2021-10-19 08:34:06
有著“北大倉(cāng)”美譽(yù)的東北，是我國(guó)最大的粳稻產(chǎn)區(qū)，在全國(guó)粳稻種植版圖上，東北三省占據(jù)了半壁江山。東北也是全國(guó)糧食商品率最高的地區(qū)，水稻的商品率高達(dá)70％。毫不夸張地說(shuō)，東北的水稻生產(chǎn)直接影響著我國(guó)大米市場(chǎng)的穩(wěn)定和國(guó)人的口糧安全，承載著國(guó)家糧食安全的重任。
提及東北水稻，就不得不提到一個(gè)人，他就是中國(guó)工程院院士、沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所所長(zhǎng)陳溫福。作為我國(guó)超級(jí)稻育種理論與實(shí)踐研究的重要奠基人之一、我國(guó)生物炭研究領(lǐng)域的重要開(kāi)創(chuàng)者，他將保障國(guó)家糧食安全和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展視作矢志不渝的追求。
“我們緊緊圍繞種子和耕地這兩個(gè)關(guān)系國(guó)家糧食安全的要害做文章，在育種上，堅(jiān)持高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)‘兩條腿走路’；在耕地保護(hù)上，通過(guò)生物炭技術(shù)推進(jìn)綠色生產(chǎn)。”秋糧豐收之際，記者來(lái)到遼沈大地，傾聽(tīng)陳溫福講述水稻育種研究的故事，探尋他與團(tuán)隊(duì)推動(dòng)?xùn)|北水稻邁向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)綠色生產(chǎn)的“密碼”。
高產(chǎn)——
“保障糧食安全就必須提高土地產(chǎn)出”
人是鐵飯是鋼，一頓不吃餓得慌。吃飯是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的頭等大事。近年來(lái)，我國(guó)糧食連年豐收，國(guó)人早已告別“這是必須的。”陳溫福堅(jiān)定地回答，隨后算了一筆糧食賬：按照中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)的計(jì)算，我國(guó)人均日食物消費(fèi)折合優(yōu)質(zhì)糧約為1.75斤，全國(guó)人民每天需要消耗24.5億斤糧食，如果用50節(jié)一列的火車來(lái)拉，大概要排40公里。
“然而我國(guó)可用于穩(wěn)定生產(chǎn)糧食的耕地只有18億畝，人均才1.3畝，遠(yuǎn)低于美國(guó)、俄羅斯等大國(guó)，要滿足我們國(guó)家這么多人吃飯，就必須提高土地產(chǎn)出。”陳溫福強(qiáng)調(diào)。
習(xí)近平總書(shū)記指出，“中國(guó)人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己手上。我們的飯碗應(yīng)該主要裝中國(guó)糧。”陳溫福對(duì)此有著深刻的認(rèn)識(shí)：“原來(lái)我們說(shuō)靠國(guó)內(nèi)國(guó)外兩種資源、兩個(gè)市場(chǎng)，但是這兩年有了明顯變化，特別是新冠肺炎疫情發(fā)生后，一些糧食輸出大國(guó)宣布不再出口糧食，現(xiàn)在我們依靠進(jìn)口調(diào)節(jié)的余地很小，必須立足國(guó)內(nèi)、增加供給。”
陳溫福團(tuán)隊(duì)的研究顯示，隨著人們生活水平的提高，粳稻在全國(guó)稻米總消費(fèi)量中的占比不斷增加，而國(guó)際常年貿(mào)易量?jī)H為80億斤左右，對(duì)于一個(gè)千億斤級(jí)別的消費(fèi)大國(guó)而言，立足自給才是正途。
回顧歷史，東北水稻產(chǎn)量的提升為我國(guó)糧食增產(chǎn)作出了重要貢獻(xiàn)，而這也凝聚著陳溫福的心血。
早在1996年，陳溫福主持水稻超高產(chǎn)育種研究取得重大突破：創(chuàng)制出新株型優(yōu)異種質(zhì)“沈農(nóng)89366”，育成了第一代直立大穗型超級(jí)稻“沈農(nóng)265”，連續(xù)多年大面積試種示范畝產(chǎn)突破800公斤，宣告了中國(guó)梗型超級(jí)稻的誕生。此后，粳型超級(jí)稻新品種不斷涌現(xiàn)，種植面積逐年擴(kuò)大，在沃野千里的東北平原全面鋪開(kāi)。
“糧食安全這根弦任何時(shí)候都不能松”，作為一名育種專家，陳溫福的確是這么做的。跑遍全國(guó)搜集水稻種質(zhì)資源、在遼寧建立多個(gè)百畝示范片、每年冬天到三亞南繁基地開(kāi)展新品種試驗(yàn)……為了育出產(chǎn)量更高的粳稻品種，已經(jīng)66歲的陳溫福從沒(méi)有停下育種的腳步，一年當(dāng)中他有200多天堅(jiān)持“泡”在水稻田里。
與水稻打了大半輩子交道，陳溫福認(rèn)為育種是一種藝術(shù)，離不開(kāi)育種家的經(jīng)驗(yàn)和靈感：“只有把常規(guī)育種技術(shù)和分子生物育種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，才能發(fā)揮更大作用。”
