超級(jí)稻從廣義來說,是在各個(gè)主要性狀方面如產(chǎn)量、米質(zhì)、抗性等均顯著超過現(xiàn)有品種(組合)的水平;從狹義來說,是指在抗性和米質(zhì)與對(duì)照品種(組合)相仿的基礎(chǔ)上,產(chǎn)量有大幅度提高的新品種(組合)。
2011年9月19日下午,雜交水稻之父袁隆平院士指導(dǎo)的超級(jí)稻第三期目標(biāo)畝產(chǎn)900公斤高產(chǎn)攻關(guān)獲得成功,其隆回縣百畝試驗(yàn)田畝產(chǎn)達(dá)到926.6公斤。2014年10月10日,農(nóng)業(yè)部通報(bào),由袁隆平院士領(lǐng)銜的第四期超級(jí)稻百畝方畝產(chǎn)超過1000公斤,創(chuàng)造了1026.7公斤的新紀(jì)錄。
中文名超級(jí)雜交水稻
界植物界
門被子植物門(Angiospermae)
綱單子葉植物綱(Monocotyledoneae)
目禾本目(Poales)
科禾本科(Poaceae;Gramineae)
亞科禾亞科(Agrostidoideae)
屬稻屬
分布區(qū)域中國
實(shí)現(xiàn)時(shí)間2012年9月24日
育種方法三系法
研究歷程水稻超高產(chǎn)育種,是近20多年來不少國家和研究單位的重點(diǎn)項(xiàng)目。日本率先于1981年開展了水稻超高產(chǎn)育種,計(jì)劃在15年內(nèi)把水稻的產(chǎn)量提高50%。國際水稻研究所1989年啟動(dòng)了“超級(jí)稻”育種計(jì)劃,要求2000年育成產(chǎn)量比當(dāng)時(shí)最高品種高20%-25%的超級(jí)稻。但他們的計(jì)劃至今未實(shí)現(xiàn)。
1960年袁隆平從一些學(xué)報(bào)上獲悉雜交高粱、雜交玉米、無籽西瓜等,都已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外生產(chǎn)中。這使袁隆平認(rèn)識(shí)到:遺傳學(xué)家孟德爾、摩爾根及其追隨者們提出的基因分離、自由組合和連鎖互換等規(guī)律對(duì)作物育種有著非常重要的意義。于是,袁隆平跳出了無性雜交學(xué)說圈,開始進(jìn)行水稻的有性雜交試驗(yàn)。
1960年7月,他在早稻常規(guī)品種試驗(yàn)田里,發(fā)現(xiàn)了一株與眾不同的水稻植株。
從1964年發(fā)現(xiàn)“天然雄性不育株”算起,袁隆平和助手們整整花了6年時(shí)間,先后用1000多個(gè)品種,做了3000多個(gè)雜交組合,仍然沒有培育出不育株率和不育度都達(dá)到100%的不育系來。袁隆平總結(jié)了6年來的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),并根據(jù)自己觀察到的不育現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)到必須跳出栽培稻的小圈子,重新選用親本材料,提出利用“遠(yuǎn)緣的野生稻與栽培稻雜交”的新設(shè)想。
在這一思想指導(dǎo)下,袁隆平帶領(lǐng)助手李必湖于1970年11月23日在海南島的普通野生稻群落中,發(fā)現(xiàn)一株雄花敗育株,并用廣場(chǎng)矮、京引66等品種測(cè)交,發(fā)現(xiàn)其對(duì)野敗不育株有保持能力,這就為培育水稻不育系和隨后的“三系”配套打開了突破口,給雜交稻研究帶來了新的轉(zhuǎn)機(jī)。
是將“野敗”這一珍貴材料封閉起來,自己關(guān)起門來研究,還是發(fā)動(dòng)更多的科技人員協(xié)作攻關(guān)呢?在這個(gè)重大的原則問題上,袁隆平毫不含糊、毫無保留地及時(shí)向全國育種專家和技術(shù)人員通報(bào)了他們的最新發(fā)現(xiàn),并慷慨地把歷盡艱辛才發(fā)現(xiàn)的“野敗”奉獻(xiàn)出來,分送給有關(guān)單位進(jìn)行研究,協(xié)作攻克“三系”配套關(guān)。
