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1、2013年 4月，农业部部长韩长赋在海南三亚 田间和中国工程院院士袁隆平共同宣布启动超级 稻第四期攻关计划， 拨款 1000 万， 预计历时五年完 成。仅过了不到半年， 两系法杂交稻组合 “Y两优 1 号” 就在湖南隆回创造了亩产 988.1公斤的超高产 记录； 今年 10月， 该品种在湖南溆浦更是将百亩片 亩产冲到了 1026.7 公斤，标志着第四期目标提前 完成，“吨粮田” 诞生。这些看似简单的数字究竟是 如何得出的？ 回顾历时十余年的中国超级稻攻关计 划， 又是如何一步步解决了哪些问题？是否如一些 公众所担心的， 是通过转基因技术或大量化肥投入 得来？本报记者多次深入测产现场， 对权威专
2、家进 行实地采访， 试图呈现这一系列数字背后的故事。见证 “奇迹”在湘西雪峰山东麓海拔数百米以上，邵阳隆 回和怀化溆浦两县相隔数百公里， 却因 “超级稻” 三 个字成了福地。进入 9 月， 眼看着田里的稻子长势 喜人，“杂交水稻之父” 袁隆平要来的消息在丹迪悄 然传开。 2014 年的秋天对袁隆平来说是个特殊的季 节。各地发来的前期数据让他既开心又紧张： 万一 消息放出去了， 测产结果又差那么一点点， 怎么向 全国人民交代？ 记者曾几次去他的办公室，发现他在会客时 总是谈笑风生， 但每当独处或是和助手商量工作时 却总是眉头紧锁。 究竟哪里的稻子表现最好？老天会不会作 美？还有哪些准备工作没做到
3、位？很多问题让他 放心不下。 曾创造亩产破 900 公斤等 “奇迹” 的隆回县首 先被纳入考虑。9 月底， 这里迎来了由中国科学院 院士谢华安带队的专家组。前不久， 由湖南省组织 的前期测产结果曾 “侥幸” 突破千公斤， 但这仍然令 袁老感到不太放心。旋即， 一批科研骨干在国庆前 后被调往溆浦县开展抽样测产。 溆浦取代了隆回，成为最终见证亩产千公斤 测产的幸运之地。 袁老的学生、育种科学家邓启云是这次测产 品种 “Y 两优900” 的主要选育人。就在 10 月10 日 农业部专家组到来前，邓启云提前两天赶到测产 地湖南溆浦县横板桥乡红星村。9 日一整天， 记者跟着他在田里转悠， 查看田块、 水
4、稻长势、 灌溉 条件， 数穗数， 为第二天的测产作准备。 10 月 10 日这一天的日头渐渐升到了头顶， 时 针渐渐指向了中午 12 点。 “袁老师来了！” 人群里不知谁嘀咕了一句， 记者、官员和农民立刻从各个角落一起涌了上 去， 将从村口进到测产田间的一块不大的坪围得 水泄不通。 此时， 测产专家组组长、 中国水稻研究所所长 程式华正在一家农户前的坪里翻晒着稻谷， 为测产 最后一环测定含水率作准备。他笑着对记者 说：“我也想去迎袁老，但我不能去，我得坚守岗 位。” 晒稻谷是为了将其烘干到国家规定的 13.5% 的含水率标准。虽然经过几天的充分日晒， 稻谷里 的水分已经不多了，但考虑到含水率测
5、定仪的精 度， 还需要仔细晾晒。 这不是一次简单的数学题游戏。就连隆回县 羊古坳乡农技站站长都知道， 袁老是一个对数据特 别较真的人， 一丝都马虎不得。 他告诉记者， 袁老要 求乡里报上去的所有试验数据至少都精确到小数 点后两位， 而不能报个整数了事。“千公斤” 的诞生程式华告诉记者， 任何仪器都有测量范围。如稻谷很湿， 水分含量过高会导致测不准。因此除要 求充分晾晒外， 他还特别要求水分仪、 磅秤、 皮尺等 所有测量工具全由湖南省农业厅提供， 而不能由科 研团队自己或当地县市提供。 不仅如此， 为保证田块面积的准确， 专家还动 用了GPS 测量仪， 沿田边走上一圈， 对皮尺的测量 结果进行验
