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多种一亿亩地 养活八千万人
———对话中国工程院院士袁隆平
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文汇报:什么是海水稻? 青岛海水稻研发基地所种植的稻苗将来能在海水中生长吗?
袁隆平:海水稻是耐盐碱水稻的俗称,它可以长在滩涂和盐碱地。青岛基地的建设重在研究海水杂交稻,将耐盐碱“核心”转移到高产品种上来。不过,目前,青岛海水稻研发基地所种植使用的还不是盐度超过3%的纯海水灌溉,而只是采用0.3%—0.6%盐度的水灌溉。未来,随着海水稻研究的继续推进,期待能够用更咸更碱的水灌溉。
文汇报:为何要研究海水稻?它的推广价值在哪里?
袁隆平:守护我国的粮食安全依旧极为重要。在水稻上,我们有两个攻关方向,一个是提高单位面积产量,即发展高产水稻,这个我们一直在做;而第二个方向,便是扩大粮食作物种植面积,而海水稻的研究正着力于此。
我国的耕地面积有限,守住18亿亩耕地红线的压力很大。但是,我国的盐碱地却很多,总数约15亿亩,其中有约3亿亩可以有改造的潜力。我们第一阶段的目标是,通过3年的努力,让海水稻抗盐碱能力超过0.6%,亩产300公斤以上,这是什么概念? 如果在1亿亩盐碱地推广海水稻,年产量将超过300亿公斤,相当于湖南省全年粮食总产量。300亿公斤稻米啊,能养活8000万人口,相当于法国整个国家的人口数。
文汇报:在您关于海水稻的小目标中,“三年内”“0.6%以上”“亩产300公斤以上”这三个指标如何理解?
袁隆平:形成一个新品种,首先是品种比较试点,然后是两年区域试点,就是将一个省分成几个不同的生态条件,两年区试比较对照增产、高品质、高抗性,然后进行为期一年的大面积生产试点,最后经审定后才能推广。全程算下来,起码要三年。
对盐度而言,如果能在0.6%以上,比如在0.8%左右,这便相当于滩涂的盐分。我国光是滩涂就有几千万亩,为什么提出亩产指标呢? 因为种水稻需要施肥、灌水、治理病虫害,这些都需要成本。目前海水稻多为半野生状态,产量不高,亩产只有100公斤左右。这样的稻子农民种了,连成本都收不回。但如果亩产能提高到300公斤以上,种海水稻就划得来,农民种植的积极性就会提高。
文汇报:目前,海水稻研究在世界各国取得的进展如何?
袁隆平:世界上对海水稻的重视还不够,总体上看研究进展都不大。不过,我国发展海水稻有两个无可比拟的优势:首先,我国地大物博,耐盐碱水稻苗种资源丰富;更为关键的是,外国研究海水常规稻,我们研究海水杂交稻。水稻有着杂种优势,而且杂交稻从种业开始就更容易形成一条产业链,常规稻则如同“黄瓜打锣,一锤子买卖”,效益不高。
文汇报:在连日的走访中,听到有一种评价“我国的海水稻研究水平位居世界第一”,您同意这说法吗?
袁隆平:我国的海水稻仍处于研究阶段,还不能随便说世界领先,说了那不就是吹牛嘛。不过,未来,我当然希望是这样的。
文汇报:您这么大岁数,一到现场就想着“先下田”,累不累? 您有退休的计划吗?
袁隆平:我现在还在第一线,觉得自己身体还可以,还能继续干下去,国家也让我继续干下去。
对我来说,活到老,工作到老,只要身体好,脑瓜子不糊涂,不痴呆,有精力工作,我就不退休。
对于接班人的问题,我现在精力不够了。关门了 (不再招收硕士和博士生)。之前一共培养了20多个博士生,其中有些还是很不错的。
文汇报:有什么长寿秘诀可以分享? 业余时间您喜欢做些什么?
袁隆平:我天天运动,锻炼身体。几乎每天晚上都会和大家一起打两局气排球,累了就看他们打。
文汇报:有些人说杂交水稻“高产低质”,海水稻会出现这种问题吗?
