中國引以為豪的科學家

　　感謝袁隆平院士為我們做出的巨大貢獻！

　　雜交水稻（hybrid rice）指選用兩個在遺傳上有一定差異，同時它們的優(yōu)良性狀又能互補的水稻品種進行雜交，生產(chǎn)具有雜種優(yōu)勢的第一代雜交種，就是雜交水稻。一般雜交水稻僅指由兩個遺傳背景相同的不育系和恢復系雜交后形成的第一代雜交種。大面積推廣的雜交水稻主要是利用水稻雄性不育系作為遺傳工具。中國是世界上第一個成功研發(fā)和推廣雜交水稻的國家。雜交水稻具有個體高度雜合性，雜種后代出現(xiàn)性狀分離，故需年年制種。和雜交水稻相對應的是常規(guī)水稻。[1]

　　2019年10月21日至22日，第三代雜交水稻在HUN省HY市衡南縣清竹村進行首次公開測試，畝產(chǎn)1046.3公斤。第三代雜交水稻技術是以遺傳工程雄性不育系為遺傳工具，它讓所有的水稻，在理論上都能找到適合自己的“另一半”，并產(chǎn)生優(yōu)良后代。[2]

　　2020年11月2日，在HUN省HY市衡南縣清竹村進行的袁隆平領銜的雜交水稻雙季測產(chǎn)達到了畝產(chǎn)1530.76公斤[3]。

　　研究歷史

　　雜交水稻的基本思想和技術，以及首次成功的實現(xiàn)是由美國人Henry Beache在1963年于印度尼西亞完成的，Henry Beache也被學術界某些人稱為雜交水稻之父，并由此獲得1996年的世界糧食獎。由于Henry Beache的設想和方案存在著某些缺陷，無法進行大規(guī)模的推廣。

　　后來日本人提出了三系選育法來培育雜交水稻，提出可以尋找合適的野生的雄性不育株來作為培育雜交水稻的基礎。雖然經(jīng)過多年努力日本人找到了野生的雄性不育株，但是效果不是很好；另外日本人還提出了一系列的水稻育種新方法，比如趕粉等，但是最后由于種種原因沒法完成雜交水稻的產(chǎn)業(yè)化。袁隆平于1971年2月調(diào)到HUN省農(nóng)業(yè)科學院專門從事雜交水稻研究工作。1973年，以他為首的科技攻關組完成了三系配套并成功培育雜交水稻，實現(xiàn)了雜交水稻的歷史性突破。1984年6月成立了全國性的雜交水稻專門研究機構(gòu)——湖南雜交水稻研究中心，后又成立國家雜交水稻工程技術研究中心，均由袁隆平任中心主任[1]。1986年提出“兩系法亞種間雜種優(yōu)勢利用”的發(fā)展觀點，經(jīng)6年艱難攻關，與研究人員成功地突破了兩系雜交稻關鍵技術并推廣應用，取得了良好的增產(chǎn)效果。1997年提出“雜交水稻超高產(chǎn)育種”的技術路線，在國際上引起高度重視。在他的率領下，先后于2000年、2004年和2011年實現(xiàn)了超級稻畝產(chǎn)700公斤、800公斤和900公斤的第一期、第二期、第三期目標，畝產(chǎn)1000公斤的第四期目標也于2014年10月實現(xiàn)歷史性突破，為進一步大面積、大幅度提高水稻產(chǎn)量奠定了基礎。1995年他當選為中國工程院院士。被稱為雜交水稻之父。[4中國發(fā)明的雜交水稻，除國內(nèi)發(fā)展迅速外，在國外，已有越南、印度尼西亞、菲律賓和美國在大面積生產(chǎn)上應用，并取得了顯著的增產(chǎn)效果。

　　相關技術

　　隨著雜交水稻的應用推廣，使單位面積產(chǎn)量得到提高并減少用種量；雜交水稻直播栽培技術就是省去傳統(tǒng)的水稻栽培育秧過程，把經(jīng)過浸種、催芽的稻種直接播到大田中，加以管理，使之成秧、分蘗一直到成熟的一種簡化栽培方法栽培技術

　　（1）整地。生產(chǎn)上要嚴格按照要求精細整地，做到畦面平整無雜草、排灌順暢、不積水。并按畦寬4～6m開挖一條寬為0.6m、深0.1m的溝。

　　雜交水稻稻田

　　（2）適時早播。合理安排播種期是保證水稻直播栽培全苗和安全齊穗的關鍵措施。

　?。?）選種。選用高產(chǎn)抗病優(yōu)質(zhì)良種，可以提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益。做好種子消毒和催芽工作，可減少病蟲害的發(fā)生。