1972年,農(nóng)業(yè)部把雜交稻列為全國重點(diǎn)科研項(xiàng)目,組成了全國范圍的攻關(guān)協(xié)作網(wǎng)。[1]1973年,廣大科技人員在突破“不育系”和“保持系”的基礎(chǔ)上,選用1000多個(gè)品種進(jìn)行測(cè)交篩選,找到了1000多個(gè)具有恢復(fù)能力的品種。張先程、袁隆平等率先找到了一批以IR24為代表的優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、花粉量大、恢復(fù)度在90%以上的“恢復(fù)系”。
1973年10月,袁隆平發(fā)表了題為《利用野敗選育三系的進(jìn)展》的論文,正式宣告我國秈型雜交水稻“三系”配套成功。這是我國水稻育種的一個(gè)重大突破。緊接著,他和同事們又相繼攻克了雜種“優(yōu)勢(shì)關(guān)”和“制種關(guān)”,為水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用鋪平了道路。其實(shí),袁隆平早有此慮。
早在1986年,就在其論文《雜交水稻的育種戰(zhàn)略》中提出將雜交稻的育種從選育方法上分為三系法、兩系法和一系法三個(gè)發(fā)展階段,即育種程序朝著由繁至簡(jiǎn)且效率越來越高的方向發(fā)展;從雜種優(yōu)勢(shì)水平的利用上分為品種間、亞種間和遠(yuǎn)緣雜種優(yōu)勢(shì)的利用三個(gè)發(fā)展階段,即優(yōu)勢(shì)利用朝著越來越強(qiáng)的方向發(fā)展。根據(jù)這一設(shè)想,雜交水稻每進(jìn)入一個(gè)新階段都是一次新突破,都將把水稻產(chǎn)量推向一個(gè)更高的水平。
1995年8月,袁隆平鄭重宣布:我國歷經(jīng)9年的兩系法雜交水稻研究已取得突破性進(jìn)展,可以在生產(chǎn)上大面積推廣。正如袁隆平在育種戰(zhàn)略上所設(shè)想的,兩系法雜交水稻確實(shí)表現(xiàn)出更好的增產(chǎn)效果,普遍比同期的三系雜交稻每公頃增產(chǎn)750-1500公斤,且米質(zhì)有了較大的提高。
至今,在生產(chǎn)示范中,全國已累計(jì)種植兩系雜交水稻1800余萬畝。目前,國家“863”計(jì)劃已將培矮系列組合作為兩系法雜交水稻先鋒組合,加大力度在全國推廣。
1996年,農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)中國超級(jí)稻育種計(jì)劃,其中一季雜交稻的產(chǎn)量指標(biāo)為,第一期(1996-2000年)畝產(chǎn)700公斤,第二期(2001-2005年)畝產(chǎn)800公斤。
1998年8月,袁隆平又向新的制高點(diǎn)發(fā)起沖擊。他向朱總理提出選育超級(jí)雜交水稻的研究課題。朱總理聞?dòng)嵑蠓浅8吲d,當(dāng)即劃撥1000萬元予以支持。袁隆平為此深受鼓舞。在海南三亞農(nóng)場(chǎng)基地,袁隆平率領(lǐng)著一支由全國十多個(gè)省、區(qū)成員單位參加的協(xié)作攻關(guān)大軍,日夜奮戰(zhàn),攻克了兩系法雜交水稻難關(guān)。
經(jīng)過近一年的艱苦努力,超級(jí)雜交稻在小面積試種獲得成功,畝產(chǎn)達(dá)到800公斤,并在西南農(nóng)業(yè)大學(xué)等地引種成功。目前,超級(jí)雜交稻正走向大面積試種推廣中。
特征超級(jí)稻品種都具有分蘗適中、劍葉挺直、植株矮中求高、莖稈堅(jiān)韌抗倒、穗大粒多的形態(tài)特征。同時(shí),具有光合效率高、根系活力強(qiáng)、源庫流協(xié)調(diào)的生理機(jī)能,具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、抗病性狀聚合的遺傳基礎(chǔ)。
