2021-10-19 08:34:06
有著“北大倉”美譽的東北，是我國最大的粳稻產(chǎn)區(qū)，在全國粳稻種植版圖上，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，東北的水稻生產(chǎn)直接影響著我國大米市場的穩(wěn)定和國人的口糧安全，承載著國家糧食安全的重任。
提及東北水稻，就不得不提到一個人，他就是中國工程院院士、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所所長陳溫福。作為我國超級稻育種理論與實踐研究的重要奠基人之一、我國生物炭研究領(lǐng)域的重要開創(chuàng)者，他將保障國家糧食安全和促進(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關(guān)系國家糧食安全的要害做文章，在育種上，堅持高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)‘兩條腿走路’；在耕地保護(hù)上，通過生物炭技術(shù)推進(jìn)綠色生產(chǎn)。”秋糧豐收之際，記者來到遼沈大地，傾聽陳溫福講述水稻育種研究的故事，探尋他與團(tuán)隊推動?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)系國計民生的頭等大事。近年來，我國糧食連年豐收，國人早已告別“這是必須的。”陳溫福堅定地回答，隨后算了一筆糧食賬：按照中國營養(yǎng)學(xué)會的計算，我國人均日食物消費折合優(yōu)質(zhì)糧約為1.75斤，全國人民每天需要消耗24.5億斤糧食，如果用50節(jié)一列的火車來拉，大概要排40公里。
“然而我國可用于穩(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、俄羅斯等大國，要滿足我們國家這么多人吃飯，就必須提高土地產(chǎn)出。”陳溫福強調(diào)。
習(xí)近平總書記指出，“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上。我們的飯碗應(yīng)該主要裝中國糧。”陳溫福對此有著深刻的認(rèn)識：“原來我們說靠國內(nèi)國外兩種資源、兩個市場，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，必須立足國內(nèi)、增加供給。”
陳溫福團(tuán)隊的研究顯示，隨著人們生活水平的提高，粳稻在全國稻米總消費量中的占比不斷增加，而國際常年貿(mào)易量僅為80億斤左右，對于一個千億斤級別的消費大國而言，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，宣告了中國梗型超級稻的誕生。此后，粳型超級稻新品種不斷涌現(xiàn)，種植面積逐年擴(kuò)大，在沃野千里的東北平原全面鋪開。
“糧食安全這根弦任何時候都不能松”，作為一名育種專家，陳溫福的確是這么做的。跑遍全國搜集水稻種質(zhì)資源、在遼寧建立多個百畝示范片、每年冬天到三亞南繁基地開展新品種試驗……為了育出產(chǎn)量更高的粳稻品種，已經(jīng)66歲的陳溫福從沒有停下育種的腳步，一年當(dāng)中他有200多天堅持“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)，離不開育種家的經(jīng)驗和靈感：“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，才能發(fā)揮更大作用。”
一個品種好不好，關(guān)鍵要種給農(nóng)民看。沈陽市遼中卡力瑪水稻實驗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，新品系700余份，并創(chuàng)造了超級稻品種最高試驗畝產(chǎn)985公斤的紀(jì)錄。每年一到水稻生育季節(jié)，來此觀摩的農(nóng)民絡(luò)繹不絕。
“我經(jīng)常到試驗站來瞅瞅，哪個品種高產(chǎn)、抗倒伏，哪個好選哪個。”種植超級稻十多年的沈陽市農(nóng)和家庭農(nóng)場負(fù)責(zé)人朱士勇告訴記者，這幾年通過選用高產(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，這是人們對東北大米的普遍印象。在全國大米市場里，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”，國內(nèi)大米市場出現(xiàn)高端需求。糧食消費市場的新變化，也帶來了東北大米生產(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、市場銷售價格高，受到稻農(nóng)、消費者和米業(yè)的青睞。”在陳溫?？磥恚澄逗玫膬?yōu)質(zhì)米品種將是未來消費市場的發(fā)展趨勢，亟待開展稻米品質(zhì)新資源發(fā)掘和利用，進(jìn)行高檔優(yōu)質(zhì)稻開發(fā)研究。
稻花飄香的時節(jié)，在遼中卡力瑪水稻實驗站，500多畝的水稻田里蔥綠與金黃相染。這里種植多個高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)超級稻品種，對照越光、秋田小町等日本優(yōu)質(zhì)稻品種，通過統(tǒng)一播種、統(tǒng)一插秧、統(tǒng)一田間管理，進(jìn)行田間對比試驗。
“我們通過品種創(chuàng)新，與日本優(yōu)質(zhì)品種做雜交，擴(kuò)大遺傳基礎(chǔ)，從育種方法上實現(xiàn)超級稻的品質(zhì)提高。”團(tuán)隊成員、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所教授徐海介紹，目前超級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)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)二級才能通過國審。
在創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)新品種的同時，團(tuán)隊集成多種優(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，有效提高了成穗率和充實度，實現(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)、減肥減藥等多個方面，提升水稻食味品質(zhì)。”團(tuán)隊成員、東北水稻生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室主任張文忠教授介紹，僅在氮肥減施方面，通過十多年的努力實現(xiàn)減肥10％-20％。
在陳溫福的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊培育出“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，不僅在食味品質(zhì)上達(dá)到國際一流水平，而且抗性、產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀表現(xiàn)優(yōu)異，先后獲全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評金獎、中國·黑龍江國際大米節(jié)銀獎、遼寧省首屆優(yōu)質(zhì)稻品種食味鑒評第一名等多個榮譽。
一粒種子催生區(qū)域種植結(jié)構(gòu)改變。據(jù)團(tuán)隊成員唐亮教授介紹，近年來團(tuán)隊育成的優(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，品種適宜種植區(qū)域廣，抗病抗倒性強，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。”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)的東北水稻離不開肥沃的黑土地滋養(yǎng)。然而，長久的不合理利用導(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)，時間長了就會退化，糧食生產(chǎn)就沒有保障。”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，還保障了國家糧食安全。
針對目前東北黑土地退化問題，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)田里能實現(xiàn)“碳封存”，可以形象地將其理解為“秸稈炭化還田”。在國內(nèi)外學(xué)界，生物炭被譽為“黑色黃金”，對解決農(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)隊在國內(nèi)率先開展了生物炭研究，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)隊開發(fā)出的水稻、玉米、大豆等生物炭基肥料，受到市場和農(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勢整齊、葉片壯實。“自打去年育苗的時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，“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，感覺土壤更暄了，化肥用量減少了，水稻長得更好了。”
“生物炭對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)隊的實驗結(jié)果舉例說明：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％。
“實踐表明，生物炭對耕地保護(hù)、提高作物產(chǎn)量、保障國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‘大國糧倉’。”
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