　?。?）浸種。一般浸種12~18h后不經(jīng)催芽直接播種、濕潤育秧為佳。

　?。?）催芽。催芽過程應掌握適宜的溫度、適當?shù)乃趾瓦m時換氣。水稻種子發(fā)芽最適宜溫度是30~35℃，超過45℃時就會引起“燒芽”，80%以上種子破胸后即可播種。

　　（6）疏播勻播。直播栽培是將種子直接播入大田，播種量常規(guī)稻種子為37.5kg/hm2，雜交稻種子18.75kg/hm2，一般比正常育苗增加15%～20%的用種量。播種要均勻，播后要埋芽，可用木板輕踏使谷芽入土，同時做好防鳥鼠害工作。[5]

　　施肥技術

　　（1）施足基肥。由于直播栽培從幼苗開始就直接在大田生長，因此施足基肥對直播栽培獲得高產(chǎn)更為重要。

　?。?）分次追肥。直播稻施肥應遵循“少吃多餐，追肥要勤，每次用量要少”的原則。分5次追肥，第1次追提苗肥；第2次追分蘗肥；第3次追拔節(jié)肥；第4次追穗肥；第5次追揚花肥。

　?。?）鉀肥施用技術。根據(jù)土壤特性施用。對缺鉀嚴重的土壤，施用鉀肥效果顯著。鉀肥要與氮、磷配合使用。只有在三要素合理搭配的前提下，增施鉀肥才能充分發(fā)揮其增產(chǎn)效果。[5]

　　栽培技術

　?。?）整地。生產(chǎn)上要嚴格按照要求精細整地，做到畦面平整無雜草、排灌順暢、不積水。并按畦寬4～6m開挖一條寬為0.6m、深0.1m的溝。

　　雜交水稻稻田

　?。?）適時早播。合理安排播種期是保證水稻直播栽培全苗和安全齊穗的關鍵措施。

　　（3）選種。選用高產(chǎn)抗病優(yōu)質(zhì)良種，可以提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益。做好種子消毒和催芽工作，可減少病蟲害的發(fā)生。

　　（4）浸種。一般浸種12~18h后不經(jīng)催芽直接播種、濕潤育秧為佳。

　?。?）催芽。催芽過程應掌握適宜的溫度、適當?shù)乃趾瓦m時換氣。水稻種子發(fā)芽最適宜溫度是30~35℃，超過45℃時就會引起“燒芽”，80%以上種子破胸后即可播種。

　　（6）疏播勻播。直播栽培是將種子直接播入大田，播種量常規(guī)稻種子為37.5kg/hm2，雜交稻種子18.75kg/hm2，一般比正常育苗增加15%～20%的用種量。播種要均勻，播后要埋芽，可用木板輕踏使谷芽入土，同時做好防鳥鼠害工作。[5]

　　施肥技術

　?。?）施足基肥。由于直播栽培從幼苗開始就直接在大田生長，因此施足基肥對直播栽培獲得高產(chǎn)更為重要。

　?。?）分次追肥。直播稻施肥應遵循“少吃多餐，追肥要勤，每次用量要少”的原則。分5次追肥，第1次追提苗肥；第2次追分蘗肥；第3次追拔節(jié)肥；第4次追穗肥；第5次追揚花肥。

　?。?）鉀肥施用技術。根據(jù)土壤特性施用。對缺鉀嚴重的土壤，施用鉀肥效果顯著。鉀肥要與氮、磷配合使用。只有在三要素合理搭配的前提下，增施鉀肥才能充分發(fā)揮其增產(chǎn)效果。[5]

