產(chǎn)量大、耐鹽堿、顏值高、口味佳……這里的水稻新材料、新品種引領(lǐng)國內(nèi)水稻種業(yè)創(chuàng)新潮流
南繁“非常稻”
海南日?qǐng)?bào)記者 黃媛艷
人間四月，風(fēng)吹稻浪，稻香十里，海南的南繁試驗(yàn)田又迎來實(shí)驗(yàn)稻的采收季節(jié)。
中國是水稻生產(chǎn)大國，2020年稻米產(chǎn)量達(dá)到2.12億噸，占全球的30%，穩(wěn)居世界第一。一粒小小稻米的背后，是“中國人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己的手上”的代代創(chuàng)新探索，從吃得飽逐步到兼顧吃得好、吃得健康，甚至進(jìn)一步挖掘水稻的經(jīng)濟(jì)價(jià)值……在海南這個(gè)南繁沃壤里，育種家們年復(fù)一年地開展種業(yè)自主創(chuàng)新研究，一批又一批水稻新材料、新品種從這里不斷走向更廣闊的天地。
吃得飽 增加粒重、提高粒數(shù)、研發(fā)雙季稻……不斷提升水稻畝產(chǎn)量
長在“咸水”里的水稻是什么樣？請(qǐng)跟隨海南日?qǐng)?bào)記者一探究竟。
在三亞市崖州區(qū)大蛋村的國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng)新中心三亞總部科研基地試驗(yàn)田，這里的土壤“微咸”，鹽分濃度為0.3%和0.6%，0.3%的鹽度就和很多灘涂地的土壤鹽分含量近似。
種植在這里的耐鹽堿水稻已經(jīng)成熟了，顆粒飽滿的稻穗壓彎了稻稈。與常規(guī)水稻相比，它們長得矮一些，稻穗上的穗粒數(shù)相對(duì)較少，但蒸成的米飯卻沒有咸味，反而香氣濃郁、緊致有嚼勁。
“田里長的是超優(yōu)千號(hào)和叁優(yōu)壹號(hào)，2020年基地超優(yōu)千號(hào)水稻平均畝產(chǎn)508.4公斤，高產(chǎn)丘塊達(dá)到547.5公斤，今年這兩個(gè)品種的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是在0.3%鹽度下沖擊畝產(chǎn)600公斤。” 國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人艾治勇說。
科研人員將大顆粒的水稻與常規(guī)的水稻放在手上對(duì)比。海南日?qǐng)?bào)記者 武威 攝
耐鹽堿水稻的種植有什么特殊之處呢？得從這個(gè)品種的水稻祖先說起。我國育種專家從1970年開始，通過雜交育種技術(shù)和常規(guī)育種方法，不斷選育耐鹽堿性水稻�？茖W(xué)家陳日勝1986年在廣東省湛江市的海邊蘆葦叢里發(fā)現(xiàn)了一株野生海水稻，此后通過30多年潛心研究，陳日勝培育出一個(gè)耐鹽堿水稻的品種“海稻86”。2014年袁隆平團(tuán)隊(duì)參與改良“海稻86”�，F(xiàn)在的耐鹽堿水稻，在生長時(shí)節(jié)、稻穗外觀上與普通水稻已經(jīng)差別不大。
為什么科學(xué)家需要耗費(fèi)數(shù)十年心血進(jìn)行耐鹽堿水稻的科研攻關(guān)呢？
“全國約有15億畝鹽堿地，其中2億至3億畝具有改良成農(nóng)田的潛力。試驗(yàn)田里耐鹽能力突出的品種，最終需要通過品種審定，才能成為農(nóng)民可以種植的新品種�！卑斡抡f。
2020年，袁隆平團(tuán)隊(duì)在全國十地啟動(dòng)耐鹽堿水稻萬畝片種植示范。2021年1月，該團(tuán)隊(duì)宣布已在全國簽約600萬畝鹽堿地改造項(xiàng)目，今年將啟動(dòng)耐鹽堿水稻的產(chǎn)業(yè)化推廣和商業(yè)化運(yùn)營，擬用8年到10年實(shí)現(xiàn)1億畝鹽堿地改造整治目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“億畝荒灘變良田”。如果按最低產(chǎn)量畝產(chǎn)300公斤計(jì)算，每年增產(chǎn)300億公斤，相當(dāng)于湖南省全年糧食總產(chǎn)量，可以養(yǎng)活更多人口。
