袁隆平:发展超级杂交水稻,保障国家粮食安全
2021-05-24 15:46

袁隆平:发展超级杂交水稻,保障国家粮食安全

本文来自微信公众号:中国工程院院刊(ID:CAE-Engineering),作者:袁隆平,题图来自:视觉中国


沉痛悼念、深切缅怀袁隆平院士!


“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平,2021年5月22日13点07分在湖南长沙逝世,享年91岁。


2015年3月,中国工程院院刊《Engineering》创刊号发表了袁隆平院士的《发展超级杂交水稻,保障国家粮食安全》。在这篇文章中,袁隆平院士详细介绍了有望解决全国人民吃饱饭难题的三项粮食增产工程:选育超高产杂交稻品种(每公顷产16吨)、“种三产四”丰产工程、三分地养活一个人的粮食高产工程。


袁隆平院士心系“禾下乘凉梦”和“杂交水稻覆盖全球梦”,矢志稻菽丰稔,使我国杂交水稻研究始终居于世界领先水平,为中国人把饭碗牢牢端在自己手中奋斗终身;胸怀天下苍生,向世界多个国家传授杂交水稻技术,为推进全世界粮食安全、消除贫困、造福人类作出了杰出贡献。


习近平总书记号召广大科研工作者“将论文写在祖国大地上”,袁隆平院士几十年如一日播撒智慧之种,把自己对祖国的赤胆忠心和对人民的满腔热忱凝结在串串饱满的稻穗上,书写在祖国的神州大地上,镌刻在闪亮的共和国勋章上!


袁隆平院士的爱国奉献精神和科技创新精神必将引领广大科技工作者在建设世界科技强国的征程上奋勇前行!


袁隆平院士永远是我们学习的榜样!



发展超级杂交水稻,保障国家粮食安全


我国现有13亿多人口,很快就会达到14亿;同时,我国的耕地逐年减少。面对这种人增地减的严峻形势,惟有通过科技进步大幅度提高粮食作物的单位面积产量,才能解决全国人民吃饱饭的难题。为此,我们正在实施三项粮食增产工程。


1. 选育超高产杂交稻品种(每公顷产16吨)


追求作物高产、更高产是永恒的主题。水稻是我国也是世界第一大粮食作物。为了大幅度提高水稻的产量,日本率先于1981年开展了水稻的超高产育种,计划在15年内把水稻的单产提高到每公顷12吨;但是时至今日,34年过去了,尚未实现。国际水稻研究所于1989年正式启动了选育超级稻(super rice)后改为新株型稻的研究,计划到2000年育成每公顷产12吨~12.5吨的超级稻,同样至今也未成功。由此可见,要育成每公顷产12吨的高产超级稻,难度极大。


为了满足全国人民在21世纪对粮食的需求,中华人民共和国农业部和科学技术部分别于1996年和1997年立项和启动了中国超级稻育种计划,分四个时期的产量指标(以每6.7公顷/100亩的平均产量计算,1亩=1/15公顷)为:


第一期:1996年~2000年,每公顷10.5吨或每亩700公斤;


第二期:2001年~2005年,每公顷12吨或每亩800公斤;


第三期:2006年~2015年,每公顷13.5吨或每亩900公斤;


第四期:2016年~2020年,每公顷15吨或每亩1000公斤。


通过形态改良和利用亚种间杂种优势的技术路线,加上我们团队不辞劳苦地钻研攻关,上述产量指标均逐一按期或提前实现了。


第一期的代表品种是“两优培九”,是与江苏省农业科学院合作选育的。21世纪初的几年间,在大面积上应用,最高年推广面积近千万亩,平均亩产550公斤左右;


第二期的代表品种是“Y两优1号”,2014年的种植面积达800万亩,平均亩产600公斤左右;


第三期的代表品种是“Y两优2号”,2012年在湖南省隆回县百亩示范片亩产926.6公斤(每公顷13.9吨),2013年开始推广,2014年种植面积达到100万亩以上,产量又上了一个台阶,亩产为650公斤左右;


第四期的代表品种是“Y两优900”,2014年湖南省4个百亩示范片亩产超千公斤,其中溆浦县创亩产1026.7公斤(每公顷15.4吨),遥遥领先于全球水稻产量水平。预计大面积推广后单产又可再上一个台阶。生产实践表明,这个台阶的高度为每亩50公斤。


