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水稻育种接力60年 一粒种子帮国人告别饥饿

2019-08-12 10:03:47来源:新京报作者:新京报编辑:bianji2
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  2018年,中国粮食总产量达到13158亿斤,连续7年稳定在1.2万亿斤以上,属于丰收年景。在当下,吃饱饭已经成为一种理所当然,年轻人也已少有饥饿的记忆。
  但事实上,中国的粮食生产能力的基础并不稳固,产品结构不尽合理,农民种粮、地方抓粮的积极性不高,而且面临着耕地流失、粮食进口增加等问题。
  中央农村工作领导小组办公室秘书局副局长祝卫东曾公开指出,中国粮食供给总量充裕,但粮食安全形势并非高枕无忧。
  从2004年开始,中国从粮食净出口国变成了净进口国。随着人口增加和消费结构升级,粮食等主要农产品需求仍处在上升通道,保障粮食供给的压力依然很大。
  对此,习近平总书记也多次强调,“要牢记历史,在吃饭问题上不能得健忘症,不能好了伤疤忘了疼”,“中国人要把饭碗端在自己手里,而且要装自己的粮食”。
  57岁的彭既明头上戴着草帽,脚上踩着黑色胶鞋,在初夏的稻田里,脸被晒得通红。
  过去,那是一片因为海水倒灌早已撂荒的盐碱地,几乎寸草不生。现在,在彭既明等人的努力下,盐碱地里长起了翠绿的庄稼苗。
  彭既明并非普通农民,而是国家水稻产业技术体系育种与繁育研究室的岗位专家组成员,是中国杂交水稻之父袁隆平的学生。他至今记得儿时吃不饱饭的情形:一个中午,他带着饿到不行的弟弟,在地里找到了一个青南瓜。
  1949年至今,中国仅用世界上7%的耕地养活了世界上20%左右的人口,粮食安全始终是头等大事。而中国60%以上的人口以水稻为主粮,水稻育种与保障国家粮食安全密切相关。
  在耕地面积持续减少的趋势下,一些水稻育种专家将目光投向了中国近5亿亩盐碱地中可开发利用的2亿亩,投向了海水稻。继杂交水稻、超级稻之后,他们希望耐盐碱水稻能够实现量产,从试验田走入市场,成为“藏粮于地”国家战略的最新注脚。
  盐碱地里长水稻
  一眼看去,青岛市上马街道桃源河畔一片上百亩的土地,一片荒芜。5月间刚刚下过一场暴雨,地上还是光秃秃的,看不到多少绿色。
  但走到近处就会发现,地里的土壤呈棕色或褐色,翻耕过的地里留有不少去年水稻收割后的秸秆。每块地的地头都竖着一块显眼的指示牌。1号试验田的牌子上写着:耐盐碱水稻筛选试验区??6‰实验组-1。
  这里是青岛市城阳区与青岛海水稻研发中心(下称“海水稻中心”)合作建立的盐碱地稻作改良示范基地。海水稻中心的法定代表人、首席科学家,正是彭既明等人的老师??中国着名的水稻育种专家袁隆平。
  根据海水稻中心提供的资料,整个桃源河畔的滨海盐碱地共有1.38万亩,均被纳入改良示范基地范围。过去,这片盐碱地的土壤含盐度最高可达9‰,基本失去了种植农作物的能力。现在通过土壤改良,盐碱地上重新长出了庄稼。
  “说是海水稻,其实应该叫耐盐碱水稻。海水稻只是一种通俗的叫法。”海水稻中心副主任张国栋说,他们是在野生耐盐碱水稻的基础上进行研究,培育出能在盐碱地里正常生长的水稻品种。
  试验田牌子上的6‰,是指用含盐6‰的咸水直接灌溉。因为中国的地表径流中,有很多含盐度在2‰-6‰的边际水,在传统农业中无法使用。而海水稻有望利用这些边际水,实现大规模农业生产。
  今年,青岛的海水稻插秧比往年晚了一些。5月17日一场暴雨过后,天气才慢慢热起来,海水稻中心的工作人员也进入了一年中最忙碌的季节。
  青岛市李沧区白泥地的海水稻中心的育秧田里,4月播种的海水稻秧苗已经长成葱绿的一片,看上去和普通秧苗没什么区别。4名工作人员头戴遮阳帽,穿着沾有黄泥的白大褂,踩着胶鞋,正将一株株秧苗从育秧田向试验田移植,后者的垄沟里灌满了浓度为3‰或6‰的咸水。
  刚被插进地里,成群的麻雀就寻着香味飞了过来。一名工作人员说,经过大约130天的生长,这些秧苗就能孕育出下一代海水稻种子
  摆脱饥饿
  在中国,粮食安全是最基本的民生问题。1936年四川大饥荒、1942年河南的大饥荒、1959-1961年间的全民饥饿都给国人留下了深刻记忆。
