关于水稻的发展历史你了解多少?

水稻是我国乃至世界最重要的粮食作物之一。 它为世界近50%的人口提供食物来源。 提高水稻产量对于保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用。 到2050年,全球人口预计将增长到90亿以上,需要粮食产量持续增长才能满足人口增长的需要。 中国是世界上最大的稻米生产国和消费国。 如何用世界7%的耕地养活世界22%的人口,一直是我国农业科学家面临的巨大挑战。

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60年来,中国科学家围绕水稻高产目标,通过一系列品种选育、应用和推广,极大提高了水稻产量水平。 特别是杂交水稻的栽培和应用研究,为保障我国乃至世界粮食安全做出了巨大贡献。

►1964年,袁隆平先生提出利用水稻杂种优势的想法,开展不育系育种研究。

►1973年,三系(不育系、保持系、恢复系)杂交水稻配对成功。 杂交水稻的种植和应用,使我国水稻生产迈上了新的台阶。

►1987年,袁隆平提出发展杂交水稻的战略目标,并指出杂种势利用与植株形态改良相结合,可成为我国培育超级杂交水稻的重要技术路线。

►1989年,国际水稻研究所等机构提出“超级稻”概念,启动超高产育种计划。

►1996年,我国农业部组织实施了“中国超级稻研究”项目,开展株型改良和杂种优势利用相结合的超级杂交稻研究。

► 随后,超级杂交稻产量水平不断取得突破,从400公斤(1995年)到700公斤(2000年)、800公斤(2004年)、900公斤(2011年)、1000公斤(2014年)。 年)高收益目标。 截至2015年,我国已命名超级杂交水稻新品种80多个。 大规模示范试验单位面积产量一般可达600公斤/亩,比普通品种高50公斤/亩。 超级稻的培育和应用,使我国水稻生产迈上新台阶。

但从大面积层面来看,我国水稻产量增速较为缓慢。 近20年来平均亩产徘徊在420公斤左右,与“超级稻”品种所体现的高产潜力还有很大差距。 这主要是因为超级稻高产研究是一项系统工程,需要相应的高产栽培技术,并且需要比普通水稻生产更大的投资。 与此同时,以高产为主要目标的水稻生产逐步形成“以高投入换高产”的思路和方法,目前面临新的重大挑战:

❶ 化肥使用量急剧增加。 从1950年到2010年的60年间,我国化肥消耗量增长了100倍,而粮食产量仅增长了4.13倍。 氮肥消耗量比世界其他水稻主产国高75%左右,但利用效率却远低于其他国家。

❷ 每年病虫害发生严重。 稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱、螟虫等水稻主要病虫害,一般造成年产量损失15-30%。 病虫害的防治主要以化学农药为主。 喷洒大量农药增加了生产成本,并对生态环境产生一系列负面影响。

❸我国是一个水资源匮乏的国家。 农业用水量约占全国总用水量的70%,水稻用水量约占整个农业用水量的70%。 同时,由于不同生态稻区降雨分布不均、水资源丰沛,季节性干旱频发。 因此,“高投入、高消耗、低效率”的生产方式已经不适应当前资源节约型、环境友好型“两型农业”可持续发展的要求。

— 超高产育种与超级稻 —

超级稻和超高产育种并不能解决农作物生产与资源环境之间日益突出的矛盾。 因此,水稻育种目标和生产方式需要重大改变。

► 早在1998年,为了解决日益突出的农作物生产与环境资源之间的矛盾,李振生先生就主张农业研究领域的主要目标之一是为“第二次绿色革命”准备遗传资源。

► 2001年,农业部重大专项“参与全球水稻分子育种计划研究”正式启动。 希望利用水稻主产国丰富的品种资源,与当地优良推广品种进行大规模杂交,并与分子标记技术相结合,培育出一大批优良品种。 项目实施过程中,培育集抗病、抗虫、抗逆、营养高效、高产、优质于一体的“绿色超级稻”理念开始形成。

► 张启发等。 (2005)提出“绿色超级稻”的设想,要求培育新型“绿色超级稻”品种。 除了高产、优质外,还应具有抗重大病虫害的能力。 具有水资源和氮磷肥利用率高、抗旱能力显着增强等特点,最终实现水稻生产“少农药、少化肥、节水抗旱、优质高产”的目标。

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— 两型农业需要绿色超级稻 —

绿色超级稻的理念得到了国内外同行的积极响应和实践。 “绿色超级稻”已成为国内外水稻育种的新目标。 我国科技部将“新型绿色超级稻育种”作为现代农业技术领域重点(大)项目(2010-)资助。 “为非洲和亚洲资源匮乏地区创造绿色超级稻”国际合作项目由比尔及梅琳达·盖茨基金会资助(2008年至今)。 国内30多家水稻育种和科研院所正在开展绿色超级稻的研究工作,并建立了覆盖国内所有生态水稻种植区的分子育种合作网络。 国际上,已形成非洲、亚洲13个国家科研机构和国际水稻研究所等国际机构参与的绿色超级稻新品种选育和应用协作网络。

——来自“五省两增”的绿色超级稻——

目前,绿色超级稻培育取得了一系列进展和成果。 培育出50多个具有初步绿色性状(抗多种主要病虫害、节水抗旱、氮磷高效利用、优质高产等)的水稻新品种。 筛选出近70个适合不同水稻种植区的绿色性状优良品系; 一批绿色超级稻新品种与高效绿色种植模式相结合,如不移苗直接播种田间的“水稻直播”方式。 以及“一熟两熟”等模式,在不同生态区域进行了试验示范。 综合试验表明,绿色超级稻新品种结合绿色种植模式,可达到省工、省种子、省药、省水、省肥、增产增收的效果。 三年来,绿色超级稻示范推广面积累计超过6000万亩,生态效益和经济效益明显。

文/于思斌、熊寅、肖京华

本文来自《科学通报》