節(jié)水品種，擰小稻田“水龍頭”
來源：《農(nóng)民日?qǐng)?bào)》（ 2015年05月18日 06 版）
以“超級(jí)稻”為代表的中國(guó)水稻“高產(chǎn)路線”，有力保障了國(guó)家的糧食安全。時(shí)下，水稻專家另辟蹊徑，從節(jié)水抗旱的角度入手，探索一條與“高產(chǎn)”路線并行不悖的“綠色生態(tài)”路線。想要看節(jié)水抗旱稻新品種是如何開創(chuàng)農(nóng)業(yè)節(jié)水新途徑的？請(qǐng)看來自上海、安徽、湖南等地的生產(chǎn)實(shí)踐。 ——編者
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在上海——好品種讓“魚”和“熊掌”可兼得 光、水、空氣和各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是植物生長(zhǎng)必不可少的，而接觸昆蟲、細(xì)菌、病毒又是植物生長(zhǎng)中不可避免的。勤澆水、多施肥、猛打藥似乎成了農(nóng)作物高產(chǎn)豐收的“定式”，然而隨著育種研發(fā)和作物新品種培育，這一“定式”正在逐漸被打破，農(nóng)業(yè)的環(huán)境友好與高產(chǎn)高效不再是“魚和熊掌不可兼得”的難題。 “在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)上，注重環(huán)境友好” 水稻對(duì)于水資源的巨大消耗是不可忽視的。“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大約消耗了人類日常生活中70%的淡水，而水稻淡水消耗量占農(nóng)業(yè)的70%。”上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心主任羅利軍告訴記者，從糧食安全的角度考慮，至2020年我國(guó)糧食產(chǎn)量需達(dá)到6億噸，尚需增加農(nóng)業(yè)用水1200億立方米，而實(shí)際上，未來30年我國(guó)農(nóng)業(yè)用水只能維持零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)，因此水資源已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。減少農(nóng)業(yè)用水，特別是水稻生產(chǎn)用水是打破這一瓶頸的重要手段。 水稻生產(chǎn)中，氮肥、磷肥利用率分別僅為35%和25%，大量的殘余化肥隨著多余的灌溉水流入江河湖泊，導(dǎo)致江河湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化，農(nóng)業(yè)面源污染已成為最主要且分布最廣泛的面源污染。而且，由于水稻對(duì)水分的過度依賴，形成了目前水稻種植田間保留水層的習(xí)慣，造成大量的溫室氣體排放，全球稻田甲烷排放量占總排放量的9%~30%。“顯然，要保證水稻乃至整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)健康發(fā)展，必須在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)之上，注重資源節(jié)約，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。”羅利軍說。 “有一種稻子既不怕澇也不怕旱就好了” “在基因中心，我深感節(jié)水抗旱對(duì)農(nóng)業(yè)的重要性，所以就從水稻出發(fā)，以節(jié)水抗旱為目標(biāo)，發(fā)展節(jié)水抗旱稻。”羅利軍說，“當(dāng)時(shí)想如果有一種稻子既不怕澇也不怕旱就好了。” 