超級雜交水稻

超級雜交水稻

單子葉植物綱禾本目植物
超級稻從廣義來說,是在各個主要性狀方面如産量、米質、抗性等均顯着超過現有品種(組合)的水平;從狹義來說,是指在抗性和米質與對照品種(組合)相仿的基礎上,産量有大幅度提高的新品種(組合)。2011年9月19日下午,雜交水稻之父袁隆平院士指導的超級稻第三期目标畝産900公斤高産攻關獲得成功,其隆回縣百畝試驗田畝産達到926.6公斤。2014年10月10日,農業部通報,由袁隆平院士領銜的第四期超級稻百畝方畝産超過1000公斤,創造了1026.7公斤的新紀錄。
    中文名:超級雜交水稻 拉丁學名: 别名: 界:植物界 亞界: 總門: 門:被子植物門(Angiospermae) 亞門: 綱:單子葉植物綱(Monocotyledoneae) 亞綱: 超目: 目:禾本目(Poales) 亞目: 科:禾本科(Poaceae;Gramineae) 亞科:禾亞科(Agrostidoideae) 族: 亞族: 屬:稻屬 亞屬: 組: 亞組: 種: 亞種: 變種: 品種: 分布區域:中國 命名者及年代: 保護級别: 實現時間:2012年9月24日 育種方法:三系法

研究曆程

水稻超高産育種,是近20多年來不少國家和研究單位的重點項目。日本率先于1981年開展了水稻超高産育種,計劃在15年内把水稻的産量提高50%。國際水稻研究所1989年啟動了“超級稻”育種計劃,要求2000年育成産量比當時最高品種高20%-25%的超級稻。但他們的計劃至今未實現。

1960年袁隆平從一些學報上獲悉雜交高粱、雜交玉米、無籽西瓜等,都已廣泛應用于國内外生産中。這使袁隆平認識到:遺傳學家孟德爾、摩爾根及其追随者們提出的基因分離、自由組合和連鎖互換等規律對作物育種有着非常重要的意義。于是,袁隆平跳出了無性雜交學說圈,開始進行水稻的有性雜交試驗。

1960年7月,他在早稻常規品種試驗田裡,發現了一株與衆不同的水稻植株。

從1964年發現“天然雄性不育株”算起,袁隆平和助手們整整花了6年時間,先後用1000多個品種,做了3000多個雜交組合,仍然沒有培育出不育株率和不育度都達到100%的不育系來。袁隆平總結了6年來的經驗教訓,并根據自己觀察到的不育現象,認識到必須跳出栽培稻的小圈子,重新選用親本材料,提出利用“遠緣的野生稻與栽培稻雜交”的新設想。

在這一思想指導下,袁隆平帶領助手李必湖于1970年11月23日在海南島的普通野生稻群落中,發現一株雄花敗育株,并用廣場矮、京引66等品種測交,發現其對野敗不育株有保持能力,這就為培育水稻不育系和随後的“三系”配套打開了突破口,給雜交稻研究帶來了新的轉機。

是将“野敗”這一珍貴材料封閉起來,自己關起門來研究,還是發動更多的科技人員協作攻關呢?在這個重大的原則問題上,袁隆平毫不含糊、毫無保留地及時向全國育種專家和技術人員通報了他們的最新發現,并慷慨地把曆盡艱辛才發現的“野敗”奉獻出來,分送給有關單位進行研究,協作攻克“三系”配套關。

1972年,農業部把雜交稻列為全國重點科研項目,組成了全國範圍的攻關協作網。1973年,廣大科技人員在突破“不育系”和“保持系”的基礎上,選用1000多個品種進行測交篩選,找到了1000多個具有恢複能力的品種。張先程、袁隆平等率先找到了一批以IR24為代表的優勢強、花粉量大、恢複度在90%以上的“恢複系”。

1973年10月,袁隆平發表了題為《利用野敗選育三系的進展》的論文,正式宣告我國籼型雜交水稻“三系”配套成功。這是我國水稻育種的一個重大突破。緊接着,他和同事們又相繼攻克了雜種“優勢關”和“制種關”,為水稻雜種優勢利用鋪平了道路。其實,袁隆平早有此慮。

早在1986年,就在其論文《雜交水稻的育種戰略》中提出将雜交稻的育種從選育方法上分為三系法、兩系法和一系法三個發展階段,即育種程序朝着由繁至簡且效率越來越高的方向發展;從雜種優勢水平的利用上分為品種間、亞種間和遠緣雜種優勢的利用三個發展階段,即優勢利用朝着越來越強的方向發展。根據這一設想,雜交水稻每進入一個新階段都是一次新突破,都将把水稻産量推向一個更高的水平。

1995年8月,袁隆平鄭重宣布:我國曆經9年的兩系法雜交水稻研究已取得突破性進展,可以在生産上大面積推廣。正如袁隆平在育種戰略上所設想的,兩系法雜交水稻确實表現出更好的增産效果,普遍比同期的三系雜交稻每公頃增産750-1500公斤,且米質有了較大的提高。

