全球通讯！22个省份试种巨型稻，能否让“禾下乘凉”梦成真？

2022-09-26 18:00:06 来源：科普中国

与袁隆平院士“禾下乘凉梦”紧密联系的巨型稻已在22个省份试种。成效如何？看解读。

撰文/记者赵天宇图文编辑/陈永杰

【资料图】

新媒体编辑/吕冰心

采访专家

夏新界

中国科学院亚热带农业生态研究所（长沙）研究员

9月23日9时4分迎来了我国农历的秋分节气，这意味着收获满满、瓜果飘香的金秋季节已经来临，这一天也是第五个“中国农民丰收节”。

今年4月以来，由袁隆平团队培育的超级耐盐碱新型高秆高产“巨型稻”开始在天津市宁河区种植，这是该稻种首次在京津冀地区试种。

▲“巨型稻”开始在天津市宁河区种植，这是该稻种首次在京津冀地区试种（图片提供/李和翼）

“巨型稻”成本低、产量高、抗倒伏、超耐盐碱；可增加稻田蓄水深度，让水田内可养鱼虾、养蛙、养鸭，一田两用、稻鱼双收、互惠共生。非中国水稻主产区的京津冀，正在让“禾下乘凉”变为现实。

被“淘汰”的高杆稻

原产于中国与印度的水稻，早在七千多年前的长江流域，我国先民就开始大面积栽种。水稻可以结出稻谷，稻谷脱粒碾压后成为大米，经过千余年的发展，水稻成为了全球分布最广的粮食作物之一，世界上有近一半的人口以水稻为主食。

何为“巨型稻”？有别于普通水稻1米左右的高度，“巨型稻”平均株高可以达到2米，个别植株最高能达到2.2米，属于高秆水稻，这样的株高是什么概念？成年人钻进稻田地里犹如来到“水稻森林”，只闻其声，不见其人。

“杂交水稻之父”袁隆平一直有两个梦，一个是杂交水稻覆盖全球，另一个就是“禾下乘凉”。他曾两次梦见水稻长得有高粱那么高，穗子像扫把那么长，籽粒像花生米那么大，而他则和几个朋友坐在稻穗下面乘凉。

但鲜为人知的是，高秆稻并不是新玩意儿，因为最原始的水稻品种就是高秆稻，水稻株型的变化史，基本就是水稻的驯化史。

最开始是野生稻，植株散生，分枝（分蘖）角度很大导致占地很大，单产很低。古人先民种植水稻，栽培稻驯化成功的关键之一，就是大大减小了分枝的角度，植株紧凑，可以密植，把产量提高到可以供人食用的程度。

▲在魏晋和隋唐时期，南方水稻大规模种植（图片提供/视觉中国）

到了上世纪中期，得益于化肥的广泛应用，栽培稻的个头和产量大大提高，已经可以长到一人多高，但随之带来一个严重的问题—倒伏。事实上，农作物的秆越长越容易出现倒伏现象，成活率也会直线降低，农民辛勤劳动的成果可能毁于一旦。

“理论上高秆水稻有巨大的先天不足，从对力的消耗、单位产量到抗倒伏性能，试验上几乎全是劣势。”

因此从20世纪70年代以后，高秆水稻一度被“淘汰”了，我国科学家将水稻矮秆化和半矮秆化育种作为研究的主攻方向。sd1基因主导的矮化育种，育成了矮秆、半矮秆水稻，降低了株高。这看似不起眼的改变，能提高20%-30%的单产，因此被誉为绿色革命。

结果证明，我国科学家的研究方向是正确的，水稻从亩产330公斤跃升到1000公斤甚至更多，不仅保障了14亿人的粮食供应，还有能力为世界上其他遭受饥困的国家和地区提供帮助。

▲“杂交水稻之父”袁隆平一直有两个梦，一个是杂交水稻覆盖全球，另一个就是“禾下乘凉” （图片提供/视觉中国）

但随着水稻育种技术的持续开拓，科学家们发现，由于矮秆水稻植株相对矮小，无法更多地吸取土壤养分、水分并更好进行光合作用，其亩产量已经很难有更大突破，接近植物生理学家认为的作物收获指数上限—即收获的谷粒重量与整株水稻重量比例为0.6。

要想继续在产量上取得较大的突破，就必须想办法培育出超大生物量的大个子水稻。故而吸收水分养分、进行光合作用的能力都更强的“巨型稻”，重新回到了科学家们的视野。

亩产突破2000斤

2007年，中国科学院亚热带农业生态研究所（长沙）研究员、作物耐逆境分子生态学研究中心主任夏新界博士，放弃国外高薪工作，回国后一边与袁隆平团队合作开展超级杂交稻的研究，一边开展“巨型稻”的研发工作。

