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中国成功培育多年生稻,种1次可收4年, 一亩产量能有多少斤?
中国是世界上最大的稻米生产国,年产量超过2亿吨,全国60%的人口都以稻米为主食。因此,水稻的生产关系到国计民生,亩产量和总产量始终是水稻生产的重中之重。
作为世界水稻的种源国,我国从上世纪20年代开始水稻育种,在百年历程中创造了累累硕果。高产、优质的水稻品种推陈出新,对我国水稻增产的贡献率超过了60%,使中国水稻生产迈向了世界先进水平。
新突破!中国成功培育出多年生水稻
说起水稻的寿命,大家可能普遍认为都只有一年,因为我国种植的水稻大多是二倍体的栽培稻,是由人工驯化而来的一年生草本植物。栽培稻又可以分为两个亚种,分别是籼稻和粳稻,国内育种专家通过杂交、诱变、细胞工程等手段又在亚种下培育出了众多的品种。
无论是何种栽培品种,水稻的寿命始终都只有一年,在南方的一年两熟制稻区,水稻更是不足一年就可收获。不过,水稻的寿命并非只有一年!2022年11月7日,发表在《自然-可持续性》上的一篇论文公布了一项重大成果:我国科学家成功培育出了多年生水稻,只需播种一次就能连续种植4年,每年可收获2季。
这项具有颠覆性的成果首先要归功于多年生野生水稻。和栽培稻不同,野生稻并未被人类驯化,生长性状不佳,无法用作生产稻种。但部分野生稻却拥有特殊的繁殖能力,例如:长雄野生稻、药用野生稻、宿根野生稻以及澳洲野生稻,都能通过地下茎实现无性繁殖,播种一次就能收获多次。
科学家发现,长雄野生稻和栽培稻的亲缘关系最近,二者拥有相同的AA基因组,可利用“一系法”杂交育种。从杂交子一代F1中,优先选出地下茎发达的稻种,逐代培育出具有多年生性状的中间品系,稳定后再作为供体。最终,供体和常规的栽培稻品种杂交,将长雄野生稻的繁殖特性转移到栽培稻种中。
如此一来,杂交后代就具备了两种优势,一是栽培水稻的产量优势,二是野生水稻的多年生优势。值得一提的是,一些多年生稻种还表现出了质优价高的优势,例如:云大25(PR25)是一种优质的多年生粳稻品种,稻桩成活率达93.07%,糙米率达81.5%,精米率71.3%,整精米率63.1%,并且透明度1级,垩白度 5.0%,符合部颁的优质米3级标准。
多年生水稻:一亩能产多少斤?
回顾我国的水稻育种历史,每一次品种突破都能带来显著的生产效益:20世纪50年代培育出的矮化水稻,70年代推出的杂交稻,90年代育成的超级稻,逐步使我国水稻的平均亩产量提升到2020年的939.2斤,总产量达到了2.1亿吨,真正做到了“把饭碗端在自己手里”。
那么,多年生水稻的单产表现又是如何呢?根据杂交、回交选育,我国已培育出PR23、PR25、PR101、PR107等多年生水稻品种,并从2015年开始在云南的文山、玉溪、孟海、昆明等地试种,成绩可圈可点。
根据勐海县的田间试验结果来看,2020年水稻示范基地选用的多年生稻种为云大107,按照当地气候条件实施一种两收模式,分为早稻和晚稻。其中,早稻的实测亩产量达到了1038.6斤,晚稻的亩产量略低,为376.6斤,两季水稻的总产量为1415.2斤。
和全国水稻的平均亩产量相比,多年生水稻的表现不落下风。根据国家统计局的官网数据,2021年我国水稻的平均亩产量为948斤,仅相当于勐海地区多年生水稻亩产量的67%。
在搭配高产技术的情况下,多年生稻的单产表现还能再上一个台阶。2021年,水稻专家对云大107的栽培技术进行优化,基本苗的栽培密度提高到每亩4万丛,氮素施加量从每亩36斤提高到40斤,留稻桩高度降为2~5cm,显著提高了亩产量。具体来看,早稻的产量提高到1231斤/亩,晚稻的产量也提高到了851.8斤/亩,两季总产量突破了2000斤。
总体而言,多年生水稻实力不俗,并且有可观的增产潜力。不仅如此,多年生水稻的品种可塑性也很高,通过和优质的粳稻、籼稻杂交,多年生稻可定向培育成符合各地自然气候、生产需求的新稻种,应用潜力巨大。
和一年生水稻相比,多年生水稻有何优势?
除了产量优势,多年生水稻的优势还体现在两个方面,一是减轻了稻农的劳动成本,二是有利于土壤生态的改善。
一年生的水稻,生产周期短,第二季就需要重新买种、育秧、犁田耙地、栽秧,生产环节琐碎,劳动力成本高。尤其是在云南、贵州、广西等地,山地、丘陵广布,单一田块面积小,种植区域分散,机械化生产难以全面覆盖,此时推广多年生稻就显得尤为必要了。
除了人工成本,水稻生产还需要考虑种子、杀虫剂、除草剂和化肥等费用,而多年生水稻可减少附加费用,相当于提高了稻农的收入。根据胡凤益团队的研究,在再生季,每公顷多年生稻可节省1177~1401美元的成本投入,仅占普通栽培稻总成本的46.8%~51.0%。
多年生稻最大的优势在于可免耕生产,种植一季可连续收获3~5年(平均为4年),并且产量表现非常稳定。云南孟连的试种结果表明,每年生产两季,每年的亩产之和都超过了2000斤,第一年的亩产量为2122斤,第五年仍高达2066斤,减产幅度微乎其微。
多年生稻试验示范及应用
另一方面,多年生水稻还有利于改善农田生态系统,提高土壤质量。常规水稻翻耕土壤的频率高,周期短,对土壤层产生的干扰较大,不利于土壤结构的改善。而多年生水稻则不同,研究发现:在0~40cm的土层中,种植多年生水稻超过四年,土壤中的有机质含量平均每年增加0.95吨/公顷,总氮每年增加0.11吨/公顷,有利于土地肥力的提高。
多年生稻还减少了农药和化肥的用量,有利于改善农田生态,增强土壤中甲烷氧化细菌的氧化能力,减少温室气体的排放。从这一角度看,多年生稻还是一种环境友好的水稻品种,符合“绿水青山”的生态发展理念。
总结
国内目前推广的常规稻主要为一年生稻,平均亩产量在950斤左右,劳动量大,投入成本高。相比之下,我国新培育的多年生水稻表现出了亮眼的生产性能,试验亩产量突破了2000斤,既降低了劳动强度,又改善了土壤的营养状况,综合表现可圈可点。
目前,多年生水稻品种已通过试验审定,其貌不扬的野生水稻再次显示了优异的育种潜力。(罗会清转帖)
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