至今,在生産示範中,全國已累計種植兩系雜交水稻1800餘萬畝。目前,國家“863”計劃已将培矮系列組合作為兩系法雜交水稻先鋒組合,加大力度在全國推廣。

1996年,農業部立項中國超級稻育種計劃,其中一季雜交稻的産量指标為,第一期(1996-2000年)畝産700公斤,第二期(2001-2005年)畝産800公斤。

1998年8月,袁隆平又向新的制高點發起沖擊。他向朱總理提出選育超級雜交水稻的研究課題。朱總理聞訊後非常高興,當即劃撥1000萬元予以支持。袁隆平為此深受鼓舞。在海南三亞農場基地,袁隆平率領着一支由全國十多個省、區成員單位參加的協作攻關大軍,日夜奮戰,攻克了兩系法雜交水稻難關。

經過近一年的艱苦努力,超級雜交稻在小面積試種獲得成功,畝産達到800公斤,并在西南農業大學等地引種成功。目前,超級雜交稻正走向大面積試種推廣中。

特征

超級稻品種都具有分蘖适中、劍葉挺直、植株矮中求高、莖稈堅韌抗倒、穗大粒多的形态特征。同時,具有光合效率高、根系活力強、源庫流協調的生理機能,具有高産、優質、抗逆、抗病性狀聚合的遺傳基礎。

但超級稻不等同一般雜交稻。雜交稻是指選兩個遺傳基因有一定差異,同時它們的優良性狀又能互補的水稻品種進行雜交,生長具有明顯優勢的第一代水稻。

優勢

品種優勢

品種組合Y2優8188屬兩系廣适型優質超高産新組合,系國家雜交水稻工程技術研究中心和湖南奧譜隆種業科技有限公司聯合攻關,采取兩用光溫敏核不育系Y58S為母本,與含籼粳交和籼爪交複合血緣的重穗密粒型強優勢恢複系奧R8188配育成,品種具“中大穗、粒多、粒重”三重優勢。

技術優勢

超級雜交水稻通過形态改良和利用亞種間雜種優勢相結合的技術路線來提高産量,稻不會改變水稻的原有結構;不會引起水稻的病變。在1997年袁隆平提出雜種優勢利用與形态改良相結合的培育超級雜交稻技術路線:"所謂形态改良,就是要一個像一個人一樣好的體型;所謂雜種優勢,就是不能虛胖,要體力充沛。

培育方法

育種方法是利用雜種優勢,選擇優良親本,用三系法(不育系,自交系,恢複系)或者後來衍生出的兩系法和一系法得到雜種一代,由于雜種優勢,這一代可能比上代的産量,品質都更好。當然,此培育過程,要對親本以及後代都要經過嚴格的篩選。

争議事件

2013年,中國實際水稻平均畝産量僅為447.8公斤,與1000公斤的試驗水平相去甚遠。在安徽,隆平高科的超級稻出現大面積絕收。

超級稻“Y兩優900”經專家組驗收,平均畝産1026.7公斤,創造了最新的水稻畝産世界紀錄。這天是2014年10月10日。當時84歲的袁隆平站在湖南省紅星村超級稻基地的稻田裡宣布:“這标志着我國雜交水稻技術研究遙遙領先世界。”

安徽省種子管理總站的調查結果顯示,2014年10月,安徽蚌埠、安慶、合肥、滁州、馬鞍山、淮南等六市種植的“兩優0293”發生大面積減産、絕收,受災面積超過萬畝。

受災農民質疑種子生産企業袁隆平農業高科技股份有限公司(以下簡稱隆平高科)涉嫌虛假宣傳、隐瞞品種缺陷。此後半年内,安徽省農業委員會下屬的種子管理總站多次向國家農業部上書,要求重新審定超級稻“兩優0293”的種植區域,希望“不再包含我省”。

農業部表示引發社會關注的稻種“兩優0293”沒有參加過農業部組織的超級稻品種認定,不是超級稻品種。

2015年4月10日,袁隆平在接受湖南日報采訪時表示:不能以個别品種出了點問題,就全盤否定超級稻。超級稻是有标準的,國家對産量、米質和抗性都有規定。超級稻對國家糧食安全作出了重大貢獻。

湖南雜交水稻研究中心研究員、曾參與袁隆平超級稻百畝片目标攻關團隊的核心專家鄧啟雲在接受科技日報記者采訪時表示,安徽萬畝超級稻減産絕收的主角“兩優0293”,并不屬于廣适型超級稻,而是耐肥型超級稻。