巨型稻是袁隆平院士生前的牵挂。而实际上，夏新界与袁老也有一段颇深的缘分。

夏新界说：“在当学生的时候，我参与过杂交水稻的研究工作。有一次帮导师采材料，正巧我和袁老师都住在湖南农科院的招待所，且他就住在我的隔壁。我那时正在学习英语，准备考研究生，袁老师也在学英语口语，他正准备出国讲学，所以我们俩为了学英语起得比较早，那也是我第一次见到袁老师。”

晨读英语的缘分让两人相遇，而研究水稻则让两人相识、相知。夏新界从国外深造回国后，受到袁老的邀请，担任超级杂交水稻功能基因组研究的首席科学家。

经过近10年的苦心研究，通过分子标记辅助选育、野生水稻远缘杂交等技术，2016年，夏新界团队首次培育出了巨型水稻，开创了“巨型稻”研究的先河，他也被誉为“巨型稻之父”。

夏新界告诉记者，“巨型稻”并非传统意义上的高秆水稻，它们甚至不是同一个概念，因为巨型稻不仅身材高大，体型体积上也十分巨大，做到了“又高又粗壮”。

过去高秆水稻“弱不禁风”的主要原因，是因为秆茎太细太浅，好比一座楼房地基不稳，自然很容易倒塌。但夏新界团队研发的巨型稻，根系发达，深达60厘米甚至更多，比普通水稻二三十厘米的根深深了两三倍，所以抗倒伏能力大大增强。

由于“巨型稻”的体积大，它们之间的种植间隔也更大，种植密度缩小一半，但它们的分蘖多，每蔸能长出40个稻穗，每根稻穗结出的谷粒数是普通水稻的一倍多。

▲“2017年10月16日，中国科学家成功育选最高2.25米的“巨型稻”。图为已故“杂交水稻之父”袁隆平观察“巨型稻”生长情况（图片提供/视觉中国）

在产量上，“巨型稻”也不甘示弱，“巨型稻的稻穗儿很大，每穗粒数平均多达360粒，单穗最多达800多粒，而普通水稻一般只有250粒，这样“巨型稻”的亩产可以达到700-800公斤，比普通杂交水稻500-600公斤的亩产还要高出1/3。”夏新界透露说，试验田最高亩产达到了1057公斤（约2100斤），这是一个不小的突破。

除了在产量上追平现有杂交水稻，“巨型稻”还拥有独特的生长和生态优势。

夏新界表示，由于“巨型稻”是由籼粳稻与野生稻进行远缘杂交，然后经过人工定向选育得到的，它很好地继承了多种水稻的优点，同时突破性地产生了有别于其他水稻的优良特点。

普通水稻对于种植环境要求比较苛刻，甚至只有水热条件良好的水田才能满足，但巨型稻生命力非常顽强，对肥分的利用率达到70%以上，且非常耐旱抗碱耐海水，甚至在旱地的环境也能正常生长。

“巨型稻”植株高大、根系深厚，能够有效应对一些小型洪涝灾害和暴雨天气，极大降低了气象灾害风险损失。其秸秆较长且数量多，新鲜度高，是青储饲料的不二之选，把这些秸秆进行综合利用，也能给种植户带来一笔丰厚的收入。

不少人认为“巨型稻”长得高大，肯定需要高肥的环境才行。对此，相关专家介绍，由于“巨型稻”的根系发达、生长速度较快，对水肥条件的要求反而略低于普通水稻。

▲2022年9月5日，杭州淳安县汾口镇千岛湖谷香园农业有限公司“巨型稻”基地内，一台崭新的收割机来回穿梭，正在收割“巨型稻” （图片提供/视觉中国）

在生态农业方面，“巨型稻”株形高大，根深叶茂，茎秆粗壮、生育期较长、淹水深度大，可为蛙、鱼、泥鳅和鸭等稻田养殖动物提供良好的栖息环境。这些动物能吃掉稻田里的害虫和微生物，它们产生的粪便又成了水稻的养料，提高了产量，实现了农业经济的绿色循环发展，增加了农业附加值，达到经济效益最大化。

2017年与2018年，夏新界团队在“长沙站”建设了 300 亩“巨型稻”生态综合种养模式试验与示范区，全程化肥、农药、抗生素等零使用。

与现有稻田综合种养模式相比，“巨型稻”稻谷产量至少提高1倍，青蛙、泥鳅、稻花鱼等养殖动物的成活率提高1倍，个体重量提高 20%，产量比普通杂交稻每亩要高出 100公斤到200 公斤。夏新界认为，经过试种，“巨型稻”的亩产量单季可达千公斤以上。