6、证。 “数据准确是测产结果可信的大前提， 如果这 一点没保障， 后面的就都成数字游戏了， 因此必须 先把前提条件控制好。” 程式华介绍说。 过去作含水率测定时，从一块田里往往只取 一袋稻谷样品， 而且是从大袋里一拿出来就直接去 称量， 误差有可能很大。此外脱粒机的工况和性能 不同也会造成误差。 而这一次， 专家组在每块田里都准备了两台 脱粒机， 在随机取两份样品进行脱粒除杂后进行 编号， 之后再将这些稻谷一粒粒摊开在开阔的地 方晾晒。 程式华表示， 农业部组织的测产要求很严格， 从这次的组织来看没有一丝造假的可能。 “数据绝 对靠得住。 ” 他说，“测产工作不能仅看最后的数据， 更要看数据测定
7、的过程，这才是科学、负责的态 度。” 提前赶到的袁隆平一边微笑着向乡亲们致 意， 一边在找程式华。 十多分钟后， 穿过人墙的他径 直朝程式华所在的晒谷场快步走来。 他双手紧握着 这位比自己年轻不少的同行的手， 向他致以简单的 问候：“辛苦了。” 没有过多打扰 “主考官” 的工作，“运动员” 袁隆 平很快离开，他要去测产田里看一看他最爱的水 稻。他健步走在那条只能放下两只脚的田垄上， 眼 里看着水稻， 回头向工作人员不断询问：“其他专家 在哪里？” 虽然一路上媒体记者的长枪短炮闪个不停， 中央电视台的直播现场也已早早准备好， 但这位科 学家深知， 今天不是一场表演秀， 而是一次严谨的 科学试验。
8、主角不是他， 而是田里的水稻和工作着 的专家。 到了被抽中的一块测产田前，袁隆平停了下 来。 他弯下腰， 双手摩挲着又直又长的禾叶， 将抽得 满满而又饱满的穗子摊开在掌心， 数着粒数， 脸上 终于绽开了笑容。此时的他似乎已经心里有底了。 一位记者问道：“您说过水稻是美女， 那您觉 得今天眼前的稻子美吗？” 袁老笑了起来：“当然美了， 是最美的美女！ ” 一股快乐的气氛在空气中 传播开去。 从田里回来后， 袁隆平来到一个农户家里， 并 和中心的其他科研人员一道耐心等待着专家组的 测定结果。 最终数据计算出来： 1026.7 公斤！工作人员将 数据第一时间告诉在房间里等候的袁隆平， 他的眉 头彻底
9、舒展开， 打电话将这一喜讯告知了北京。 半小时后， 农业部的新闻发布会提前举行， 全 世界都知晓了中国超级稻创造的这一新纪录： 1026.7 公斤。跨入半高杆时代？2012 年底，就在超级稻第四期攻关目标提出 后不久， 杂交水稻国家重点实验室学术委员会在长 沙举行第一次会议， 袁隆平首次阐述了自己对第四 期攻关的理解和战略构想。 “社会发展都是螺旋式上升的。” 在简要回顾 水稻形态发展过程后， 袁隆平说。他举电脑的例子 说， 以前的电脑很大，“后来小、 小、 小， 小到巴掌那 么大， 再后来又大了， 大到房子那么大， 这便是事物 发展的规律” 。 袁隆平的这一观点主要是针对水稻株型， 特 别是
10、株高。 据介绍， 传统水稻原来一直是高杆， 高度 在一米七八左右， 产量一般在 400 到 500 斤； 到了 上世纪60 年代初后变成矮杆， 产量得到极大提高。 后来， 水稻产量进一步提高到1000 斤左右的 “半矮 杆” 时代。 袁隆平认为， 水稻株型是先从高杆降到矮杆， 再从半矮杆、 半高杆、 高杆、 新高杆直到超高杆， 即 呈现 “螺旋式上升” 的趋势。 本世纪初， 继日本和国际水稻研究所之后， 农 业部提出以超高产为目标的中国超级稻攻关计划， 此后， 水稻高度进一步提高， 杂交水稻逐渐跨入 “半 高杆” 时代。 据了解， 超级稻第一期的品种以 “两优培九” 为 代表， 株高仍在一米左
11、右， 属半矮杆， 但产量已提高 至亩产700 公斤， 第二期产量则增加到800 公斤水 平， 水稻杆子也变得更高了， 达到了 1 米 2； 第三期 亩产突破 900 公斤时， 由邓启云领衔创制的 “Y 两 优 2 号” 已经超过了 1 米 2， 其余超级稻第三期品 种也都长高到了 1米 2 至1 米 4 之间。 “在收获指数保持在 0.5 的前提下，最有效最简单的方法就是把株高升高。” 对于株型与产量之 间的关系理论， 袁隆平称之为 “形态改良” 。 正是 “形态改良” 这一理论， 成了超级稻攻关从 第一期到第三期成功的关键武器。 在继续 “两系法” 挖掘品种间杂交优势利用潜力的基础上， 育种