理论上,水稻蕴藏着巨大的产量潜力。当前,我们正在向16t·hm–2攻关,代表品种是“超优千号”,形势很好。2015年4月9日在海南省三亚市召开了现场观摩会,三百多位专家和种业界人士目睹了该品种的特优表现,每个人都感到惊喜万分,印度著名育种家Ish Kumar博士在现场流连忘返,问他的感受,回答是“More than excited(加倍的激动)。”目前该品种处在黄熟期,欢迎对超级稻感兴趣和持怀疑态度的人士到三亚参观、考察和指导,“百闻不如一见”。


2. “种三产四”丰产工程


“种三产四”丰产工程,即种3亩超级杂交稻,产原有水平(前5年平均)4亩田的粮。此项目主要在中低产区实施。2007年湖南省率先启动,20个示范县参与了项目实施,其中18个县达标,即比2002年~2006年5年平均单产增加了33%。2014年扩大到52个县(市、区)共1146万亩。项目8年累计种植面积达4335.3万亩,增产稻谷47.33亿公斤。


计划2017年力争发展到1500万亩,届时将产出丰产项目实施前5年(2002年~2006年)平均单产水平2000万亩的粮食,等于增加了500万亩耕地,可年增粮食20亿公斤(2002年~2006年5年平均单产约每亩400公斤)。四川、贵州、安徽、广东、广西、浙江、河南等省(区)也要求参与该项工程,其中广东、贵州、广西、四川、安徽已启动实施,效果很好。建议此项目纳入国家计划,在5年内全国发展到6000万亩,产出现有水平8000万亩的粮食,即等于增加了2000万亩的稻田。按亩产400公斤计算,能年增粮食80亿公斤,可供北京或上海等特大城市人口全年的口粮。


3. 三分地养活一个人的粮食高产工程


三分地养活一个人的粮食高产工程,简称“三一工程”,即三分地年产粮360公斤(亩产1200公斤),足够一个人全年的口粮。这项工程从2014年开始在湖南省16个县的高产地区实施,有3种模式:


①双季超级稻,早稻亩产550公斤,晚稻亩产650公斤;


②一季超级中稻+马铃薯,水稻亩产700公斤,马铃薯亩产2000公斤(折合稻谷为500公斤)


③春玉米+一季超级稻,玉米亩产500公斤,水稻亩产700公斤。


2014年采用双季超级稻模式的湘潭县和醴陵县产量达到设计指标,如湘潭县雨湖区,310亩示范田的早稻平均亩产584.5公斤,晚稻平均亩产662.5公斤。采用超级杂交稻+马铃薯模式的石门县、龙山县和永顺县,全年亩产原粮都在1200公斤以上。这项工程要在有关部门的支持和配合下,力争到2020年发展到1100万亩,占湖南省耕地面积的19%,产出的粮食可供全省一半人口之需。建议生态条件与湖南省相似或更好的省(市、区)可借鉴湖南省的经验,因地制宜地实施这项工程,为保障国家的粮食安全做出更大的贡献。


稻谷产量=收获指数×生物学产量


现今的改良品种收获指数已很高(>0.5),再提高的潜力有限,因此,进一步提高稻谷产量应以增加生物学产量为主。按形态学的观点,增加植株的高度是提高生物学产量最简易、最有效的办法。事物发展的规律一般是呈螺旋式上升的。水稻品种的改良史也符合此规律,即株高呈矮→半矮→半高→新高→超高的趋势发展。古老的水稻品种,株高达1.7米~1.8米,属高杆类型,草多谷少,收获指数只有0.3,产量潜力每亩为250公斤左右。


我国20世纪60年代初首创的矮杆品种,株高为70厘米左右,收获指数提高到0.5,从而产量潜力上升到每亩400公斤左右;今天生产的主栽品种属于半矮杆类型,株高为90厘米~100厘米,生物学产量随株高的增加而增加了,收获指数仍在0.5以上,从而稻谷产量亦增加,其产量潜力为每亩600公斤。我们新近育成的超级杂交稻,株高在1.2米左右,产量潜力为每亩1000公斤左右。要使产量再上新台阶,预计株高还须增加。


科学技术发展无止境,预计每公顷产16吨的超级杂交稻可望在2016年成功实现。




注:本文内容呈现略有调整,若需可查看原文。


改编原文:Longping Yuan.Development of Super Hybrid Rice for Food Security in China[J].Engineering,2015,1(1):13-14.


作者介绍:



袁隆平(1930年9月7日~2021年5月22日),中国杂交水稻育种专家,中国工程院院士, “共和国勋章”获得者。长期致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,发明“三系法”籼型杂交水稻,成功研究出“两系法”杂交水稻,创建了超级杂交稻技术体系;提出并实施“种三产四丰产工程”,运用超级杂交稻的技术成果。


本文来自微信公众号:中国工程院院刊(ID:CAE-Engineering),作者:袁隆平

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