袁隆平:有些人认为,高产就不优质,这是片面的。上个世纪,我们国家首先要解决的是温饱问题,因此产量必须被放在优先地位。高产更高产,现在水稻亩产已过1000公斤,还在向更高水平攻关,将来最好每公顷产量达到20吨,我就满足了。
而随着生活水平的提高,温饱解决了,人们还要吃好,我们便改变战略,转入高产优质。但我一直坚持一个原则,绝不以牺牲产量的代价来换优质。
日本培育出一种优质米,叫“越光”,在中国超市能卖到80元一斤。我们超级稻新品种的品质可以和“越光”媲美,但是“越光”的亩产只有800斤,仅仅是我们超级稻的一半。日本人最先提出搞超级稻,结果我们后来居上,超过了他们。日本人很骄傲的,但在我们的水稻面前,他们还是折服了。
“目前看,这片稻田长得可以。”日前,中国工程院院士、有着“杂交水稻之父”之称的袁隆平,对青岛海水稻研究发展中心试验基地所种植的海水稻试验田,给予了积极的评价。去年,他成为该研发中心主任和首席科学家。
“人们对海水稻可能有些误解,认为它就是在海边生长或者用海水灌溉的水稻。其实不然,将来不仅在沿海滩涂,在内陆的一些盐碱地也有望见到它的身影。海水稻这个名字更多地为了方便向公众科普,它是耐盐碱水稻的俗称,英文名为‘Saline-alkaliTolerant Rice’。”研发中心执行主任刘佳音告诉记者。
盐碱地,在人们的印象中,就是白花花的荒地,寸草不生。让这样的土地变成青翠娇嫩的稻田,这得有多难?
在袁隆平和他的海水稻研发中心看来,成功的希望很大,信心很足。他们的依据是什么?实现这一步还要付出哪些努力?现阶段遇到了什么困难?带着上述问题,记者于近日来到青岛,对相关科研人员进行采访。
1
在“豪宅”“后花园”研究海水稻
有人说,青岛市给了袁隆平一座“豪宅”,而他,却全部用来做科研。
走进青岛院士港16号楼,与门外大喷泉、大草坪、大台阶形成鲜明对比的是,一楼大厅内,首先映入眼帘的便是一张朴素而“特殊”的中国地图,蓝、黄、红等色块占据了地图中大片的区域。
这幅图,与袁隆平的第三个梦想息息相关。
最近,在早些年的“禾下能乘凉”、“水稻遍全球”之后,袁隆平在米寿生日提出了自己关于海水稻的梦想。“我希望通过3年的努力,让海水稻抗盐碱超过0.6%,亩产达到300公斤以上。”他说。
那是一张中国盐碱地分布地图。从图上可以看出,我国盐碱地分布极为广泛,类型也是多种多样,主要包括东部滨海盐碱地、黄淮海平原盐渍土、东北松嫩平原盐碱地、半荒漠内陆盐土、青海新疆极端干旱的漠境盐土等类型,而从盐碱度上划分,则可以分为含盐量在千分之三以下的轻盐碱地、千分之三到千分之六的中度盐碱地以及千分之六以上的重盐碱地。
“不算数千万亩的沿海滩涂,光内陆盐碱地,我国就有约15亿亩,而急需被改造和利用的盐碱地接近3亿亩。合理开发这些盐碱地资源,对保障粮食安全,维护农业可持续发展具有重要意义。”研发中心副主任张国栋说。
如何改造? 研发中心的选择是利用杂种优势,培育出耐盐碱高产水稻,之后辅以稻作改良技术,在滩涂和内陆盐碱地中收获稻米。
而耐盐碱材料的培育,在白泥地公园这片“后花园”中悄无声息,而又平稳有序地进行。
白泥地公园位于青岛西侧,三面环海,原为填海而成。公园正中,置放着一块巨石,上面刻着袁隆平题的字:青岛海水稻研究发展中心。走进大门,道路南侧分布着排列整齐的12块绿色试验田,与常规稻田里整齐划一的浓绿不同的是,试验田里种植着大量不同的品种,分别处于不同的生长期,而且长势也有极大的不同。
“海水稻和普通水稻的生长期一致,可分为苗期、分蘖期、有穗分化期、抽穗扬花期、灌浆结实期等。这几块稻田有的即将结实、有的正在扬花,有的却刚刚分蘖。产生该情况的原因,一是水稻材料自身生长期的长短不一,二是我们为了安排杂交试验组合,提前对此做了安排。”试验基地研发部经理张树寅说,“可以看到,由于不同材料的耐盐碱能力不同,能力稍差就会出现叶片干黄、退化现象,将来就会被淘汰。”
至于淘汰率,说来高得惊人。目前,用咸水浇灌的试验田有两块,分别是7号和8号,为耐盐碱水稻材料鉴定试验种植区,主要考察在不同盐度条件下,筛选鉴定不同水稻试验材料的耐盐碱特性,而后选取耐盐碱单株。两块田的总面积为1149平方米,种植的耐盐碱材料种类竟然达到302种。有的一平方米就种了一种材料。然而,最终成功被选中的,可能不到1%。