12、家们 开始重视对水稻株型的改造。 在现代育种家眼里，大田生产就像一座绿色 工厂。他们考虑的是怎样增加绿色生产的马力， 使 作物从太阳光那里捕捉更多的能量， 以转化为更高 的产量。但在不少人眼里， 似乎认为水稻产量的增 加主要源自对土地地力的 “掠夺” ， 这实际上是一种 误解。 邓启云告诉记者，形态改良主要围绕光能利 用率， 目的是捕捉更高的光能， 同时保持好的透光 性。 “如果株高太矮， 叶片就会太 挤 ， 甚至密不透 风， 光合作用效果就会降低， 中下部叶片根本照不 到太阳光。这时的叶片就不再是物质生产者， 而是 白白成了光能消耗者， 成了一个消耗器官。所以必 须提高株高。” 邓启云向记者
13、详细介绍了超级稻前三期的育 种经历。第一期的代表组合是 “Y 两优培九” ， 主要 在于塑造了较为成功的理想株型， 为避免两兜禾长 得过于 “笔挺” ， 使中间漏光损失太大， 育种学家让 水稻叶片尽量向四周生长，让叶片都搭接起来， 以 捕捉更多的太阳光。 到第二期攻关时， 邓启云主持选育的 “Y 两优 1号” 开始崭露头角。他告诉记者， 这一期主要是将 水稻育种周期发展到全生育期， 即让水稻在每一阶 段都长成科学家想要的样子。 孕穗期是水稻一生中 叶片最茂盛的时期， 此时叶面积指数最大，“整个田 里都密密麻麻的” 。 “但水稻互相间也会打架、 竞争， 抢太阳光。 ” 邓 启云介绍， 随着水稻捕
14、捉阳光能力增强， 此时又要 开始想办法减少水稻间的竞争， 于是又使水稻的叶 片直立起来。 “你长你的， 我长我的， 都向空中要阳 光。” 进入第三期攻关，“Y 两优1 号” 有了一个新兄 弟 “Y 两优 2 号” 。此时， 邓启云等将 “动态理想株 型” 和 “全株理想株型” 结合起来， 用他自己的话说 就是 “从头改到脚” 。 “我们把上面的空间全部让给叶片， 尽可能增 加太阳光捕捉量； 同时在下部想办法， 增强水稻抗 倒伏性。” 邓启云介绍说， 一种办法是把杆增粗， 但 这样一来会导致穗数下降， 最后未采用； 第二种是 降低水稻 “节结” 的高度， 结果 “Y两优 2 号” 的茎杆 比 “
15、Y 两优1 号” 还变矮了一点，“但叶子长了， 穗数 也长了” 。 为什么 “Y 两优 2 号” 相比 “Y 两优 1 号” 不但 没有长高， 反而还矮了一点？ 对此邓启云认为， 这与 袁隆平院士提出的高型态改良理论并不矛盾。 “袁 老师的理论是从长远发展趋势上说的， 这并不等于 具体到每一次短时期内的育种改进都一定会比原 来的品种要高。 ” 他表示， 由于考虑抗倒伏等其他性 状要求， 有时株高可能会稍微变矮。 这与 “螺旋式上 升” 的总体发展规律并不矛盾。 “半高杆时代从 2000 年开始才过了 10 年， 应 该还有 20年发展空间。” 邓启云估计说。解决亚种间杂交四大难题亩产 900
16、公斤的目标实现后，第四期攻关要 进一步提高产量至 1000 公斤， 怎么办？ 形态改良仍在继续，同时另一个“杀手锏” 亚种杂交优势利用的威力开始发挥出来。据 了解，“Y 两优 900” 之所以能成为第四期攻关中的 最佳“种子选手” ，就是在杂种优势利用上下了功 夫充分利用了籼、 粳稻亚种间杂交优势。 袁隆平的这段概括被很多人奉为经典，“通过 育种提高作物产量， 只有两条有效途径。一是形态改良； 二是杂种优势利用。 单纯的形态改良， 潜力有 限。 杂种优势不与形态改良相结合， 效果必差。 其他 育种技术， 包括分子育种在内， 都必须落实到优良 的形态和强大的杂种优势利用上来。” 对这一点， 邓启云深有体会。他在湖南农业大 学念书时， 学校特招了一批体育特长生， 其中有个 打篮球的小伙子身高1.92 米，在食堂排队打饭时 显得“鹤立鸡群” ，可奇怪的是他的身体素质并不 好，“我们随便哪一个扑上去， 几乎都能从他手里抢 到球， 速度、 爆发力都不够。” 在这位育种学家今天 看来， 篮球运动员需要有高大的体格， 才能在拼抢 球中占到先机，也就是和水稻一样要有优良的形