据悉，“巨型稻”成熟时，籽黄叶绿，秸秆可用作牛、羊等上好的青储饲料。“巨型稻”生物量巨大，每亩产出3吨至5吨秸秆，可部分解决我国牧草短缺而需大量进口的难题。

“种了这么多年，我家里天天吃‘巨型稻’的稻米，非常好吃。”夏新界说，“巨型稻”米饭柔软清香，口感比一般的杂交稻好，可与五常大米相媲美，克服了水稻“高产不优质”的诟病。

专家呼吁加快审批推广

“尺子拉直！”日前，在四川省西充县青狮镇双坝子村种植基地种植“巨型稻”的稻田里，西充县农业农村局工作人员对巨型稻进行了稻株测高。“单株1.8米。”工作人员报出数据。

今年，西充县在青狮镇双坝子村、仁和镇丹桂垭村两个基地首次试种500亩“巨丰6号”巨型稻。目前，两个基地均已完成收割测产，实测亩产为650公斤左右。

▲重庆市大足区拾万镇长虹村试种的“巨型稻”丰收在望（图片提供/视觉中国）

而地处华北平原、海河流域的京津冀地区，并非我国水稻主产区，像河北省的水稻种植面积仅为150万亩、天津市在80-100万亩左右，北京种植面积更是不超过5万亩，且基本以观赏试验田为主。

对比之下，上海一地水稻种植面积就有150万亩，江苏省更是有3300多万亩。

除了城市化、地形条件等因素，气候土壤水热条件，是制约京津冀地区大规模开展水稻种植的最重要原因：像水热条件相对较好的天津、唐山等环渤海地区，却有将近2000万亩盐碱地，传统农作物在盐碱地上产量低，种植价值小。

像天津市宁河区东棘坨镇东白庄村，虽然是传统的水稻种植之乡，但受制于自然条件，有些地块栽种的水稻亩产量并不高，耐旱耐盐碱的“巨型稻”就成为了“全村的希望”。

村党支部书记、村委会主任郑海涛表示，“巨型稻”之所以受到大家关注，最大的优点是耐盐碱、产量高，亩产量能达到800公斤以上，比在盐碱地上种植其他品种亩产量高出20%以上。

为助力“巨型稻”获得成功，宁河区还专门调配无人机为稻田进行绿色防控作业，疏通河道、开辟水源，确保稻田灌溉需求，还计划修建一条木栈道，从公路直通巨型稻田，方便游客来打卡。

在夏新界看来，“巨型稻”在天津的试种，意味着它在抗盐耐旱性上得到了验证，有非常重要的科学和实践意义。

▲2022年4月17日，由袁隆平团队培育的新型高杆高产水稻品种“超级耐盐碱巨型稻”在天津市宁河区绿萝家庭农场开始大棚育秧。图为农民对“巨型稻”种子进行筛选（图片提供/视觉中国）

夏新界解释说，目前“巨型稻”已经在我国22个省市自治区试点种植，约有2万亩试验田，但在京津冀和盐碱地上种植还是第一次。“中国现有水稻种植面积4亿亩，有适合种植水稻的盐碱地2亿多亩，如果把这些盐碱地都种植上‘巨型稻’，那中国水稻种植面积就能翻一番，粮食可以出口，巨型稻秸秆还能用来喂猪喂羊，解决了动物口粮问题。”

放眼世界，全球有142亿亩盐碱地，如果能将巨型稻种植在全球推广，世界粮食产量将大幅提升，有望使粮食危机变为过去式。

以天津为“基地”，记者了解到，未来“巨型稻”有望引入北京种植，市民在丰台、顺义等水稻种植地有望见到这种可“禾下乘凉”的水稻。在内蒙古、东北等地，巨型稻也将持续试验，以提高产量为目标，不断提升耐严寒、耐盐碱、耐旱、抗病虫害等方面的能力，研发适合广大北方稻区种植的“巨型稻”新品种。

▲天津袁隆平团队成员、隆平文化驿站常务副秘书长李和冀查看巨型稻长势（图片提供/李和翼）

不过，新品种大面积推广种植并不容易，在一个区域进行推广之前，必须先进行试验，取得至少两年的数据后，提交当地农作物品种审定委员会审定，取得合法“身份证”后才能进行大面积的种植。

夏新界坦言，受制于管理模式和审批体系，尽管“巨型稻”已经问世十余年，但由于没有适用的审批标准体系，大规模推广仍遇到困难。他呼吁，有关部门应及早出台完善相关政策，促进科技成果转化，培育优质水稻品种，使我国水稻产量上升到一个新台阶，对我国粮食安全也意义重大。

▲2021年10月16日，世界粮食日，浙江省建德市三都镇新和村试种的袁隆平试验田“巨型稻”迎来开割（图片提供/视觉中国）

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