本世紀(jì)初，基因中心的科研人員開始系統(tǒng)地進(jìn)行栽培稻節(jié)水抗旱研究，一方面，建立了作物抗旱性專業(yè)研究設(shè)施，在全球范圍內(nèi)收集各種類型的節(jié)水抗旱資源，進(jìn)行系統(tǒng)的抗旱性評(píng)價(jià)；另一方面，進(jìn)行栽培稻抗旱的分子生物學(xué)研究，發(fā)掘抗旱基因，闡明其分子機(jī)理，同時(shí)，通過水稻與旱稻雜交，結(jié)合強(qiáng)干旱脅迫篩選，將旱稻的抗旱性導(dǎo)入到水稻中，以改良現(xiàn)有水稻品種的抗旱性，并選育出節(jié)水抗旱稻品種。 2003年，上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心成功選育出全球首個(gè)旱稻三系不育系“滬旱1A”，與抗旱性較強(qiáng)的水稻恢復(fù)系“旱恢2號(hào)”和“旱恢3號(hào)”雜交，進(jìn)而育成節(jié)水抗旱的秈型雜交組合“旱優(yōu)2號(hào)”和“旱優(yōu)3號(hào)”。2008年“旱優(yōu)2號(hào)”參加全國(guó)南方稻區(qū)水稻晚秈區(qū)試，比對(duì)照組增產(chǎn)5.1%，生產(chǎn)試驗(yàn)增產(chǎn)11.57%，早熟1天，2010年通過國(guó)家水稻新品種審定，定名為“滬優(yōu)2號(hào)”。 “種在好田產(chǎn)量高，種在差田產(chǎn)量穩(wěn)” 節(jié)水抗旱稻比其他水稻消耗的灌溉水少很多，在其生長(zhǎng)過程中，基本依靠天然雨水，相比普通水稻灌溉管理，稻田污染水停留時(shí)間大大減少，生長(zhǎng)出的稻米也更加純凈，被形象地稱為“生態(tài)米”。 “節(jié)水抗旱稻最大的特點(diǎn)就是種在好田里面產(chǎn)量高，種在條件差的田里能確保穩(wěn)產(chǎn)。”羅利軍說，目前基因中心已經(jīng)成功選育出“旱優(yōu)73”、“滬優(yōu)2號(hào)”、“旱優(yōu)113”等節(jié)水抗旱稻品種，并在淮河流域、長(zhǎng)江流域、華南等地區(qū)推廣了100余萬畝。 節(jié)水抗旱稻不但可在“望天田”做旱稻種植，也可在水田作水稻栽培，產(chǎn)量與目前大面積推廣的雜交水稻相當(dāng)，米質(zhì)達(dá)國(guó)標(biāo)二級(jí)米標(biāo)準(zhǔn)。“在灌溉田，一個(gè)完整的生育期內(nèi)，節(jié)水抗旱稻只需要200~300立方米的水，而同等情況下，雜交水稻需要400~500立方米水。保守地講，能節(jié)水30%~50%。”羅利軍說，“產(chǎn)量與大面積推廣的雜交水稻持平，高產(chǎn)田產(chǎn)量500公斤~600公斤，中低產(chǎn)田也能穩(wěn)定在400公斤左右。” 羅利軍希望，未來以現(xiàn)有節(jié)水抗旱品種或節(jié)水抗旱雜交稻親本為背景材料，通過分子標(biāo)記輔助選擇，導(dǎo)入抗病蟲與氮磷高效利用基因，培育出更多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種。（本報(bào)記者王澎） 在湖南——誰是“拳頭”品種“擂臺(tái)”決勝負(fù) 2013年夏天的旱情，讓湖南省常德市漢壽縣毛家灘回維鄉(xiāng)永安村的水稻種植戶胡開明、毛玉學(xué)怎么也不能忘記。當(dāng)年七八月份，持續(xù)高溫?zé)o雨，村里1400多畝晚稻田大部分脫水，對(duì)于需水量大的水稻意味著干枯絕收。雖然最終從鄰村的水庫引來了水，解決了當(dāng)務(wù)之急，但從源頭上解決問題才是真正的“甘露”。 于是，以選育抗旱品種為基礎(chǔ)的節(jié)水實(shí)踐在湖南展開。據(jù)省農(nóng)科院水稻研究所優(yōu)質(zhì)稻研究室主任閔軍介紹，經(jīng)過層層“選拔”，目前，他已篩選出“湘晚秈12號(hào)”、“五豐優(yōu)T025”和“五豐優(yōu)308”3個(gè)節(jié)水抗旱稻“拳頭”品種。 “普通水稻的根系是橫向伸展的，在土壤中扎根比較淺。而篩選出來的這3個(gè)品種的共同特點(diǎn)是根系向下延展，扎得很深，從而吸收到含水量較高的土壤層的水分，確保產(chǎn)量不減。”閔軍說。 |