為增加水稻畝產(chǎn)量，科研人員還進(jìn)行了多種努力，比如增加水稻粒重，也是提高產(chǎn)量的有效方式。中國科學(xué)院海南種子創(chuàng)新研究院高級(jí)實(shí)驗(yàn)師趙顯峰選育的“瓜子稻”，就是水稻里的“大家伙”：常規(guī)水稻千粒重約為27克，而形態(tài)酷似瓜子仁的“瓜子稻”，千粒重可達(dá)50克。
“大家伙”怎么選育的？“種植中發(fā)現(xiàn)大粒米的水稻植株，通過雜種優(yōu)勢(shì)利用，希望培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣泛適應(yīng)的大粒型雜交稻新品種�！壁w顯峰透露，近20年來，育種者在水稻品種改良中越發(fā)關(guān)注通過減少穗數(shù)、增加穗重的方式提升水稻的產(chǎn)量。
不過，“瓜子稻”雖個(gè)頭大，口感也不錯(cuò)，但還有繼續(xù)改進(jìn)的空間。“大粒的水稻雖然粒重，但往往堊白度較高，外觀較差，加工時(shí)容易破碎，這是育種專家努力改良的方向�！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)高級(jí)實(shí)驗(yàn)師劉喜說。
為增加產(chǎn)量，突破水稻畝產(chǎn)“天花板”也是攻關(guān)方向之一。
在國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng)新中心三亞總部科研基地，科研人員正在進(jìn)行田間管理。海南日?qǐng)?bào)記者 武威 攝
在雜交水稻雙季畝產(chǎn)3000斤的三亞示范試驗(yàn)田內(nèi)，于今年1月28日插秧的超優(yōu)千號(hào)水稻已經(jīng)抽穗。雖然個(gè)頭只有約1.3米，外觀與普通水稻沒有明顯的差異，但超優(yōu)千號(hào)早稻每畝可達(dá)17萬穗，單穗稻谷約有320粒，遠(yuǎn)高于常規(guī)品種單穗120粒左右的數(shù)量。
“三亞今年種植35畝，早稻4月底就可以收割，晚稻將于6月播種。”三亞市南繁科學(xué)技術(shù)研究院技術(shù)員冀占東說，基于袁隆平院士提出的“3000斤工程”設(shè)想，目前海南、廣東、廣西等南方多個(gè)省份都在開展雙季稻周年畝產(chǎn)3000斤目標(biāo)攻關(guān)示范。
目前，我國雜交水稻一季畝產(chǎn)突破2000斤的技術(shù)已經(jīng)成熟，一季稻種植兩季，產(chǎn)量就可超4000斤，為何科研人員還要進(jìn)行雙季稻周年畝產(chǎn)3000斤的攻關(guān)？這是因?yàn)樵趪鴥?nèi)水稻主產(chǎn)區(qū)，一塊耕地種了一季稻就不能再種雙季稻，而一季稻的產(chǎn)量雖然比早稻或晚稻高，但不如“早稻+晚稻”之和。
因此，選育雙季畝產(chǎn)3000斤的水稻，不僅可以提高周年單位面積的單產(chǎn)，還可以間接增加水稻播種面積。
彩色稻既能作為美景觀賞，又可生產(chǎn)可食用稻米。海南日?qǐng)?bào)記者 黃媛艷 攝
吃得好 瞄準(zhǔn)稻米中的營養(yǎng)物質(zhì)，讓大米更好吃，適合不同人群
隨著生活水平的提高，百姓不光是要吃得飽，更希望吃得好、吃得健康。功能性水稻的選育，就為一些特殊人群帶來福音。
在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)位于陵水黎族自治縣的南繁基地試驗(yàn)田內(nèi)，生長著適合慢性腎病患者食用的低谷蛋白水稻。4月時(shí)節(jié)，水稻已經(jīng)稈青籽黃，預(yù)計(jì)畝產(chǎn)可達(dá)1200斤。