技術要點

除草

袁隆平在給水稻施肥掌握雜草發生規律,及時加以防除冬幹田按其雜草性質分成3種類型田,可采用不同的技術方式除草。

第一是以看麥娘、雀舌草等冬季性雜草為主夾雜有少量惡性雜草的田塊,于抛秧前7~10天噴施一次滅生性除草劑,如克無蹤、農達等。

第二是惡性雜草發生量大(占雜草量的20%以上)的田塊,不宜作免耕田,應加以翻耕,并人工清除惡性雜草。

第三是純冬季性雜草發生的田塊,不必噴施除草劑,人工壓草後直接抛栽水稻。

施肥

保證泡田時間冬幹田在施用有機肥作基肥時,增施少量(每畝35公斤)過磷酸鈣有利于加速田泥軟化,同時保水4~5厘米深,浸泡10~15天才能抛栽水稻。

選種

選用優良品種,合理選擇抛栽密度。

施藥

抓住施藥适期施藥大田期病蟲防治應抓住超級稻分蘖末期、破口前3~7天和始穗期3個适期噴施農藥,其它時期視病蟲發生實況确定是否增施1~2次對口農藥。

選用新農藥品種,輔以常規農藥選用30%愛苗乳油(防治稻曲病、紋枯病等)、25%阿克泰水分散粒劑(防治稻飛虱、稻薊馬)、5%銳勁特懸浮劑(防治螟蟲等)等農藥,輔以40%乙酰甲胺磷乳油(防治稻縱卷葉螟等)、80%敵敵畏乳油(防治稻飛虱等)等常規農藥。

選購優良噴藥器具,噴施對口農藥針對田間病蟲發生種類,采用迷霧式噴霧器,并選用其中幾種對口農藥混合噴施或單個藥劑噴施。施藥時田間應保持淺水層。

重要地位

超級稻在2000年就選育成功,這一具有自主知識産權的世界領先技術卻推廣遲緩,曆時5年種植面積僅占全國水稻總面積的1/10。

2004年,黃培勁和袁隆平院士聯合給時任中國國務院總理朱镕基寫了一封信,得到批複後,2005年國家建立超級稻推廣項目被納入中央1号文件。并把培育和推廣超級雜交水稻寫進“十一五”規劃。

中國水稻種植面積為4.5億畝,其中59%是雜交稻,有2.6億畝,全國水稻畝産是420公斤,可雜交稻畝産達470公斤,比日本的440公斤還高。中國的更高目标是超級雜交稻。

農業部2006年3月7日宣布,從2006年起正式啟動超級稻發展的“6236”工程。力争到2010年底,用6年的時間,培育并形成20個超級稻主導品種,推廣面積占全國水稻總面積的30%(約1.2億畝),每畝平均增産60公斤,全面帶動我國水稻的生産水平。袁隆平立下軍令狀,在2010年每畝達到900公斤。

“6236”工程,具有深遠戰略意義。盡管我國糧食綜合生産能力已經達到5億噸,但是糧食生産依然是弱勢産業,面對着自然和市場雙重風險。要解決糧食安全問題,唯一的途徑就是依靠創新和科技進步。大幅度提高單産,最終寄望于超級雜交稻的創新突破。

超級稻育種,中國比日本和國際水稻研究所起步晚,但卻後來居上。這源于育種家不僅在實驗室試驗,更注重到試驗田裡進行研究,從而确立了我國稻谷育種技術領先地位。

主要貢獻

新一代超級稻像枚農業種子革命的深水炸彈,不但改變了“二十有十三”的水稻份額,同時也是中國農業由大向強邁進的關鍵一步,對國家安全戰略有着積極意義。

超級稻是比雜交水稻更具潛力,米質更優,形态更優美的新一代水稻。從全球來看,農業的生産過剩不再令人恐懼。糧食的短缺變得令人焦慮不安,隻有工業社會的管理和生産技術可以解決這個問題。

2005年國家設立超級稻推廣項目,提出到2010年培育并形成20個超級稻主導品種,每畝增産60公斤。中國有4.4億畝稻田,超級稻的增産潛力不可低估。

當國内的雪災、震災、洪災恰巧遭遇上國際糧價的瘋漲,問題也變得複雜起來。全世界一半以上人口以稻米為主食,2011年每公頃生産的稻米可養活27人,到2050年,每公頃必須養活43人。中國雜交水稻在世界許多國家都适合種植,如果世界上雜交稻種植面積增加7500萬公頃,每公頃按增産2噸計算,可增産糧食1.5億噸,能多養活四五億人口,有效保障世界糧食安全,幫助人類告别饑荒。

畝産新突破

2012年02月28日報道,中國甯波水稻專家選育的籼粳雜交晚稻甬優12号經受住了各種氣候條件的考驗,連續四年摘取浙江省晚稻單産桂冠,2011年取得了畝産943.1公斤的佳績。

相關資訊

2014年9月24日,在由中國科學院謝華安院士擔任組長的專家組專家組現場監督下,農民在攻關試驗田裡進行人工收割。

由湖南雜交水稻研究中心牽頭的國家十二五863計劃課題“超高産水稻分子育種與品種創制”最近取得重大突破:袁隆平團隊與創世紀種業有限公司合作研究的最新成果“Y兩優900”湖南隆回百畝高産示範片,經以中科院院士謝華安為組長的專家組現場測産,按算術平均計算方法,平均畝産達1006.1公斤,首次實現了超級稻百畝片過千公斤的目标。

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