“巨型稻”下好乘涼
“雜交水稻之父”袁隆平參觀“巨型稻”生長(zhǎng)情況。 經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 沈 慧攝
湖南省長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)，站在2米多高的“巨型稻”前，身高1.7米左右的袁隆平看起來有些“嬌小”。多年前，這位“雜交水稻之父”曾做過一個(gè)夢(mèng)：雜交水稻的莖稈像高粱一樣高，穗子像掃帚一樣大，他和助手們一同在稻田里散步，在水稻下面乘涼。如今，隨著“巨型稻”迎來豐收，袁隆平的“禾下乘涼”夢(mèng)又近了一步
近日，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所宣布，該所夏新界研究員領(lǐng)銜的水稻育種團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年，成功培育出優(yōu)質(zhì)超大超高水稻新種質(zhì)——“巨型稻”。
“這是個(gè)非常好的種質(zhì)材料，最大優(yōu)勢(shì)在于生物量大，期待接下來能夠在收獲指數(shù)上進(jìn)一步提高?！眳⒂^現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，袁隆平提出殷殷期望。
“大個(gè)子”水稻成方向
水稻產(chǎn)量主要取決于生物量和收獲指數(shù)兩大性狀?，F(xiàn)有水稻的收獲指數(shù)已經(jīng)接近植物生理學(xué)家認(rèn)為的上限，因此，培育擁有超大生物量的水稻成為育種主流方向
位于長(zhǎng)江中游的湖南，自古就是“魚米之鄉(xiāng)”。時(shí)至今日，這里依然是我國最重要、最集中的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地之一。10年前，作為中科院“百人計(jì)劃”中的一員，夏新界從美國回到了湖南，開始深耕他的糧食增產(chǎn)夢(mèng)想。
稻米是人類最主要的糧食作物，世界上有一半以上人口主食為稻米。隨著全球人口增長(zhǎng)與耕地面積減少，不斷提高產(chǎn)量仍是當(dāng)今水稻育種工作者的首要目標(biāo)。據(jù)推測(cè)，從2017年到2020年，我國糧食產(chǎn)量基本持平，不到64000萬噸，但今后幾年的糧食消費(fèi)量估計(jì)會(huì)突破72000萬噸，供需存在缺口。
“水稻的產(chǎn)量主要取決于生物量和收獲指數(shù)兩大性狀。過去，我國的高稈水稻品種收獲指數(shù)僅有0.3，也就是三分之二是稻草，三分之一是稻谷。”袁隆平說，20世紀(jì)60年代初，通過水稻矮稈化育種（大約有六七十厘米高），畝產(chǎn)提高了20%以上。后來，收獲指數(shù)逐漸提高到了0.5，但生物量并不高，畝產(chǎn)只有400多公斤。不久，被稱為“第二次綠色革命”的雜交育種在保持較高收獲指數(shù)的基礎(chǔ)上，又將水稻改進(jìn)為半矮稈化（大約0.9米到1米），大幅度提高生物量，實(shí)現(xiàn)了作物單產(chǎn)的又一次跨越式提升——畝產(chǎn)大概600公斤。
然而，經(jīng)過幾十年的不斷挖掘，現(xiàn)有水稻的收獲指數(shù)已經(jīng)接近植物生理學(xué)家認(rèn)為的上限：0.6。未來何去何從？培育擁有超大生物量的“大個(gè)子”水稻成為水稻育種的主流方向。
“‘巨型稻’是在現(xiàn)有優(yōu)異種源的基礎(chǔ)上，運(yùn)用野生稻遠(yuǎn)緣雜交、分子標(biāo)記定向選育等一系列育種新技術(shù)，獲得的擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雜交水稻新種質(zhì)?！备鶕?jù)“巨型稻之父”夏新界提供的數(shù)據(jù)，這一水稻新種質(zhì)株高最高2.2米，莖稈粗壯（18.5毫米），葉挺色深，單位面積生物量比現(xiàn)有水稻品種高出50%，平均有效分蘗40個(gè)，單穂最高實(shí)粒數(shù)達(dá)500粒。
“作為‘父本’材料，巨型稻的出現(xiàn)為水稻育種提供了一個(gè)新選擇，未來有望與其他水稻雜交培育出更多水稻新品種?！毕男陆缯f。
開啟水稻研究新大門
作為水稻新種質(zhì)材料，“巨型稻”個(gè)子高、生物量大、克服了水稻高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)的問題，發(fā)展?jié)摿χ档闷诖?/span>
深秋，空中飄起了綿綿細(xì)雨，一蔸蔸水稻微微隨風(fēng)搖擺，讓人仿佛置身“巨人國”。
經(jīng)農(nóng)業(yè)部植物新品種測(cè)試中心與華智水稻生物技術(shù)有限公司指紋圖譜檢測(cè)：“巨型稻”是一種水稻新種質(zhì)材料。“抗倒伏、抗病蟲害、耐淹澇，這種材料為我國水稻研究打開了一扇新的大門。”中科院新聞發(fā)言人、科學(xué)傳播局局長(zhǎng)周德進(jìn)表示。