  出生于1930年的袁隆平也经历过这样的饥饿。彭既明记得袁隆平常讲的一句话,大意是没粮食的时候,两个金元宝也买不到一个馒头。“老师是见过饿死人的,那种经历太痛苦。”
  为了提高粮食产量,袁隆平尝试过西红柿嫁接马铃薯,却没有成功;想过研究小麦、红薯,但感觉前途渺茫。最终,他决心研究能让大家填饱肚子的水稻,认定水稻中的一些杂交组合是提高产量的重要途径。
  1966年,袁隆平的论文《水稻的雄性不孕性》拉开了中国杂交水稻研究的序幕。7年后,他和助手李必湖育成三系杂交水稻,将水稻亩产量由300公斤提升至500公斤以上。又过了三年,三系杂交水稻在全国大面积推广,当年就种植208万亩,累计增稻谷2.5亿吨以上。
  “但三系法程序复杂,制种环节多,成本高,选到优良组合的几率比较低。所以从1986年开始,袁老师又开始研究两系法。”青岛海水稻研发中心副主任李继明说,自1995年起,两系杂交水稻大面积生产应用,到2000年时,全国累计推广面积5000万亩,平均产量比三系增长了5%-10%。
  不过,杂交水稻的研究过程中并非一帆风顺。1994年元旦,湖南某大学的一名教授完成了“玉米稻”研究,把玉米的基因转接到水稻上,利用玉米光能利用效率高的特性,提高水稻单产,袁隆平对这项技术十分认可。
  但因为相关单位违规操作,玉米种子没经过大田试验,就进入市场卖给了农民,一向低调的袁隆平急了,担心盲目推广玉米稻会让农民产生大规模经济损失。当时还是湖南省政协副主席的他,向湖南省农业厅和湖南日报反映了这个问题,直言不讳地表达了自己的反对。
  1994年的秋天异常寒冷,湖南全省秋收作物减产。湘北农民栽种的玉米稻也没能幸免,数千户农民集体索赔。“但是因为玉米稻没有通过品种审定就流向市场,属于违规操作,所以农民的损失得不到法律保护,有苦难言。”李继明说。
  南繁北育
  56岁的李继明是从1989年开始研究水稻的。育种学家到了他这一代,面临的问题是推广杂交水稻、研发超级稻。
  上世纪80年代,日本最先提出超级稻概念,之后,全球水稻研究的权威机构国际水稻研究所也开展了类似研究。但由于结实率低、米质差、适应性不理想等原因,超级稻一直未能大面积应用。1996年,原农业部正式启动了“中国超级杂交稻育种计划”。
  与媒体上各种“丰产”“破纪录”的报道不同,在李继明眼里,水稻育种是个漫长枯燥的过程。通常情况下,培育一个水稻品种要一代代杂交、一代代筛选,平均经过5-8代。
  为了缩短培育时间,从上世纪60年代起,育种人员便在一年可种三季水稻的海南三亚建起了南繁基地,取育种过程“南繁北育”之意。每年十一二月,他们结束了北方水稻培育后,便马不停蹄地赶到三亚,利用这里得天独厚的气候,再繁育一季水稻。来年三四月间,当内地还被春寒笼罩时,南繁基地的水稻已经抽穗开花,在这里收获的种子又将被带回北方,下地播种。
  在李继明的记忆里,上世纪90年代,他每年都是揣着腊肉去南繁基地的,从长沙到三亚要先坐绿皮火车到广东,再坐船过海,路上需要四五天。返程时,他会带着沉甸甸的水稻种子,由于初夏时节车厢里十分闷热,回到长沙时,种子已被自然烘干。
  在三亚南繁基地,育种的水田不通公路,育种人员要骑着三轮车,载着上百斤肥料、农药在租住的宿舍和农田间往返。那里的日头毒,冬天也很晒,一群人每天都要赶在清早出门下到地里,中午回宿舍躲躲太阳,下午两三点后再接着开工。
  “而且三亚的老鼠、麻雀特别多。”海水稻中心的顾晓振说,他们放在田里的稻草人,没几天麻雀就不怕了,每到水稻成熟期,稻田上全是一面一面的防鸟网。老鼠也很厉害,连水稻的根茎都啃。
  2000年、2004年,袁隆平领衔的科研团队先后实现了超级杂交稻第一期亩产700公斤、第二期800公斤的攻关目标。2011年,第三期亩产突破900公斤。袁隆平曾说,“如果第三期杂交稻推广1.5亿亩,可以多养活7000万人口,相当于多养活一个湖南省。”
  “藏粮于地”的新思路
  超级稻亩产突破1000公斤大关后,单产提高之路还在继续,但难度已越来越大。一些科研人员将目光投向了原本不产粮的盐碱地,希望从这里开辟一条“藏粮于地”的新思路。
  公开资料显示,中国的盐碱地总面积超过5亿亩,位列世界第三。它们分布在西北、东北、华北及滨海地区在内的17个省份,其中具有农业发展潜力的达到3亿亩。
  在南方,广东湛江人陈日胜已对海水稻钻研了30多年。