2
以杂交路线为特色研究海水稻
袁隆平此次来青岛的主要目的,就是进行第一轮筛选。
在杂交水稻国家重点实验室研究员李新奇的小本子上,记录了10多个通过初选的品种,评价从“两星”到“四星+”不等。
为何在此时开始第一轮筛选? 李新奇回答:“8月底9月初是这批海水稻正常吐穗扬花的时期,即生殖生长期,也就是说,之前的营养生长期已过,株高、株形、叶姿等形状基本确定。这段时间非常关键,直接决定了水稻的产量和品质,也是水稻对盐碱危害最为敏感的时期之一。”
仔细观察海水稻稻穗,会发现即便在同一种材料中,也有部分株“与众不同”。原来,这都是杂交配组材料。今年,试验基地将会配比超过1000个杂交组合,进一步积累材料。
稻田中星罗棋布的白色套袋,便是正在进行中的杂交试验。今年刚毕业的大学生张晓猛弯腰站在水田中,将父本的黄色花粉,一口一口地吹上去掉雄蕊之后的母本稻穗,结束后,为避免污染,为母本套上白色套袋,并绑上一个标记着父母本的粉红色小牌。“我自己总结的杂交秘诀就是,首先要计算准花期,对得上,手法上还要拿得稳、靠得近。”他说。
不到两个月的时间,张晓猛已经被晒成了“黑炭”。可他和水稻的感情却越来越深,碰到了植株,他还和它们道歉说:“对不起,我的小宝贝,不小心伤到你们了。”如今的他,终于明白“不下田,待在计算机旁种不出水稻”的真正含义。
在青岛海水稻研发中心成立之前。广东湛江人陈日胜和他的“海稻86”在海水稻研究领域已取得不小的知名度。早在1986年,陈日胜就发现了一种可以抵抗海水盐碱性的野生水稻,高度约180厘米,稻壳上有长芒,米呈红色,并由此开始了长期的培育工作。不过,其商业化种植进展有限。
“‘海稻86’的耐盐碱能力很强,对杂交而言,它也是一个很好的材料。毕竟,我们要选出最强、最好的耐盐碱品种,就要综合考虑抗盐碱性、结穗穗数、营养生长情况。所以,我们的试验田不光种植海水稻,还有很多高产普通水稻,为的就是通过杂交整合各类性状优势。以杂交路线为特色开展海水稻研究,是袁院士主导海水稻研发的重要切入点。”张国栋说。
其实,不只“海稻86”,国际水稻种质基因库已搜集了多种耐盐碱程度为0.3%—1.2%左右的野生水稻资源,但由于野生海水稻普遍产量低,株叶形态不佳,如果走常规海水稻路线,改良周期太长。若是走海水杂交稻,利用“一加一大于二”的水稻杂种优势,选育出高产、抗病和优质的种质资源并用于商业推广的可行性更高一些。
3
选种拒绝“养花”给予较低水平水肥
在试验基地的最西侧,是一个盐度调节池,可以独立控制。将海水引入到池子中,加入一定比例的淡水,配制出不同浓度的盐水。7号田和8号田,就用配比后的盐水进行灌溉,从而模拟出不同程度的盐碱地情况,培育稻种的耐盐碱性。“最开始使用千分之三盐度的水,现在已经提高到千分之六。”试验田生产队长张立山说。每天一大早,他都要走遍稻田,对每一种材料的长势进行观察、测量和记录。在7号田和8号田,他还要特别拿出盐度计,对水的盐度进行测量,6.2左右算是达标。
和记者聊天时,64岁的老张脸上一直挂着笑容,“从今年4月份播种,长到现在这么壮实,很有成就感。”他说,能跟着袁隆平做事,他骄傲。
老张来自日照莒县的大路东村,至今都能忆起盐碱地种田的艰辛。“种玉米,叶子干黄,杆子很细,芦苇、杂草却呼呼地疯长,最后亩产不到正常的一半,有时甚至颗粒无收。没办法,土的盐碱度太高,我也只能施些农家肥,没能力改造。”他说,“越种越没希望,自己结婚都没钱盖房,只能跟着村民一起,外出打工。地越来越荒,人越来越少,偶尔回家村里晚上一点亮光都没有。”
那时的老张怎么也想不到,后来自己亲手在盐水里种出了稻田。
问他种海水稻和普通水稻在种植上的差别,平日里扎在天里,大大咧咧的老张却能有条不紊地说来。据他透露,最大的区别是不用烤田。普通水稻在分蘖期后需要放水晒田,但如果海水稻这么做,“晒出”的盐碱结晶就容易附着在水稻根部,影响其生长。