一個(gè)品種好不好，關(guān)鍵要種給農(nóng)民看。沈陽(yáng)市遼中卡力瑪水稻實(shí)驗(yàn)站作為陳溫福院士工作站，這里每年展示水稻新品種100余個(gè)，新品系700余份，并創(chuàng)造了超級(jí)稻品種最高試驗(yàn)畝產(chǎn)985公斤的紀(jì)錄。每年一到水稻生育季節(jié)，來(lái)此觀摩的農(nóng)民絡(luò)繹不絕。
“我經(jīng)常到試驗(yàn)站來(lái)瞅瞅，哪個(gè)品種高產(chǎn)、抗倒伏，哪個(gè)好選哪個(gè)。”種植超級(jí)稻十多年的沈陽(yáng)市農(nóng)和家庭農(nóng)場(chǎng)負(fù)責(zé)人朱士勇告訴記者，這幾年通過(guò)選用高產(chǎn)新品種，自家的水稻畝產(chǎn)達(dá)到了1400-1500斤。而像他這樣的種糧大戶，僅在遼中就有25家。
優(yōu)質(zhì)——
“讓國(guó)人吃上更好吃的東北大米”
米飯潔白、晶瑩剔透、飯香濃郁，這是人們對(duì)東北大米的普遍印象。在全國(guó)大米市場(chǎng)里，東北大米也常常是以優(yōu)質(zhì)大米的身份占據(jù)一席之地。
隨著生活水平的提高，人們已經(jīng)從“吃飽”轉(zhuǎn)向“吃好”，國(guó)內(nèi)大米市場(chǎng)出現(xiàn)高端需求。糧食消費(fèi)市場(chǎng)的新變化，也帶來(lái)了東北大米生產(chǎn)的變革。
“比如五常稻花香，產(chǎn)量并不高，但其食味品質(zhì)好、市場(chǎng)銷售價(jià)格高，受到稻農(nóng)、消費(fèi)者和米業(yè)的青睞。”在陳溫福看來(lái)，食味好的優(yōu)質(zhì)米品種將是未來(lái)消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，亟待開(kāi)展稻米品質(zhì)新資源發(fā)掘和利用，進(jìn)行高檔優(yōu)質(zhì)稻開(kāi)發(fā)研究。
稻花飄香的時(shí)節(jié)，在遼中卡力瑪水稻實(shí)驗(yàn)站，500多畝的水稻田里蔥綠與金黃相染。這里種植多個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)超級(jí)稻品種，對(duì)照越光、秋田小町等日本優(yōu)質(zhì)稻品種，通過(guò)統(tǒng)一播種、統(tǒng)一插秧、統(tǒng)一田間管理，進(jìn)行田間對(duì)比試驗(yàn)。
“我們通過(guò)品種創(chuàng)新，與日本優(yōu)質(zhì)品種做雜交，擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)，從育種方法上實(shí)現(xiàn)超級(jí)稻的品質(zhì)提高。”團(tuán)隊(duì)成員、沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所教授徐海介紹，目前超級(jí)稻品種選育也在向著高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，需要達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)二級(jí)才能通過(guò)國(guó)審。
在創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)新品種的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)集成多種優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)、資源高效利用的栽培技術(shù)，在降低總施氮量的同時(shí)，有效提高了成穗率和充實(shí)度，實(shí)現(xiàn)了北方粳稻優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。
“這些年我們的研究有了明顯變化，注重從品種、栽培技術(shù)、輕減化生產(chǎn)、減肥減藥等多個(gè)方面，提升水稻食味品質(zhì)。”團(tuán)隊(duì)成員、東北水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張文忠教授介紹，僅在氮肥減施方面，通過(guò)十多年的努力實(shí)現(xiàn)減肥10％-20％。
在陳溫福的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)培育出“沈農(nóng)508”和“沈農(nóng)625”等優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高效粳稻新品種11個(gè)，不僅在食味品質(zhì)上達(dá)到國(guó)際一流水平，而且抗性、產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀表現(xiàn)優(yōu)異，先后獲全國(guó)優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評(píng)金獎(jiǎng)、中國(guó)·黑龍江國(guó)際大米節(jié)銀獎(jiǎng)、遼寧省首屆優(yōu)質(zhì)稻品種食味鑒評(píng)第一名等多個(gè)榮譽(yù)。