這類水稻有何特殊功能？“谷蛋白是大米的主要可吸收蛋白，普通大米的谷蛋白含量約為8%，新品種低谷蛋白稻米的平均谷蛋白含量僅為2.63%�！� 劉喜透露，慢性腎病患者有蛋白質(zhì)代謝障礙，用低谷蛋白稻米替代普通大米作為主食，可減輕慢性腎病患者的腎臟負(fù)擔(dān)。
“新型低谷蛋白水稻品種做出的米飯，不僅可吸收蛋白顯著降低，而且升糖指數(shù)也低，特別適合慢性腎病、糖尿病人群。”中國工程院院士萬建民說。育種專家還在不斷優(yōu)化低谷蛋白水稻大米的黏性、彈性和韌性，提高適口性，好用的大米也將更好吃。
對(duì)高血壓患者而言，吃得好也不再是難題�！暗久着哐恐懈缓�-氨基丁酸，可降低血管血壓、增強(qiáng)腦細(xì)胞代謝功能，有助于緩解高血壓和心腦血管疾病�！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所助理研究員田云錄透露，畝產(chǎn)可突破1000斤的新品種W2628—— “巨大胚”米，其胚芽約占整顆稻米體積的1/3，γ-氨基丁酸含量是常規(guī)稻米的8倍到10倍，適合高血壓人群食用�！澳壳斑@個(gè)品種的大米口感、外觀還有很大的改良空間，但可以加工成米漿、米粉等進(jìn)行食用。” 田云錄說。
“瓜子稻”的稻谷形態(tài)酷似瓜子仁。海南日?qǐng)?bào)記者 黃媛艷 攝
同樣是對(duì)稻米中特定營養(yǎng)物質(zhì)的研究，一些育種專家將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了普通稻米中的直鏈淀粉含量。
還是在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)陵水南繁基地，入口處種植的寧香粳9號(hào)水稻，稻香濃郁、稻穗飽滿、葉姿挺拔。它最大的特點(diǎn)，就是好吃。
“這可是榮獲去年全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評(píng)金獎(jiǎng)的品種，直鏈淀粉含量僅為10.5%，口感軟香�！眲⑾餐嘎叮胀ň镜闹辨湹矸酆恳话阍�16%左右，通常來說，直鏈淀粉含量越少，米飯?jiān)饺彳洝?/p>
據(jù)科研團(tuán)隊(duì)介紹，寧香粳9號(hào)水稻是通過將不同水稻品種進(jìn)行雜交、復(fù)交，歷經(jīng)10年才培育成功并通過審定面世，具有米質(zhì)優(yōu)、食味佳、抗病蟲、早熟、高產(chǎn)等特征�！霸诙嗥贩N對(duì)比試驗(yàn)中，該品種生育期比較短，實(shí)收畝產(chǎn)都在1300斤以上�！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)教授李剛?cè)A說。
“寧香粳9號(hào)的稻米售價(jià)目前超過10元每斤，今年已在南京等地大面積推廣種植，剛上市就已經(jīng)‘一種難求’�！眲⑾舱f，該品種目前只適合在江蘇省沿江和蘇南地區(qū)種植，科研團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行科研攻關(guān)，不斷擴(kuò)大新品種的種植范圍并提高抗病性。
價(jià)值多元 秸稈做飼料、稻田作畫……深挖水稻更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值
有種水稻，特別不“耐撕”：葉片一碰就斷了，稻稈輕輕一折就可聽到斷裂的脆響聲，猶如患上了“脆骨病”，這就是與眾不同的脆稈稻。
如此脆弱的水稻，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會(huì)有價(jià)值嗎？答案是肯定的。
“巨大胚”米的胚芽約占整顆稻米的1/3。圖片由受訪對(duì)象提供