　　研究概述

　　兩系法雜交稻研究

　　與三系法雜交水稻相比，兩系法雜交水稻的優(yōu)點是配組自由、育種程序簡化、育種周期縮短、不育系多樣化，缺點是不育系繁殖和組合制種受到時空條件的限制。在1987年兩系法雜交水稻研究列入國家“863”計劃和袁隆平發(fā)表“雜交水稻育種的戰(zhàn)略設想”以后，兩系法雜交水稻的育種在全國廣泛展開。1988年第一個進入生產(chǎn)性實驗的兩系雜交粳稻組合是N5047S/R9-1，到2000年全國通過省級和地市級審定的兩系法雜交稻品種只有27個，累計推廣面積在300萬公頃左右，是一個發(fā)展比較慢的時期。2001年以兩優(yōu)培九為代表的4個兩系法雜交水稻品種通過國家審定以后，兩系法雜交水稻進入快速發(fā)展的時期。到2015年，通過國家審定的兩系法雜交水稻135個、通過省級審定的兩系法雜交稻品種816個（次）。[6]1996年推廣面積18.05萬公頃，占雜交水稻種植面積的0.92%，到2013年推廣面積發(fā)展到544.04萬公頃，占雜交水稻種植面積的33.59%，18年間兩系雜交稻面積擴大了30倍。其中推廣面積最大的組合是兩優(yōu)培九（培矮64S/9311），累計推廣面積超過800萬公頃。全國20個水稻種植省市，都有兩系雜交水稻種植，主要是秈型兩系雜交稻，年推廣面積超過100萬公頃的有湖南、湖北、安徽三省，其中安徽和湖北，兩系雜交稻面積已經(jīng)超過三系雜交稻面積。

　　超級雜交稻研究

　　1996年農(nóng)業(yè)部正式立項中國超級稻育種計劃，以期為滿足我國日益增長的糧食需求目標服務。1997年，袁隆平提出“形態(tài)改良與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合”的雜交水稻超高產(chǎn)育種技術路線，成為中國超級雜交稻育種的靈魂思想。在該技術路線指引下，各個時期的超級雜交稻育種目標陸續(xù)實現(xiàn)。其中，先鋒品種兩優(yōu)培九于2000年實現(xiàn)第1期超級雜交稻產(chǎn)量目標，累計推廣超過700萬公頃；第2期超級雜交稻產(chǎn)量目標于2004年實現(xiàn)，其代表品種Y兩優(yōu)1號自2010年以來即成為我國年推廣面積最大的雜交水稻品種，累計推廣已達400萬公頃；2011年，Y兩優(yōu)2號百畝連片平均畝產(chǎn)達926.6kg（13.9t/hm2），實現(xiàn)了第3期超級雜交稻單產(chǎn)13.5t/hm2的目標；2014年，第4期超級雜交稻代表品種Y兩優(yōu)900創(chuàng)造百畝連片平均畝產(chǎn)1026.7kg（15.4t/hm2）的高產(chǎn)新紀錄，兩倍于中國水稻的平均產(chǎn)量。迄今為止，國家農(nóng)業(yè)部已認定了125個超級稻品種，累計推廣面積達7000萬公頃。然而，隨著人口不斷增加、耕地面積顯著減少以及環(huán)境的持續(xù)惡化，進一步提高水稻產(chǎn)量潛力以及在不同生態(tài)環(huán)境下的多抗性和適應性仍然是超級雜交稻育種的主要挑戰(zhàn)。[7]

　　第三代雜交水稻

　　2019年10月21日至22日，第三代雜交水稻在HUN省HY市衡南縣清竹村進行首次公開測試，畝產(chǎn)1046.3公斤。[2]

　　第三代雜交水稻技術是以遺傳工程雄性不育系為遺傳工具，它讓所有的水稻，在理論上都能找到適合自己的“另一半”，并產(chǎn)生優(yōu)良后代。第三代雜交水稻不僅兼有三系不育系育性穩(wěn)定和兩系不育系配組自由的優(yōu)點，同時還克服了三系不育系配組受限，兩系不育系可能因天氣原因?qū)е轮品N失敗和繁殖產(chǎn)量低的缺點，在任何地區(qū)任何時候都是穩(wěn)定不育的，且制種和繁殖都非常簡便。[2]

　　湖南雜交水稻研究中心研究員、第三代雜交水稻項目主持人李新奇表示，縮短農(nóng)民的生產(chǎn)田和科學家的試驗田之間的產(chǎn)量差距，是能否得到廣泛推廣的關鍵因素之一?！拔覈壳八酒骄€產(chǎn)在500公斤左右，普通農(nóng)民在一般條件下種植一些優(yōu)秀的第二代雜交水稻品種可以達到600到700公斤的畝產(chǎn)，但在同樣種植條件和環(huán)境下，第三代雜交水稻的畝產(chǎn)可以達到800公斤?！盵2]

　　2020年11月2日，在HUN省HY市衡南縣清竹村進行的袁隆平領銜的雜交水稻雙季測產(chǎn)達到了畝產(chǎn)1530.76公斤，其中早稻619.06公斤、第三代雜交水稻晚稻品種“叁優(yōu)一號”911.7公斤，超過了1500公斤的預期目標[3]。

　　再次致敬功勛人物：袁隆平院士