一粒種子催生區(qū)域種植結(jié)構(gòu)改變。據(jù)團(tuán)隊(duì)成員唐亮教授介紹，近年來(lái)團(tuán)隊(duì)育成的優(yōu)質(zhì)稻新品種在東北稻區(qū)種植面積迅速擴(kuò)大。其中“沈農(nóng)625”是遼寧省水稻種植結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中具有代表性的優(yōu)質(zhì)水稻新品種，作為優(yōu)質(zhì)、綠色、高效品種在稻區(qū)推廣種植。而“沈農(nóng)508”煮出的米飯具有光澤潔白、軟硬適中、清新香甜、食味佳等特點(diǎn)，品種適宜種植區(qū)域廣，抗病抗倒性強(qiáng)，符合綠色、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)需求。
“超高產(chǎn)的不放松，優(yōu)質(zhì)的還得抓起來(lái)。”張文忠表示，下一步將瞄準(zhǔn)東北粳稻區(qū)重大關(guān)鍵技術(shù)需求，篩選出一批優(yōu)異基因資源，選育一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的粳稻新品種，支撐東北稻區(qū)粳稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
可持續(xù)——
“為子孫后代留下一片良田沃土”
“一方水土養(yǎng)一方稻”，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的東北水稻離不開(kāi)肥沃的黑土地滋養(yǎng)。然而，長(zhǎng)久的不合理利用導(dǎo)致黑土地“變薄、變瘦、變硬”，影響著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
“我國(guó)人多地少，只有保證耕地的可持續(xù)，才有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)。耕地就像人一樣，也需要‘吃飯’和養(yǎng)護(hù)。只種不養(yǎng)，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)退化，糧食生產(chǎn)就沒(méi)有保障。”陳溫福認(rèn)為，要在利用中保護(hù)黑土地，最好的方法就是種水稻，既保護(hù)和利用了黑土地，還保障了國(guó)家糧食安全。
針對(duì)目前東北黑土地退化問(wèn)題，陳溫福認(rèn)為，秸稈還田、增施有機(jī)肥、休耕輪作等措施都可以解決，“但是還有一條途徑，那就是生物炭技術(shù)。把秸稈變成生物炭還回土壤，可以實(shí)現(xiàn)土壤改良和農(nóng)業(yè)的土壤碳匯。”
據(jù)介紹，生物炭不同于傳統(tǒng)木炭，是秸稈等農(nóng)林廢棄生物質(zhì)在缺氧、亞高溫條件下熱解形成的富碳產(chǎn)物，碳含量達(dá)60％以上且理化性質(zhì)穩(wěn)定，施到農(nóng)田里能實(shí)現(xiàn)“碳封存”，可以形象地將其理解為“秸稈炭化還田”。在國(guó)內(nèi)外學(xué)界，生物炭被譽(yù)為“黑色黃金”，對(duì)解決農(nóng)林廢棄物環(huán)境污染、推進(jìn)水稻等農(nóng)作物綠色生產(chǎn)具有重要意義。
早在2005年，陳溫福就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了生物炭研究，2011年獲批成立遼寧省生物炭工程技術(shù)研究中心。目前，生物炭技術(shù)應(yīng)用已在遼寧、吉林、黑龍江、云南、貴州等地得到大面積推廣，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出的水稻、玉米、大豆等生物炭基肥料，受到市場(chǎng)和農(nóng)民的歡迎。
在遼中區(qū)冷子堡鎮(zhèn)劉士村村民劉同文的水稻地里，記者看到他家的水稻比鄰近地塊的長(zhǎng)勢(shì)整齊、葉片壯實(shí)。“自打去年育苗的時(shí)候就不再用自家地里的土了，而是水稻專用的生物炭育苗基質(zhì)。”他自豪地說(shuō)，“生物炭的好處明顯，老百姓講話‘一味使用氮磷鉀，土地早晚要搞砸’，我用炭基肥兩年了，感覺(jué)土壤更暄了，化肥用量減少了，水稻長(zhǎng)得更好了。”
“生物炭對(duì)作物具有明顯的增產(chǎn)作用。”遼寧省生物炭工程技術(shù)研究中心主任孟軍教授介紹。他用團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果舉例說(shuō)明：生物炭玉米專用肥有效地提高了穗粒數(shù)與粒重，產(chǎn)量提高7.6％-11.6％；生物炭大豆專用肥使分枝數(shù)、單株粒數(shù)和百粒重增加，產(chǎn)量增加7.2％。
“實(shí)踐表明，生物炭對(duì)耕地保護(hù)、提高作物產(chǎn)量、保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。”陳溫福希望，政府加大扶持力度，讓生物炭造福黑土地，“我們要為子孫后代留下一片良田沃土，守護(hù)好東北這個(gè)‘大國(guó)糧倉(cāng)’。”
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