每年我國水稻生產(chǎn)可產(chǎn)生約1.85億噸秸稈，普通水稻秸稈細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)致密、柔韌性強(qiáng)，每逢水稻收割后，留下的秸稈難以被機(jī)械徹底粉碎，還田后降解慢，又因?yàn)榍o稈營養(yǎng)成分含量低，也限制了其在畜牧、生產(chǎn)等方面的潛在應(yīng)用。
“脆稈稻的葉片秸稈容易被粉碎，約70%可以直接還田，且分解快，有利于下茬小麥出全苗及越冬。脆稈稻的秸稈適口性好、營養(yǎng)價(jià)值較高，可開發(fā)成牛羊飼料�！眲⑾舱f。
還有種水稻，個(gè)頭矮、產(chǎn)量少、稻粒小，但科研人員卻對(duì)其充滿興趣。
在三亞崖州灣科技城南繁片區(qū)的試驗(yàn)田里，在平均身高超過1米的常規(guī)稻旁，個(gè)子不到30厘米的“小薇”水稻很是顯眼。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國水稻研究所種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，“小薇”水稻除了個(gè)頭矮，其他農(nóng)藝性狀與野生型無明顯差異，其作為單子葉植物生物學(xué)研究的模式植物，在基因組與功能基因研究等方面具有重要作用。
“‘小薇’水稻具有生長周期短、株型小、空間利用率高等優(yōu)勢(shì)，可以作為模式植物在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模種植和篩選，并且實(shí)現(xiàn)表型精確鑒定，提高科研效率�！眲⑾舱f，在“小薇”中鑒定的有利基因型，育種專家可通過常規(guī)的雜交、回交的方式應(yīng)用于水稻分子育種。
此外，在大田環(huán)境下很難開展的研究，科研人員可以通過“小薇”水稻，在室內(nèi)可控、均一可重復(fù)的條件下進(jìn)行操作，可促進(jìn)耐鹽、高低溫和病蟲害等相關(guān)研究。
相比其貌不揚(yáng)的“小薇”水稻，同一片區(qū)的另一種水稻卻以高顏值著稱。
如果你在高處俯瞰中國科學(xué)院海南種子創(chuàng)新研究院試驗(yàn)田，一幅頗有科技色彩的“稻田畫”呈現(xiàn)眼前——由紫色、黃色、白色的水稻組成了一排大寫英文“INASEED”(種子創(chuàng)新研究院的英文縮寫)。
這就是彩色水稻的功勞。與通常水稻相比，彩色水稻的葉色、穗色是常規(guī)綠色以外的顏色，屬于“現(xiàn)代稻米”。目前科研人員已培育出了紫色、黃色、白色和紅色的彩色水稻，其米粒還是白色的，不影響食用。
“隨著農(nóng)旅融合的深入發(fā)展，‘稻田畫’的熱潮此起彼伏。彩色水稻既能作為美景觀賞，又能生產(chǎn)可食用的稻米，十分搶手，常�！环N難求’，其種子價(jià)格也十分昂貴。”田云錄說，彩色水稻不僅有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且還極具旅游文化價(jià)值，能帶動(dòng)鄉(xiāng)村旅游和休閑農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
(海南日?qǐng)?bào)三亞4月22日電)
名詞解釋
堊白度：堊白是稻米中的白色不透明部分。堊白度是衡量稻米品質(zhì)的重要性狀之一，堊白度高的大米，因質(zhì)地不夠密實(shí)，加工時(shí)容易破碎，直接影響稻米的外觀品質(zhì)和商品流通。
水稻產(chǎn)量：由分蘗數(shù)×穗粒數(shù)×粒重決定，增加粒重、提高分蘗數(shù)和穗粒數(shù)都可有效提高水稻產(chǎn)量。
分蘗：禾本科等植物在地面以下或近地面處所發(fā)生的分枝。
總策劃：曹健 韓潮光 羅建力 齊松梅
執(zhí)行總監(jiān)：許世立
主編：孫婧
版面設(shè)計(jì)：張昕
檢校：李彪 黃如祥
H5文案：許世立 H5攝像：武威
H5攝影：武威 黃媛艷 H5制作：陳海冰
視頻文案：孫婧 視頻拍攝：武威
視頻剪輯：周淑儀 視頻配音：唐咪咪