  在湛江遂溪的虎头坡海水稻种植基地,一百多个海水稻品种茁壮生长。和普通稻谷相比,成熟的海水稻高度超过两米,比人还高。人们常见大米是白色,而海水稻是深红色。
  陈日胜是从1987年开始研究海水稻的。当年,他在虎头坡村租下13.3公顷临海滩涂,利用在海边芦苇丛中发现的一株野生耐盐碱水稻培育稻种,屡败屡战。
  “早些年种海水稻的试验田,到了收割期,一亩地只有47株耐盐碱水稻活下来了。”陈日胜忆起当年的场景,说那些雇来施肥除草的村民地里看到绝收了,发工资的时候都不敢领钱。
  直到1991年,海水稻品种“海稻86”终于定型,10个株系收获了3.8公斤稻种。陈日胜说,自己研发的海水稻抗倒伏性比较好,抗涝,“因为广东台风多,普通水稻被水淹没一周左右就会倒伏、严重减产。但海水稻不怕台风,受到的影响不大。”
  后来,“海稻86”的种子被带到广东、山东、黑龙江、内蒙古等地继续试验,成为海水稻的“火种”。
  在北方,2017年时,袁隆平的研究团队也对耐盐碱水稻发生了兴趣。那一年,袁隆平作为法定代表人和首席科学家,成立了青岛海水稻研究发展中心有限公司,希望将始终处于试验田阶段的耐盐碱水稻推向普通农户的田间地头,推向市场。
  6月3日,位于塔克拉玛干沙漠西缘的新疆岳普湖县,青岛海水稻研发中心和当地县农业局合作开展了第二次种植试验,种植面积从去年的80亩扩大到300亩。
  去年,青岛海水稻研发中心新疆项目负责人鲁延付刚到这里时,试验田还是盐碱地,寸草不生白茫茫的一片。
  资料显示,岳普湖县的土壤含盐量约在17‰,超过9成的耕地属于盐渍化土。海水稻中心盐碱地稻作改良处处长吴占勇说,他们特意把试验田选在了岳普湖,“一旦这里试种成功,在其他干旱、半干旱类型的盐碱地上就都可以推广种植了。”
  为了搞定这块盐碱地,37岁的鲁延付带着4名“90后”从山东来到几千公里外的新疆。3月的种植季一到,他们每天早上都要从县城出发,开车到50公里外的试验田待上一整天。午饭通常是早晨出门时揣上的几个馕。
  岳普湖县没有种植水稻的传统,当地人常吃的手抓饭,用的也是外地买来的大米。不产大米的地方,自然没人知道怎么种植水稻。鲁延付想雇佣当地人帮忙插秧、操作机器,还要先进行最基础的培训。
  好在工夫没有白费。2018年10月,岳普湖县试验田海水稻实测亩产549.63公斤,超出了袁隆平最初设定的亩产300公斤目标。袁隆平现在的规划是,8年内,海水稻可以发展到1亿亩,产出300亿公斤粮食,多养活8000万人口。
  亲历者说
  饿过才知道粮食多重要
  我叫陈日胜,研究了多年海水稻。我是1962年生人,母亲跟我讲,怀我的时候坐月子一天就二两米、一条小咸鱼,所以我现在身体都很差,主要是因为那时候营养跟不上。
  我出生后,家里七口人。小时候,全家人一年最多也才分两三百斤谷子,相当于现在一个人一年的口粮,所以每次做饭的时候都是精打细算。全家吃饭时,地瓜菜叶米饭混在一起,纯白米饭过年的时候才有的吃。像我读高中的时候,如果能够吃饱一顿饭,那就是最大的幸福。
  我有一个朋友,1958年的时候,他父亲把家里的粮票给他带去读大学,家里没有粮食,自己饿死了。跟我说这个的时候,他眼泪一下子就掉下来了,他说他父亲的身体本来是很好的。
  我后来上学,想着将来可以自己种果树,就选了林果专业。1979年我读书的时候才知道,当时,中国平均每人每年才能享用六两水果,日本则是8斤。
  上世纪80年代,大家都跑工厂里去上班,地很便宜。我花了2万多块,租了900多亩地搞了一个果园,同时也养猪养鸡,挣了一些钱。后来我研究海水稻,不是在体制内做研究,都是靠自己花钱。
  有人问我,为什么要做这个不赚钱的研究?你要是经历过饿肚子的时候,你就懂了。现在生活条件好了,大家不用为吃饭发愁。但是我们这个年纪,知道挨饿的滋味,对于粮食真的是有执念。
  ■ 同题问答
  新中国成立70周年最大的变化和进步是什么?
  彭既明(国家水稻产业技术体系育种与繁育研究室岗位专家):
  我看到了水稻育种几次比较大的变化。第一次是1956年,育种家黄耀祥先生培育出第一个矮秆籼稻品种“广场矮”,水稻亩产提高了近45%。第二次是袁隆平老师研发成功三系杂交水稻,并大面积推广,平均产量比一般普通良种增产20%左右。
  现在,我们希望做出真正符合水稻育种第三次绿色革命的成果,还要继续努力。
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