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袁隆平在考察中科院“巨型稻”。本報記者丁佳攝
10月16日，湖南長沙縣金井鎮，蒙蒙秋雨中，“中國雜交水稻之父”、中國工程院院士袁隆平走進了中國科學院亞熱帶農業生態研究所長沙農業環境研究站的試驗田，臉上露出了笑容。
“這是個好材料，很有前景。這么寶貴的材料，一定要好好研究，改進提高。”
袁隆平所指的，是中科院亞熱帶生態所研究員夏新界領銜的水稻育種團隊歷經十余年，培育出的超高產優質新種質“巨型稻”。
這種水稻父本材料株高2米，單穗500粒以上，據此創建的新型稻田生態種養模式，經濟效益比現行常規種養模式至少翻一番。
水稻產量已經到了極限？
稻米是人類最主要的糧食作物，世界上有一半以上人口的主食是稻米。隨著全球人口的增長與耕地面積的減少，提高產量仍是當今水稻育種工作者的首要目標。
作物的產量取決于生物量和收獲指數兩大性狀。20世紀60年代初的第一次綠色革命，通過矮桿基因和多項高產基因的聚合，育種學家實現了收獲指數和作物單產的跨越式提升。
然而目前，經過幾十年的不斷挖掘，水稻產量已經接近了植物生理學家認為的作物收獲指數上限，也就是收獲的谷粒重量與整個水稻連根拔起重量的比例為0.6。
“因此，要想繼續在產量上取得較大的突破，就要想辦法培育出超大生物量的大個子水稻。”中科院亞熱帶生態所所長吳金水告訴《中國科學報》記者，水稻個子越大，光合作用面積就越大，在保持收獲比例不變的情況下，水稻產量就能相應提高。
“稻王”誕生
在現有優質種源的基礎上，科研團隊通過突變體篩選、秈粳及野生稻遠緣雜交、聚合定向選育而獲得的擁有完全自主知識產權的水稻新種質材料——“巨型稻”。
隨后，科研人員以“巨型稻”為親本，通過兩系、三系雜交，配制系列雜交組合，并運用分子標記輔助育種、定性改良等技術手段，篩選培育出一系列高產、優質、廣適的巨型稻雜交新品系。
“巨型稻”具有突出的高產、強抗等顯著優勢。例如，“巨型稻”巨豐5號高2.0米以上，株形高大，葉挺色深，光合效率高，單位面積生物量比現有水稻品種高出50%，平均有效分蘗40個，單穂最高實粒數達800粒，莖桿粗壯，抗倒伏、抗病蟲害、耐淹澇，理論單季產量有望超過每公頃18噸。“其中有一蔸達到2米多高，有84個稻穗，是名符其實的‘稻王’。”夏新界說。
經農業部DNA指紋檢測，以及水稻基因芯片指紋圖譜檢測，“巨型稻”被確認是一種水稻新種質材料。目前，研究團隊已初步構建了兩個株系的指紋圖譜，并向國家農業部提交了“巨型稻”品種權申請，并已獲得10多項自主國家專利和國際專利。
2017年，中科院亞熱帶生態所與戰略伙伴在長沙站聯合建立“巨型稻”試驗研究與推廣應用示范綜合基地，總面積達200余畝。
經農業部食品質量檢驗測試中心（武漢）檢測，“巨型稻”雜交品種米質達到優質稻三級標準，突破了雜交稻育種中“高產不優質，優質不高產”的難關。
禾下致富不是夢
雖然巨型稻優勢巨大，但夏新界很清楚，農民愿意種，才是檢驗成果的“金標準”。
“當前農田產出低下，不足以喚起廣大農民種田的積極性。”他說，“即使水稻產量達到到毎畝1000公斤，一家農戶的幾畝地，也不足以維持一家幾口的日常費用開支。而且田間農活繁重辛苦，愿意下田干活的人越來越少，勞動力短缺，日益枯竭。”
怎么能提高農民的積極性，讓他們的收入真正提高？作為一名農業科技工作者，夏新界感到責任重大。
他提出，“巨型稻”株形高大、稀植、生育期長、葉茂且冠層高、淹水深度大等，可為蛙、魚和泥鰍等稻田養殖動物提供良好的棲息環境，具有適宜種-養結合的優勢。可以充分利用這一特殊優勢，提升稻田生產經濟效益。
2017年，科研團隊在長沙站建設了30畝“巨型稻”生態綜合種養模式試驗與示范區，采用零化肥、零農藥、零抗生素零的有機農業生產方式。與常用的稻田綜合種養模式相比，稻谷產量至少提高一倍以上，青蛙、泥鰍、稻花魚等養殖動物的成活率亦提高一倍以上，產量提高1.5倍以上，全部產品實現綠色、優質化，畝均純收入超過萬元。
“我認為，種養結合與智慧農業是必選項，代表未來農業的發展方向。”夏新界盼望著，禾下致富的夢想，能夠早日走進千家萬戶。
中國-博士人才網發布
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