羅利軍的節(jié)水抗旱稻（深色）與普通水稻（淺色）田間抗旱對(duì)比。 數(shù)說 節(jié)水30%~50% 減少甲烷排放86.7% 減少泥沙流失69.4％ 節(jié)水抗旱稻的節(jié)水抗旱特性 節(jié)水抗旱稻的節(jié)水、抗旱、與水分利用效率是3個(gè)相互聯(lián)系而又有所區(qū)別的概念。節(jié)水是指節(jié)水抗旱稻有效利用雨水和節(jié)水栽培的能力；抗旱是指在干旱條件下維持高水勢(shì)保持正常生理功能的能力；水分利用效率是指以最少的水分消耗來獲得最大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的能力。 日本開發(fā)出抗旱水稻新品種 日本研究人員于2013年通過基因改良開發(fā)出一種耐旱水稻，這種水稻的根部能夠深深扎入土壤中吸收水分，因此在干旱條件下也能生長(zhǎng)。 日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所宇賀優(yōu)作率領(lǐng)的研究小組介紹說，水稻的根是橫向伸展的，所以在土壤中扎根很淺，而旱稻的根則扎得很深。他們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，旱稻擁有一種DRO1基因,這種基因感知重力后，可以使旱稻根部向下伸展。 研究小組對(duì)一種名為IR64的水稻（屬于秈稻）進(jìn)行了基因研究，發(fā)現(xiàn)其DRO1基因有部分缺損。通過雜交，研究人員為IR64重新植入DRO1基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其扎根深度達(dá)到以前的2倍以上。在IR64幾乎絕收的嚴(yán)重干旱環(huán)境下，植入DRO1基因后，收獲量能夠達(dá)到通常水平的30%左右。 藍(lán)建中 菲律賓研發(fā)耐高溫水稻品種 據(jù)報(bào)道，菲律賓水稻研究所正在開發(fā)能承受氣候變化帶來的酷熱天氣的水稻品種。 2010年，馬尼巴斯和他的團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)在低地灌溉條件下能夠忍受和適應(yīng)37℃~39℃高溫的新的水稻品種。他們確定了印度的n22、dular和日本晴水稻作為供體親本，并使用常規(guī)育種和分子標(biāo)記輔助選擇法，以產(chǎn)生新的耐高溫育種種群。目前，研究所使用常規(guī)方法和分子標(biāo)記輔助選擇法，經(jīng)過嚴(yán)格的耐高溫性挑選后，已經(jīng)確定了25個(gè)耐熱新育種品系，其中16個(gè)品系的不育性比率低于供體親本n22。今后，工作人員將進(jìn)一步對(duì)新的品系的其他特性進(jìn)行評(píng)估。 張燕 |
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兩年前，在湖南省益陽市筆架山鄉(xiāng)中塘村水稻核心示范基地，一場(chǎng)無聲無息的“較量”在常規(guī)稻品種示范片和雜交稻示范片內(nèi)的50個(gè)品種的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中展開。常規(guī)稻示范片面積150畝，品種為“湘晚秈12號(hào)”，其中142畝于開花時(shí)停止灌溉水，8畝按照常規(guī)管理進(jìn)行充分灌溉；雜交稻示范片104畝，品種為“五豐優(yōu)T025”，其中101畝于開花時(shí)停止灌溉水，3畝按照常規(guī)管理進(jìn)行充分灌溉。