但超級(jí)稻不等同一般雜交稻。雜交稻是指選兩個(gè)遺傳基因有一定差異,同時(shí)它們的優(yōu)良性狀又能互補(bǔ)的水稻品種進(jìn)行雜交,生長(zhǎng)具有明顯優(yōu)勢(shì)的第一代水稻。
優(yōu)勢(shì)品種優(yōu)勢(shì)品種組合Y2優(yōu)8188屬兩系廣適型優(yōu)質(zhì)超高產(chǎn)新組合,系國家雜交水稻工程技術(shù)研究中心和湖南奧譜隆種業(yè)科技有限公司聯(lián)合攻關(guān),采取兩用光溫敏核不育系Y58S為母本,與含秈粳交和秈爪交復(fù)合血緣的重穗密粒型強(qiáng)優(yōu)勢(shì)恢復(fù)系奧R8188配育成,品種具“中大穗、粒多、粒重”三重優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)超級(jí)雜交水稻通過形態(tài)改良和利用亞種間雜種優(yōu)勢(shì)相結(jié)合的技術(shù)路線來提高產(chǎn)量,稻不會(huì)改變水稻的原有結(jié)構(gòu);不會(huì)引起水稻的病變。在1997年袁隆平提出雜種優(yōu)勢(shì)利用與形態(tài)改良相結(jié)合的培育超級(jí)雜交稻技術(shù)路線:"所謂形態(tài)改良,就是要一個(gè)像一個(gè)人一樣好的體型;所謂雜種優(yōu)勢(shì),就是不能虛胖,要體力充沛。
培育方法育種方法是利用雜種優(yōu)勢(shì),選擇優(yōu)良親本,用三系法(不育系,自交系,恢復(fù)系)或者后來衍生出的兩系法和一系法得到雜種一代,由于雜種優(yōu)勢(shì),這一代可能比上代的產(chǎn)量,品質(zhì)都更好。當(dāng)然,此培育過程,要對(duì)親本以及后代都要經(jīng)過嚴(yán)格的篩選。
爭(zhēng)議事件2013年,中國實(shí)際水稻平均畝產(chǎn)量?jī)H為447.8公斤,與1000公斤的試驗(yàn)水平相去甚遠(yuǎn)。在安徽,隆平高科的超級(jí)稻出現(xiàn)大面積絕收。
超級(jí)稻“Y兩優(yōu)900”經(jīng)專家組驗(yàn)收,平均畝產(chǎn)1026.7公斤,創(chuàng)造了最新的水稻畝產(chǎn)世界紀(jì)錄。這天是2014年10月10日。當(dāng)時(shí)84歲的袁隆平站在湖南省紅星村超級(jí)稻基地的稻田里宣布:“這標(biāo)志著我國雜交水稻技術(shù)研究遙遙領(lǐng)先世界。”
安徽省種子管理總站的調(diào)查結(jié)果顯示,2014年10月,安徽蚌埠、安慶、合肥、滁州、馬鞍山、淮南等六市種植的“兩優(yōu)0293”發(fā)生大面積減產(chǎn)、絕收,受災(zāi)面積超過萬畝。
受災(zāi)農(nóng)民質(zhì)疑種子生產(chǎn)企業(yè)袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱隆平高科)涉嫌虛假宣傳、隱瞞品種缺陷。此后半年內(nèi),安徽省農(nóng)業(yè)委員會(huì)下屬的種子管理總站多次向國家農(nóng)業(yè)部上書,要求重新審定超級(jí)稻“兩優(yōu)0293”的種植區(qū)域,希望“不再包含我省”。
農(nóng)業(yè)部表示引發(fā)社會(huì)關(guān)注的稻種“兩優(yōu)0293”沒有參加過農(nóng)業(yè)部組織的超級(jí)稻品種認(rèn)定,不是超級(jí)稻品種。
2015年4月10日,袁隆平在接受湖南日?qǐng)?bào)采訪時(shí)表示:不能以個(gè)別品種出了點(diǎn)問題,就全盤否定超級(jí)稻。超級(jí)稻是有標(biāo)準(zhǔn)的,國家對(duì)產(chǎn)量、米質(zhì)和抗性都有規(guī)定。超級(jí)稻對(duì)國家糧食安全作出了重大貢獻(xiàn)。
