快我們選育一個(gè)新品種的步伐,縮短我們的育種的年限,加快育種的進(jìn)程。
編輯:曾珂
關(guān)鍵詞:日本努力30年沒完成的農(nóng)業(yè)大計(jì)