作者:黄辛 亚宁 来源:中国科学报 发布时间:2015/3/25 10:38:26
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节水抗旱稻走南闯北好“养活”

 张启发院士和罗利军(右)考察“旱优73”

■本报记者 黄辛 通讯员 亚宁

三月春来早,农田忙播种。上海市农业生物基因中心的科研人员正马不停蹄地走南闯北“撒稻种”——节水抗旱稻。由该中心主任、首席科学家罗利军领衔研发成功的节水抗旱稻,已在全国推广百万亩,并走向亚非贫水国家示范种植。

为此,罗利军获得2014年度国家技术发明奖二等奖。他长期从事水稻遗传的科学研究,成就突出,在国内外赢得广泛的赞誉。

当初,罗利军研究方向的重点是常规水稻,并在水稻杂种优势理论研究与利用、水稻重要性状相关基因定位与分子遗传基础研究、水稻遗传资源研究等方面取得了很多重要的学术成果。

从高产到节水抗旱的转型

以“超级稻”为代表的我国水稻“高产路线”,有力保障了国家的粮食安全。而罗利军团队另辟蹊径,从节水抗旱的角度入手,探索出一条与“高产”路线并行不悖的“绿色生态”路线。

从20世纪90年代起,我国超级稻研究如火如荼,罗利军选育出我国首个三系法亚种间杂交水稻“协优413”,被列于我国“七五”期间农业的重大成果之一。但这时他却在思考另一个问题:高产相应的是水和化肥、农药的高消耗,而我国水资源匮乏,且水稻种植地区70%以上为中低产田,水稻生产如能实现既高产优质又节水节能、污染减少,将更适合我国国情。

水稻,是一种离不开水的作物,这也是我国传统水稻种植的“主心骨”。上世纪末以来,我国水稻平均单产长期徘徊,一直未有实质性的突破——即使有良好栽培条件的高产超级稻,大面积生产也难实现稳定高产。其中,水是一大“紧箍咒”。

一组权威数据表明了我国的缺水现实:我国流域面积在100平方公里及以上的河流仅有2.3万条,比此前长期沿用的5万多条减少了一多半。我国又是农业大国,农业耗水量占全国总耗水量约70%,而水稻的用水量占整个农业耗水量的70%。

如果,水稻种植少用水该多好,不仅保护水资源,还能使得占我国稻田70%的缺水型中低产田焕发生机。

一望无际平坦的土地,本该是难得的良田沃土,却因为喜怒无常的千里淮河,成为平衡上下游水位差的泄洪区。汛期时,房屋、田地、作物全部泡在水中;无雨时,秧苗只能干涸着。由于特殊的地理环境,安徽阜南的广袤农田一直是中低产田。而这恰恰是我国大部分农田的缩影——我国4.3亿亩稻田中,仅有30%高产田。

于是,罗利军将研究的思路转向了节水抗旱稻。思路一转,茅塞顿开。经过长期系统地对水稻节水抗旱性的研究,我国南方第一个国家审定的旱稻品种“中旱3号”和世界上第一个旱稻不育系“沪旱1A”终于诞生,“杂交旱稻”在全球实现“零的突破”。

如今,罗利军主持育成的“旱优2号”和“旱优3号”两个杂交旱稻组合已在生产上大面积推广。它既节约用水——只需基本的生理用水,不必全生育期建立水层,每亩节水50%以上;又能粗放生长,免耕栽培、旱种旱管,在“望天田”(等天落雨的田)里也高产,亩产超过600公斤,产量优势毫不逊色于传统水稻。

为实现绿色超级稻迈出重要一步

稻田要高产,却要付出水的代价。为了养活天文数字般的人口,中国水稻产量一直在努力突破极限。由袁隆平院士育成的杂交水稻品种,每年增加300亿公斤粮食,多养活7000万人。不过,它越来越要求精耕细作:高水、高肥、高投入。

“水稻生产已经消耗了我国50%以上的淡水资源。”就是这个数字,深深刺痛了罗利军的心。

进安徽、走湖北、下广西、入浙江……节水抗旱稻走南闯北,在生产上显示了广阔的应用前景。与传统水稻相比,节水抗旱稻极具“节俭美德”,每亩节水超过400吨,节水量超过50%;又很好“养活”,适应免耕栽培、旱种旱管,能扎根工业抛荒地,在“望天田”里也高产,亩产超过600公斤,产量优势毫不逊色。

这与中科院院士、华中农业大学教授张启发的“绿色超级稻”蓝图颇为契合。

张启发一直担忧粮食生产与资源环境间的紧张关系:愈演愈烈的病虫害让不少水稻产区减产,而化学农药的滥用则让虫害愈演愈烈;长期过度施肥不仅使种田成本越来越高,还导致土壤退化。