湖南雜交水稻研究中心研究員、曾參與袁隆平超級(jí)稻百畝片目標(biāo)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的核心專家鄧啟云在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示,安徽萬畝超級(jí)稻減產(chǎn)絕收的主角“兩優(yōu)0293”,并不屬于廣適型超級(jí)稻,而是耐肥型超級(jí)稻。
技術(shù)要點(diǎn)除草袁隆平在給水稻施肥掌握雜草發(fā)生規(guī)律,及時(shí)加以防除冬干田按其雜草性質(zhì)分成3種類型田,可采用不同的技術(shù)方式除草。
第一是以看麥娘、雀舌草等冬季性雜草為主夾雜有少量惡性雜草的田塊,于拋秧前7~10天噴施一次滅生性除草劑,如克無蹤、農(nóng)達(dá)等。
第二是惡性雜草發(fā)生量大(占雜草量的20%以上)的田塊,不宜作免耕田,應(yīng)加以翻耕,并人工清除惡性雜草。
第三是純冬季性雜草發(fā)生的田塊,不必噴施除草劑,人工壓草后直接拋栽水稻。
施肥保證泡田時(shí)間冬干田在施用有機(jī)肥作基肥時(shí),增施少量(每畝35公斤)過磷酸鈣有利于加速田泥軟化,同時(shí)保水4~5厘米深,浸泡10~15天才能拋栽水稻。
選種選用優(yōu)良品種,合理選擇拋栽密度。
施藥抓住施藥適期施藥大田期病蟲防治應(yīng)抓住超級(jí)稻分蘗末期、破口前3~7天和始穗期3個(gè)適期噴施農(nóng)藥,其它時(shí)期視病蟲發(fā)生實(shí)況確定是否增施1~2次對(duì)口農(nóng)藥。
選用新農(nóng)藥品種,輔以常規(guī)農(nóng)藥選用30%愛苗乳油(防治稻曲病、紋枯病等)、25%阿克泰水分散粒劑(防治稻飛虱、稻薊馬)、5%銳勁特懸浮劑(防治螟蟲等)等農(nóng)藥,輔以40%乙酰甲胺磷乳油(防治稻縱卷葉螟等)、80%敵敵畏乳油(防治稻飛虱等)等常規(guī)農(nóng)藥。
選購優(yōu)良噴藥器具,噴施對(duì)口農(nóng)藥針對(duì)田間病蟲發(fā)生種類,采用迷霧式噴霧器,并選用其中幾種對(duì)口農(nóng)藥混合噴施或單個(gè)藥劑噴施。施藥時(shí)田間應(yīng)保持淺水層。
重要地位超級(jí)稻在2000年就選育成功,這一具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界領(lǐng)先技術(shù)卻推廣遲緩,歷時(shí)5年種植面積僅占全國水稻總面積的1/10。
2004年,黃培勁和袁隆平院士聯(lián)合給時(shí)任中國國務(wù)院總理朱镕基寫了一封信,得到批復(fù)后,2005年國家建立超級(jí)稻推廣項(xiàng)目被納入中央1號(hào)文件。并把培育和推廣超級(jí)雜交水稻寫進(jìn)“十一五”規(guī)劃。
中國水稻種植面積為4.5億畝,其中59%是雜交稻,有2.6億畝,全國水稻畝產(chǎn)是420公斤,可雜交稻畝產(chǎn)達(dá)470公斤,比日本的440公斤還高。中國的更高目標(biāo)是超級(jí)雜交稻。
農(nóng)業(yè)部2006年3月7日宣布,從2006年起正式啟動(dòng)超級(jí)稻發(fā)展的“6236”工程。力爭(zhēng)到2010年底,用6年的時(shí)間,培育并形成20個(gè)超級(jí)稻主導(dǎo)品種,推廣面積占全國水稻總面積的30%(約1.2億畝),每畝平均增產(chǎn)60公斤,全面帶動(dòng)我國水稻的生產(chǎn)水平。袁隆平立下軍令狀,在2010年每畝達(dá)到900公斤。
