近60多年來，我國科學(xué)家圍繞水稻高產(chǎn)目標(biāo)，通過一系列的品種選育與應(yīng)用推廣，極大地提高了水稻的產(chǎn)量水平。特別是雜交稻的培育與應(yīng)用研究對保障我國和世界糧食安全做出了巨大的貢獻(xiàn)。
1964年, 袁隆平先生提出利用水稻雜種優(yōu)勢的設(shè)想并開展不育系選育研究。
1973年, 三系(不育系、保持系和恢復(fù)系)雜交稻配套成功。雜交稻的培育與應(yīng)用, 使我國水稻生產(chǎn)上了一個(gè)新的臺階。
1987年，袁隆平提出發(fā)展雜交稻的戰(zhàn)略目標(biāo)，并指出雜種優(yōu)勢利用與植株形態(tài)改良相結(jié)合可作為培育我國超級雜交稻的重要技術(shù)路線。
1989年，國際水稻研究所等機(jī)構(gòu)提出了“超級稻”(Super Rice)的概念并啟動了超高產(chǎn)育種計(jì)劃。
1996年，我國農(nóng)業(yè)部組織實(shí)施了“中國超級稻研究”項(xiàng)目，開展株型改良與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合的超級雜交稻研究。
隨后，超級雜交稻單產(chǎn)水平不斷獲得突破，實(shí)現(xiàn)了從水稻單產(chǎn)400 kg（1995年），到700 kg (2000年)、800 kg (2004年)、900 kg (2011年)和1000 kg(2014年) 的高產(chǎn)目標(biāo)。截至2015年，我國冠名超級雜交稻新品種有80多個(gè)，大面積示范試驗(yàn)單產(chǎn)一般能達(dá)到600 kg/畝，比普通品種增產(chǎn)50 kg/畝。超級稻的培育與應(yīng)用使我國水稻生產(chǎn)又上了一個(gè)臺階。
不過，我國水稻生產(chǎn)在大面積水平上的產(chǎn)量增幅比較緩慢，平均畝產(chǎn)近20年來徘徊在420 kg左右，與“超級稻”品種所體現(xiàn)的高產(chǎn)潛力還有較大差距。這主要是因?yàn)?，超級稻高產(chǎn)攻關(guān)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要配套相應(yīng)的高產(chǎn)栽培技術(shù)，比普通的水稻生產(chǎn)投入更大。與此同時(shí)，以高產(chǎn)為主要目標(biāo)的水稻生產(chǎn)逐漸形成了“以高投入換高產(chǎn)量”的思路和方式，目前面臨著新的重大挑戰(zhàn)：
化肥使用量急劇增加。我國化肥用量在1950-2010年的60年間增加100倍，而糧食產(chǎn)量僅增加4.13倍；氮肥用量較世界其他水稻主產(chǎn)國高出約75%，但利用效率遠(yuǎn)低于其他國家。
病蟲害連年嚴(yán)重發(fā)生。水稻的主要病蟲害，如稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱和螟蟲等危害每年造成的產(chǎn)量損失一般在15-30%。而病蟲害防治以化學(xué)農(nóng)藥防治為主，噴施大量農(nóng)藥增加了生產(chǎn)成本，更對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列的負(fù)效應(yīng)。
我國是水資源缺乏的國家，農(nóng)業(yè)耗水約占全國總耗水量的70%，而水稻的用水約占整個(gè)農(nóng)業(yè)耗水的70%。同時(shí)由于不同生態(tài)稻區(qū)的雨量分布以及水資源豐缺不均，導(dǎo)致季節(jié)性的干旱頻發(fā)。因此，“高投入、高消耗、低效益”的生產(chǎn)方式，已經(jīng)不符合當(dāng)前資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的“兩型農(nóng)業(yè)”可持續(xù)發(fā)展的要求。
— 超高產(chǎn)育種與超級稻 —
超級稻以及超高產(chǎn)育種無法解決作物生產(chǎn)與資源環(huán)境日益突出的矛盾，因此，水稻育種目標(biāo)與生產(chǎn)方式需要大的轉(zhuǎn)變。
早在1998年，為解決作物生產(chǎn)和環(huán)境資源之間日益突出的矛盾，李振聲先生倡導(dǎo)農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域的主要目標(biāo)之一要為“第二次綠色革命”準(zhǔn)備基因資源。
2001年，農(nóng)業(yè)部重大專項(xiàng)“參與全球水稻分子育種計(jì)劃研究”正式啟動，希望利用各水稻主產(chǎn)國的豐富的品種資源，與當(dāng)?shù)貎?yōu)良的推廣品種大規(guī)模雜交，結(jié)合分子標(biāo)記技術(shù)，培育出大量的優(yōu)異品種。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，培育抗病、抗蟲、抗逆、營養(yǎng)高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等性狀于一體的“綠色超級稻”理念開始形成。
張啟發(fā)等（2005年）提出了“綠色超級稻”(Green Super Rice)的思想，要求培育一類“綠色超級稻”新品種，除高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性外，還應(yīng)具有對主要病蟲的抗性，對水資源和氮磷肥料的高效利用，以及抗旱性明顯增強(qiáng)等特性，最終實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)上“少打農(nóng)藥、少施化肥、節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)”的目標(biāo)。
— 兩型農(nóng)業(yè)要求綠色超級稻 —
綠色超級稻理念得到了國內(nèi)外同行的積極響應(yīng)和實(shí)踐。“綠色超級稻”已成為國內(nèi)外水稻育種的新目標(biāo)。我國科技部將“綠色超級稻新品種選育”作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)（大）項(xiàng)目進(jìn)行了資助(2010-)。“為非洲和亞洲資源貧瘠地區(qū)培育綠色超級稻”國際合作項(xiàng)目得到了比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會的資助（2008-）。國內(nèi)30多家水稻育種和科研院所正承擔(dān)著綠色超級稻的研究工作，并建立了覆蓋國內(nèi)所有的生態(tài)稻作區(qū)的分子育種合作網(wǎng)絡(luò)。在國際上也形成了非洲和亞洲13個(gè)國家科研單位和國際機(jī)構(gòu)如國際水稻研究所等參與的綠色超級稻新品種選育與應(yīng)用的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。
— “五省二增”之綠色超級稻 —
目前，綠色超級稻的培育已經(jīng)取得系列進(jìn)展和成果。培育出初步具有綠色性狀（如抗多種主要病蟲害、或節(jié)水抗旱、或氮磷高效利用，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)）的水稻新品種50余個(gè)。篩選出適應(yīng)不同水稻種植區(qū)域的具有綠色性狀的優(yōu)良品系近70個(gè)；一批綠色超級稻新品種結(jié)合高效的綠色種植模式，如不用育秧移栽而直接將種子播于大田的“水稻直播”方式以及種一茬收獲兩季的“再生稻”等模式，已在不同生態(tài)區(qū)域展開試驗(yàn)示范。綜合試驗(yàn)表明，綠色超級稻新品種加上綠色種植模式可以達(dá)到省工、省種、省藥、省水、省肥、增產(chǎn)和增收的效果。近3年來，綠色超級稻示范推廣面積累計(jì)達(dá)6000多萬畝，生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
余四斌, 熊銀, 肖景華, 等. 雜交稻與綠色超級稻. 科學(xué)通報(bào), 2016, 61: 3797–3803
http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/CSB/61/35/10.1360/N972016-01092?slug=abstract
聯(lián)系客服