他也坦言,面对如此繁多的水稻材料,他压力很大,因为材料从全世界送过来,蕴含着国内外多位科学家可能是一生的心血。他生怕自己的一个疏忽,毁掉科学家的一切。现在,各个品种的生长周期,他都牢记于心,“就像对待自己亲生儿女的出生年月一样记住水稻出生的日子”。
如此细心,难免引发外界关于试验基地是否在小片区内“养花”提升产量的讨论。对此,张立山给出了否定的答案。“我们对材料认真而热情,但并不意味着像‘养花’那样养水稻。我们并未给予海水稻完美的水肥条件,相反,我们只是给其一个较低水平的水肥条件。因为我们的目标不是高产攻关,而是选种育种,在较低水肥条件下更能够测试材料在各方面的潜力。举个例子,我只除虫,不除菌,为的就是寻找到抗病性状更好的材料。”他说。
那么,海水稻是咸的吗? 会更好吃吗?“海水稻不是咸的,这个可以确定。但并不是所有的碱生稻都好吃。只有在选地时经过测定,排除重金属含量高的地块,选择微量元素高的地块;在杂交稻种选择上,用那些口感好的优质稻米;此时,结合盐碱地逆境状态下病虫害较少的优势,才能够达到优质、绿色、无公害的要求。”张树寅分析。
4
向全世界的盐碱地要耕地
在基地之外,更大规模的区域试验正在进行中。
今年,青岛海水稻研发中心与全国18家农科类研究所合作,在31个典型盐碱地稻作区开展全国性的耐盐碱区域试验。4月份起,根据各地的气候特征,首批区域试验先后展开。
日前,记者来到即墨市金口镇试点基地,一路上,植被逐渐从玉米、花生过渡到芦苇杂草,快要见底的水沟上沿,被烈日晒出雪白的盐斑。试点基地负责人张树臣,正在此查看水稻长势。
“这片田之前荒废了6年多,能种起来太不容易了,希望将来能重塑‘百年金口大米’曾经的辉煌。”张树臣说,刚来到此地,想找人帮忙都找不到,毕竟,由于干旱和盐碱化,当地太久不种水稻,连50岁的人都不会,他只能向年纪更大的农民请教,并结合研发中心力量,在耕作中形成一套专业的适合本地的稻作技术模式。
不过,可惜的是,由于今年年初的重旱,再加上水利设施的短缺,金口镇试点面积从初定的400亩调整到100亩。“种田的水都抽自远处的鱼塘,而鱼塘的水,也只能保证几十亩地,还要从4里外抽来。”他说。
缺水,会成为发展海水稻的制约因素吗?“不会。”张国栋肯定地说,“极端缺水的荒漠盐碱地并非我们的着力范围。我们初期的目标是两块,首先是滨海盐碱地,面积有数千万亩,淡水或者盐度在千分之六以下的咸水,这里并不缺。其次是内陆的内流河流域的盐碱地,这里也不是缺水。响应‘一带一路’,我们希望前者的品种和经验能向外推广到东南亚地区,后者的品种和经验不仅在南疆扎根,还推广到气候条件相似、水资源甚至更为丰富的中亚地区。”
“耐盐碱能力不是说出来的,需要科学的测定,世界范围内尚无耐盐碱水稻的评估标准。过去,很多海水稻被宣称耐盐碱能力达到多少,可若该数据来源于传统的盐碱地改造方式,即种植前反复大水漫灌压盐碱———这实际上相当于淡水种稻,没有意义。”张国栋表示,青岛研发中心目前也承担一部分国家耐盐碱水稻的标准制定工作。
“其实,我们早在2012年就开始进行耐盐碱水稻研究,但当时和多数同行一样,还是局限在沿海水稻耐盐碱能力的学术研究上。直到袁隆平院士向我们提出,要发展耐盐碱杂交高产水稻,不仅要在海边,更要向内陆盐碱地要地。”刘佳音说,“我们已经向外提出三年研发出可产业化品种,跟过去关着门做事的压力相比已不可同日而语。”
要加快速度,需结合加代扩繁和分子育种两条路。前者指的是在青岛第一代试验海水稻收割后,将种子带枉海南南繁基地,利用当地的温度优势,在冬季对优良的材料进行扩繁增加种量,并继续配组、杂交加代,一代更比一代强。在海水稻进行杂交回交8代后,才能获得相对稳定的品系,这个时间需要3年。后者使用分子技术,先找出含有耐盐碱主导基因的材料,而后通过标记,确定哪一个子代继承了这个主导基因,缩减育种时间。
刘佳音向记者讲述了研发中心的“中华拓荒人计划”———第一阶段,用3年,让耐盐碱水稻的抗盐碱能力超过0.6%,亩产300公斤以上,就能多养活8000万人口,为国家增加1亿亩耕地;第二阶段,5年时间,以耐盐碱水稻种植为核心,结合盐碱地排灌模式改造与配套种植植保技术,实现稻作改良盐碱地技术产业化、全球化发展,帮助更多耕地资源稀少的国家,拓荒变田,解决粮食稀缺、饥饿问题。
盐碱稻花香,即将袭来。