以它為“父本”，中國科學(xué)家篩選、培育出了較為高產(chǎn)的雜交新稻種，并試種在湖南、廣東、海南等亞熱帶農(nóng)作區(qū)，均取得了成功，單季產(chǎn)量可超過每畝800千克。在夏新界看來，巨型稻這一水稻新種質(zhì)目前還有諸多技術(shù)亟待解決，未來增產(chǎn)潛力值得期待。“只要突破栽培技術(shù)，收獲指數(shù)提升至0.5，其理論單季產(chǎn)量有望超過18噸/公頃，打破單季水稻產(chǎn)量紀(jì)錄?！?/span>
個(gè)子高、生物量大為未來的高產(chǎn)帶來了可能，但會(huì)不會(huì)容易倒伏？夏新界介紹，“巨型稻”的根系能深入30厘米的土層，是普通雜交水稻根系深度的3倍。這使得如指頭粗細(xì)的稻莖最高能長(zhǎng)到2.2米，而且格外堅(jiān)挺，即使在狂風(fēng)中也不會(huì)輕易倒伏。
更難得的是，成熟收割時(shí)，莖葉仍為綠色，可作青貯飼料，還保持了良好口感。“一般來說，產(chǎn)量與口感不可兼得，高產(chǎn)的品種往往品質(zhì)差。‘巨型稻’米粒均勻，米質(zhì)好、適口性好，經(jīng)評(píng)估達(dá)到了國家優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)，克服了水稻高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)的問題?！敝锌圃簛啛釒мr(nóng)業(yè)生態(tài)研究所所長(zhǎng)吳金水表示。
夏新界說，“巨型稻”目前存在的一個(gè)突出缺點(diǎn)是在湖南以北地區(qū)種植生育期有點(diǎn)過長(zhǎng)，下一步，將重點(diǎn)針對(duì)“巨型稻”的遺傳調(diào)控機(jī)制、農(nóng)藝性狀等進(jìn)行研究，以進(jìn)一步改善優(yōu)化其品質(zhì)。
聽取蛙聲不是夢(mèng)
為破解水稻種植“增產(chǎn)不增收”難題，“巨型稻”生態(tài)綜合種養(yǎng)模式試驗(yàn)與示范區(qū)應(yīng)運(yùn)而生，試驗(yàn)結(jié)果表明：與現(xiàn)有常用稻田綜合種養(yǎng)模式相比，該模式下畝均純收入超過萬元
青蛙、泥鰍、龍蝦、稻花魚……“巨型稻森林”里，各種養(yǎng)殖水生物自由穿梭，一片生機(jī)盎然。
當(dāng)前，我國普遍面臨農(nóng)村勞動(dòng)力短缺、水稻種植“增產(chǎn)不增收”，早稻種植面積逐年下降，甚至稻田大范圍拋荒的嚴(yán)峻局面。農(nóng)田產(chǎn)出低下，不足以喚起廣大農(nóng)民種田積極性?！叭绻麅H僅是水稻增產(chǎn)，還難以喚起農(nóng)民種田的積極性?！毕男陆缯f，即使水稻產(chǎn)量達(dá)到畝產(chǎn)1000公斤，一家農(nóng)戶的幾畝田地，也不足以維持一家?guī)卓诘娜粘ｉ_支?！熬扌偷尽敝晷胃叽?、稀植、生育期長(zhǎng)、葉茂且冠層高、淹水深度大，可為蛙、魚和泥鰍等稻田養(yǎng)殖動(dòng)物提供良好的棲息環(huán)境，具有適宜種養(yǎng)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。
2017年，亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所在“長(zhǎng)沙站”建設(shè)了30畝“巨型稻”生態(tài)綜合種養(yǎng)模式試驗(yàn)與示范區(qū)，試驗(yàn)結(jié)果表明：與現(xiàn)有常用的稻田綜合種養(yǎng)模式相比，該模式下稻谷產(chǎn)量至少提高一倍以上，青蛙、泥鰍、稻花魚等養(yǎng)殖動(dòng)物的成活率亦提高一倍以上，生長(zhǎng)周期縮短15至20天，個(gè)體重量提高20%以上，產(chǎn)量提高1.5倍以上，畝均純收入超過萬元。
對(duì)于“巨型稻”是否會(huì)損耗地力的質(zhì)疑，吳金水回應(yīng)稱，雖然它們所需養(yǎng)分確實(shí)比普通水稻要高，但實(shí)際上，發(fā)達(dá)的根系會(huì)讓其對(duì)土壤養(yǎng)分的利用率大大提升，因此兩者對(duì)化肥的消耗基本是一樣的。
目前，夏新界帶領(lǐng)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)正在通過試驗(yàn)，不斷調(diào)整養(yǎng)殖動(dòng)物投放數(shù)量和種類。他的設(shè)想是：在稻田里創(chuàng)造一個(gè)更加平衡的生物圈小循環(huán)——水稻為動(dòng)物提供養(yǎng)料和微生物，而動(dòng)物的排泄物又反過來供養(yǎng)水稻，最終實(shí)現(xiàn)化肥、農(nóng)藥、抗生素“零使用”。
何亮是湖南益陽市南縣有名的“種糧大戶”，選種是他一年中最為重要的決策。用過不少種子的他今年被巨型稻“迷住了”，種了多年水稻的他計(jì)劃著除了種養(yǎng)的收入，稻子成熟時(shí)，“巨型稻”田的景色還能吸引城里人來旅游，全程有機(jī)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式還能給農(nóng)產(chǎn)品提升“附加值”。