“6236”工程,具有深遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。盡管我國糧食綜合生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到5億噸,但是糧食生產(chǎn)依然是弱勢(shì)產(chǎn)業(yè),面對(duì)著自然和市場(chǎng)雙重風(fēng)險(xiǎn)。要解決糧食安全問題,唯一的途徑就是依靠創(chuàng)新和科技進(jìn)步。大幅度提高單產(chǎn),最終寄望于超級(jí)雜交稻的創(chuàng)新突破。
超級(jí)稻育種,中國比日本和國際水稻研究所起步晚,但卻后來居上。這源于育種家不僅在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),更注重到試驗(yàn)田里進(jìn)行研究,從而確立了我國稻谷育種技術(shù)領(lǐng)先地位。
主要貢獻(xiàn)新一代超級(jí)稻像枚農(nóng)業(yè)種子革命的深水炸彈,不但改變了“二十有十三”的水稻份額,同時(shí)也是中國農(nóng)業(yè)由大向強(qiáng)邁進(jìn)的關(guān)鍵一步,對(duì)國家安全戰(zhàn)略有著積極意義。
超級(jí)稻是比雜交水稻更具潛力,米質(zhì)更優(yōu),形態(tài)更優(yōu)美的新一代水稻。從全球來看,農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過剩不再令人恐懼。糧食的短缺變得令人焦慮不安,只有工業(yè)社會(huì)的管理和生產(chǎn)技術(shù)可以解決這個(gè)問題。
2005年國家設(shè)立超級(jí)稻推廣項(xiàng)目,提出到2010年培育并形成20個(gè)超級(jí)稻主導(dǎo)品種,每畝增產(chǎn)60公斤。中國有4.4億畝稻田,超級(jí)稻的增產(chǎn)潛力不可低估。
當(dāng)國內(nèi)的雪災(zāi)、震災(zāi)、洪災(zāi)恰巧遭遇上國際糧價(jià)的瘋漲,問題也變得復(fù)雜起來。全世界一半以上人口以稻米為主食,2011年每公頃生產(chǎn)的稻米可養(yǎng)活27人,到2050年,每公頃必須養(yǎng)活43人。中國雜交水稻在世界許多國家都適合種植,如果世界上雜交稻種植面積增加7500萬公頃,每公頃按增產(chǎn)2噸計(jì)算,可增產(chǎn)糧食1.5億噸,能多養(yǎng)活四五億人口,有效保障世界糧食安全,幫助人類告別饑荒。
畝產(chǎn)新突破2012年02月28日?qǐng)?bào)道,中國寧波水稻專家選育的秈粳雜交晚稻甬優(yōu)12號(hào)經(jīng)受住了各種氣候條件的考驗(yàn),連續(xù)四年摘取浙江省晚稻單產(chǎn)桂冠,2011年取得了畝產(chǎn)943.1公斤的佳績(jī)。
相關(guān)資訊2014年9月24日,在由中國科學(xué)院謝華安院士擔(dān)任組長(zhǎng)的專家組專家組現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督下,農(nóng)民在攻關(guān)試驗(yàn)田里進(jìn)行人工收割。
由湖南雜交水稻研究中心牽頭的國家十二五863計(jì)劃課題“超高產(chǎn)水稻分子育種與品種創(chuàng)制”最近取得重大突破:袁隆平團(tuán)隊(duì)與創(chuàng)世紀(jì)種業(yè)有限公司合作研究的最新成果“Y兩優(yōu)900”湖南隆回百畝高產(chǎn)示范片,經(jīng)以中科院院士謝華安為組長(zhǎng)的專家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn),按算術(shù)平均計(jì)算方法,平均畝產(chǎn)達(dá)1006.1公斤,首次實(shí)現(xiàn)了超級(jí)稻百畝片過千公斤的目標(biāo)。
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