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”
海南日報記者 黃媛艷
人間四月，風吹稻浪，稻香十里，海南的南繁試驗田又迎來實驗稻的采收季節(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，甚至進一步挖掘水稻的經(jīng)濟價值……在海南這個南繁沃壤里，育種家們年復一年地開展種業(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？請跟隨海南日報記者一探究竟。
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)千號和叁優(yōu)壹號，2020年基地超優(yōu)千號水稻平均畝產(chǎn)508.4公斤，高產(chǎn)丘塊達到547.5公斤，今年這兩個品種的試驗目標是在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)新中心負責人艾治勇說。
科研人員將大顆粒的水稻與常規(guī)的水稻放在手上對比。海南日報記者 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，陳日勝培育出一個耐鹽堿水稻的品種“海稻86”。2014年袁隆平團隊參與改良“海稻86”�，F(xiàn)在的耐鹽堿水稻，在生長時節(jié)、稻穗外觀上與普通水稻已經(jīng)差別不大。
為什么科學家需要耗費數(shù)十年心血進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。”艾治勇說。
2020年，袁隆平團隊在全國十地啟動耐鹽堿水稻萬畝片種植示范。2021年1月，該團隊宣布已在全國簽約600萬畝鹽堿地改造項目，今年將啟動耐鹽堿水稻的產(chǎn)業(yè)化推廣和商業(yè)化運營，擬用8年到10年實現(xiàn)1億畝鹽堿地改造整治目標，實現(xiàn)“億畝荒灘變良田”。如果按最低產(chǎn)量畝產(chǎn)300公斤計算，每年增產(chǎn)300億公斤，相當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。中國科學院海南種子創(chuàng)新研究院高級實驗師趙顯峰選育的“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)勢利用，希望培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣泛適應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”雖個頭大，口感也不錯，但還有繼續(xù)改進的空間�！按罅５乃倦m然粒重，但往往堊白度較高，外觀較差，加工時容易破碎，這是育種專家努力改良的方向�！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學高級實驗師劉喜說。
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，科研人員正在進行田間管理。海南日報記者 武威 攝
在雜交水稻雙季畝產(chǎn)3000斤的三亞示范試驗田內(nèi)，于今年1月28日插秧的超優(yōu)千號水稻已經(jīng)抽穗。雖然個頭只有約1.3米，外觀與普通水稻沒有明顯的差異，但超優(yōu)千號早稻每畝可達17萬穗，單穗稻谷約有320粒，遠高于常規(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�！比齺喪心戏笨茖W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”設想，目前海南、廣東、廣西等南方多個省份都在開展雙季稻周年畝產(chǎn)3000斤目標攻關(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行雙季稻周年畝產(chǎn)3000斤的攻關(guān)？這是因為在國內(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。海南日報記者 黃媛艷 攝
吃得好 瞄準稻米中的營養(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)大學位于陵水黎族自治縣的南繁基地試驗田內(nèi)，生長著適合慢性腎病患者食用的低谷蛋白水稻。4月時節(jié)，水稻已經(jīng)稈青籽黃，預計畝產(chǎn)可達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擔。
“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�！敝袊こ淘涸菏咳f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、增強腦細胞代謝功能，有助于緩解高血壓和心腦血管疾病。”南京農(nóng)業(yè)大學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、米粉等進行食用�！� 田云錄說。
“瓜子稻”的稻谷形態(tài)酷似瓜子仁。海南日報記者 黃媛艷 攝
同樣是對稻米中特定營養(yǎng)物質(zhì)的研究，一些育種專家將目標瞄準了普通稻米中的直鏈淀粉含量。
還是在南京農(nóng)業(yè)大學陵水南繁基地，入口處種植的寧香粳9號水稻，稻香濃郁、稻穗飽滿、葉姿挺拔。它最大的特點，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)鑒評金獎的品種，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，米飯越柔軟。
據(jù)科研團隊介紹，寧香粳9號水稻是通過將不同水稻品種進行雜交、復交，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對比試驗中，該品種生育期比較短，實收畝產(chǎn)都在1300斤以上�！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學教授李剛?cè)A說。
“寧香粳9號的稻米售價目前超過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，科研團隊正在進行科研攻關(guān)，不斷擴大新品種的種植范圍并提高抗病性。
價值多元 秸稈做飼料、稻田作畫……深挖水稻更多經(jīng)濟價值
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)中會有價值嗎？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，普通水稻秸稈細胞壁結(jié)構(gòu)致密、柔韌性強，每逢水稻收割后，留下的秸稈難以被機械徹底粉碎，還田后降解慢，又因為莖稈營養(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)價值較高，可開發(fā)成牛羊飼料。”劉喜說。
還有種水稻，個頭矮、產(chǎn)量少、稻粒小，但科研人員卻對其充滿興趣。
在三亞崖州灣科技城南繁片區(qū)的試驗田里，在平均身高超過1米的常規(guī)稻旁，個子不到30厘米的“小薇”水稻很是顯眼。中國農(nóng)業(yè)科學院中國水稻研究所種質(zhì)創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn)，“小薇”水稻除了個頭矮，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，可以作為模式植物在實驗室內(nèi)進行大規(guī)模種植和篩選，并且實現(xiàn)表型精確鑒定，提高科研效率。”劉喜說，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、均一可重復的條件下進行操作，可促進耐鹽、高低溫和病蟲害等相關(guān)研究。
相比其貌不揚的“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院海南種子創(chuàng)新研究院試驗田，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’，其種子價格也十分昂貴。”田云錄說，彩色水稻不僅有很高的經(jīng)濟價值，而且還極具旅游文化價值，能帶動鄉(xiāng)村旅游和休閑農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
(海南日報三亞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，加工時容易破碎，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
版面設計：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