示范區(qū)水稻生長(zhǎng)整齊，莖稈粗壯，葉青籽黃，谷粒飽滿，經(jīng)選取有代表性的丘塊進(jìn)行測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收，“湘晚秈12號(hào)”耐旱示范區(qū)平均畝產(chǎn)424.9公斤，常規(guī)灌溉區(qū)平均畝產(chǎn)441.9公斤；雜交稻“五豐優(yōu)T025”耐旱示范區(qū)平均畝產(chǎn)445.7公斤，常規(guī)灌溉區(qū)平均畝產(chǎn)461.2公斤，產(chǎn)量基本穩(wěn)定。 “湖南的節(jié)水抗旱稻都是晚稻，成熟后，綜合考慮播始期、株高、結(jié)實(shí)率這3個(gè)數(shù)據(jù)，將其按照公式算出抗旱綜合指數(shù)。”閔軍所說的公式，是一種大田鑒定晚稻抽穗揚(yáng)花耐旱型品種的方法，適于大量旱型品種的鑒定，目前已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。 耐旱型水稻節(jié)水效果究竟如何呢？水稻灌溉水位按5厘米計(jì)算，一畝水稻灌溉一次需要約33噸水，對(duì)照組從播種到收獲要灌溉5次~6次水，而實(shí)驗(yàn)組總共只灌3次~4次水。經(jīng)過兩年測(cè)試，“湘晚秈12號(hào)”、“五豐優(yōu)T025”和“五豐優(yōu)308”這3個(gè)節(jié)水抗旱稻品種已經(jīng)推廣生產(chǎn)了約300畝，在每個(gè)生長(zhǎng)期都可節(jié)水近2萬噸。 （本報(bào)記者繆翼） 在安徽——這里有節(jié)水抗旱佼佼者 聽說安徽省阜南縣有個(gè)叫得響的節(jié)水抗旱稻品種——“綠旱1號(hào)”，筆者連線了安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所王士梅博士。據(jù)王士梅介紹，“綠旱1號(hào)”是目前安徽省唯一通過國(guó)審的秈型常規(guī)旱稻品種，在阜南縣種植的30萬 |
畝旱稻中，“綠旱1號(hào)”占了60%以上。截至目前，已在安徽、河南、江西、湖南、湖北、江蘇等地，累計(jì)推廣2000余萬畝。此外，在老撾、喀麥隆、安哥拉等亞非國(guó)家也成功種植，在安哥拉還創(chuàng)造了每畝產(chǎn)量590公斤的奇跡。 節(jié)水抗旱稻，節(jié)的是灌溉水，靠的是自然水灌溉。“播種、孕穗和灌漿3個(gè)重要階段的3遍水保證了，其他靠天。”王士梅說，安徽的水稻種植戶對(duì)于節(jié)水還有自己的辦法。每年6月初，安徽進(jìn)入梅雨季節(jié)，農(nóng)民在此之前就播種，這樣第一遍水就省了。 節(jié)水抗旱稻，農(nóng)民都愿意種。阜南縣以中低產(chǎn)田為主，沒有田埂，無法灌水，傳統(tǒng)種植水稻的“水作”方式在此顯得極為不實(shí)用。“只要保證了關(guān)鍵時(shí)期的3遍水，‘綠旱一號(hào)’的產(chǎn)量就能有保障。”王士梅說，“現(xiàn)在農(nóng)村都是老弱病殘，這個(gè)品種省時(shí)省力省心，所以大家都?xì)g迎。” 節(jié)水抗旱稻，產(chǎn)量不輸傳統(tǒng)稻。王士梅對(duì)“綠旱1號(hào)”贊不絕口，外觀品質(zhì)好，水作可達(dá)每畝550公斤左右，旱作達(dá)每畝450公斤左右，具有“有水高產(chǎn)、無水穩(wěn)產(chǎn)、干旱保產(chǎn)”的特性。 王士梅介紹，“綠旱1號(hào)”早熟中稻在全國(guó)大面積推廣，不僅改變了水稻種植方式，也將影響全國(guó)缺水、少水地區(qū)，切實(shí)為糧食穩(wěn)定和增長(zhǎng)貢獻(xiàn)力量。 （黃婧?jiǎn)斡矜茫?/p> |