围绕“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的16字“和谐方针”,2005年,以张启发为首的科研团队首次提出“绿色超级稻”计划。2010年,计划获准立项为国家“863”计划“十一五”重点项目。

“绿色超级稻项目”几乎汇集了国内水稻育种优势单位,研究人员或寻找、或破译水稻绿色性状的基因密码,希望可以用“剪刀+胶水”的方式分子育种,培育出集“和谐方针”于一身的完美水稻。

“传统的大田育种,跟着植株的优势性状走,费时长,还容易走弯路;‘绿色超级稻项目’拒绝转基因技术,运用现代分子育种能更有效率地选育新品种。”华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室肖景华博士说。

“上海节水抗旱稻在绿色超级稻的远大前程中,迈出了实实在在的第一步。”罗利军说。截至目前,“绿色超级稻项目”选育了7个具有“绿色性格”的新品种,其中有2个就出自上海节水抗旱稻家族。

在今年的国家科技奖励大会上,上海节水抗旱稻赢得含金量十足的技术发明奖二等奖。“我更认为这是对水稻种植绿色思路的一次肯定,节水抗旱稻终于可以和水稻一样在挑大梁了。”罗利军表示。

“绿色生态”稻走出中国

专家表示,节水抗旱稻的“绿色生态”之路,主要指向国内水稻种植中的资源和环境“瓶颈”,以及占据一定比例的中低产的“望天田”。

罗利军说,目前中国还有较大比例的中低产田,不少是天然灌溉条件差的“望天田”。综合起来看,节水抗旱是必定要走的一条“生态之路”。

目前,节水抗旱稻已育出籼型和粳型杂交稻等数十个新品种,其稻谷饱满,煮饭更香糯,达国标优质米二级。根据评估,种植节水抗旱稻较水田减少甲烷排放86.7%,节约水资源50%,大幅度减少面源污染,生态效益明显。

在节水抗旱稻的研究过程中,如何鉴定种质资源的抗旱性对于旱稻良种的选育至关重要,罗利军再次陷入思索。终于,他博采众长,在上海建立了国际一流的作物抗旱性研究专业设施及配套的科学评价方法——“土壤水分梯度鉴定法”,解决了历年来稻作节水抗旱研究抗旱性鉴定准确性不高的技术难题。

水稻生产是全国乃至世界性问题,孤军奋战,难成大器。如何内联外接是罗利军思考的第三个重要问题。

罗利军广泛参加国内外各种相关学术会议,阐述宣传节水抗旱稻理念与策略,主持成立了我国节水抗旱稻协作组。为进一步扩大节水抗旱稻研究的影响,罗利军更将视线投向了国外,先后两次获美国洛克菲勒基金资助,加入了“为非洲和亚洲资源贫瘠地区培育绿色超级稻”的国际合作项目,得到梅琳达-盖茨基金会的资助。如今,罗利军研究的节水抗旱稻已在亚洲、非洲星星点点,将要燎原。

“心怀绿色梦想,手握绿色种子,播种百万亩节水抗旱稻田。”这是罗利军给自己的承诺,最初的实践却力不从心。“因为,科学家的成果要转化应用,难以把握市场,极易失败。转卖给企业,就像嫁出去的女儿,后续技术更新很难‘指手画脚’。”

此时,一位熟稔农业技术投资的老同学和一位专业的职业经理人闯入了他的视线,三人碰撞出了“技术+投资+管理”的创业金三角,决定成立上海天谷生物科技股份有限公司,致力于培育和开发节水抗旱稻等绿色超级稻新品种(组合)及相关生物技术、产品。

既是办公司,就要完完全全按照经济规律办事。获得过国家科技进步奖一等奖、上海市科技进步奖一等奖等诸多响当当科技成果的罗利军提议,公司入股必须是真金白银到位,不存在技术股份、知识产权入股等。同时,整个研究团队全员入股,上到首席科学家,下到跑腿办事的新进大学生,都可以自愿出资入股“做掌柜”。

“每一项科研成果能署名的最多三五人,更多的参与者无从体现。在更艰难漫长的科技成果转化中,大家既是科技项目转化的推动者,又是分享成果的主人。”目前,天谷科技公司已成为高效运转的节水抗旱稻成果转化平台。

“要低头做事,更要抬头看天。”这是罗利军常说的一句话。罗利军低头做事的时候在脚踏实地辛勤工作,他抬头看天的时候则在总揽全局思考前进的方向。“三思而后行”,这是罗利军科研道路上的成功真谛。

《中国科学报》 (2015-03-25 第6版 科研)
 
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2015/3/28 21:10:10 meaglexf
节水抗旱,路还有很远。现在的研究,都是给了特定的条件,与自然遇到的干旱完全不一样。干旱出现的时期,不会像做实验一样,在某一个特定时期不浇水,或是少浇水。希望搞这些研究,要实在一点,不要时常搞些花样,搞点新闻,然后...
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