為了窮人的科學：袁隆平和他的水稻家族

孫敏

這個一輩子與水稻打交道的87歲老人，關注的不僅僅是中國人吃飯的問題，還要在全球范圍內解決人類吃飽肚子的問題

從“南優2號”到超級稻，幾十年來，袁隆平對雜交水稻不斷改良。在泱泱稻田里，袁隆平一次又一次創造了人類糧食生產的新高度。僅在中國，雜交水稻種植面積就達2.5億畝，面積占比57%，產量占比65%。在水稻研究上永不止步的袁隆平，最近又實現了一個“小目標”。其團隊選育的超級雜交稻品種“湘兩優900（超優千號）”，于2017年10月15日在河北省硅谷農科院超級雜交稻示范基地通過了該省科技廳組織的測產驗收。平均畝產1149.02公斤，即每公頃17.2噸，創造了世界水稻單產的最新、最高紀錄。

袁隆平其人

與大多數人的直覺相反，農民模樣的袁隆平并不是出生在農民家庭的孩子。他出生在1930年的北平協和醫學院，出生檔案上還有林巧稚的簽名。袁家家境優良，父親是東南大學畢業生，母親是教會學校高材生，能講一口流利的英文。1953年，袁隆平畢業于西南農學院。畢業后去湖南安江農校擔任教師。在那個年代的社會主義國家，最燦爛的農學明星是蘇聯人李森科，他認為環境影響比遺傳更重要。最初，根據李森科的理論，袁隆平嘗試把西紅柿嫁接到土豆上。第一年，他大獲成功，土里挖出了土豆，莖上收獲了西紅柿。然而，到了第二年，把上一年收獲的種子種到地上，長出的西紅柿跟普通西紅柿一點區別也沒有。

土豆西紅柿的故事發生在1960年和1961年，除了土豆西紅柿的實驗失敗，袁隆平印象最深刻的還有饑餓。1961年春天，因為覺得在湖南搞小麥研究沒有前途，搞紅薯又意義不大，袁隆平決心去研究能填飽肚子的水稻。

雜交育種的傳奇

利用雜種優勢提高作物產量的做法，從20世紀20年代就開始了。當時，出身于政治豪門的美國小伙子華萊士發現了雜交玉米的秘密——雜種玉米的果實碩大又整齊。華萊士和朋友專門成立了公司，利用雜交育種技術改良玉米種子，僅用了10年，這個公司的業務從北美洲擴展到了歐洲、亞洲、南美洲和非洲，創造了華萊士家族的巨大財富。

20世紀60年代，利用雜交育種方法，美國的諾曼·博洛格在墨西哥培育了抗倒伏麥穗大的高產小麥。事實上，在博洛格的半矮稈小麥之前，小麥幾乎不需要施肥。這是因為超過了一定限度，施肥越多，小麥的倒伏會越嚴重，產量越低。但博洛格的“奇跡小麥”長得矮，不易倒伏，啟動了施用化肥的現代高產農業的開端。所以，博洛格也被視為第一次作物綠色革命的開創人。1970年，他獲得了諾貝爾和平獎，以獎勵他帶領人們戰勝饑餓，“通過和平的努力恢復戰爭創傷”。

在研究之初，袁隆平曾從田里精選了一棵穗大飽滿的稻株，收獲了1024顆稻種，把它們種在田里。--然而，最優秀的稻株長出的后代居然高高矮矮，沒有一株的性狀超過前代。這讓他想起了孟德爾一摩爾根的遺傳理論——雜種的第二代會發生性狀分離。那么，精選出的那棵穗大粒多的稻株，應該是一棵天然的雜交水稻。他該做的就是找到利用水稻雜種優勢的方法。

與玉米相比，水稻的雜交很困難。玉米是雌雄同株異花植物，雌花和雄花在植株的不同部位，分離得很清楚，最容易進行雜交。而小麥與水稻是嚴格的自花授粉作物，雌蕊和雄蕊包覆在同一朵花苞中，要實現雜交，很不容易。博洛格的小麥雜交是利用一把鑷子和一個放大鏡進行的一項極為細致的工作。博洛格經過20多年、3萬多次雜交試驗才得到了抗病又矮稈的“奇跡小麥”。

而雜交玉米的辦法用到水稻上卻不可行，因為水稻不僅花極小，一朵花只結一顆種子，而且花粉也只在極短時間內具有活力。操作上的困難讓人們很難用手工雜交的方法來提供大批量的雜交種子以滿足大田生產的要求。在當時的國際水稻學界，專家們幾乎一致認為，水稻是白花傳粉作物，雜交沒有優勢。即使有優勢，也由于無法提供大批量雜交種子，水稻雜種優勢還是無法用于大規模水稻生產。但從北京回到湖南后，袁隆平還是決定從那棵穗大粒多的水稻身上尋找雜交水稻的鑰匙。

三系雜交水稻

1966年2月28日，袁隆平發表第一篇論文《水稻的雄性不孕性》，開啟了水稻雄性不育的研究。1971年11月23日，其助手李必湖、馮克珊在海南試驗田發現一株難得的野生稻雄性不育株。此后湖南省農業科學院成立雜交稻研究協作組，由袁隆平掛帥。1972年，雜交稻被列為中國重點科研項目，全國性的協作攻關開始：三十余家科研單位參與、上千個品種與該株野生水稻進行了上萬次的轉育試驗。在此基礎上，袁隆平選育不育系二九南1號成功，此為中國第一個應用于生產的不育系水稻。

1973年，在“不育系”、“保持系”的基礎上，利用全世界各地的上千個品種，進行測交篩選，找到了百余種具有恢復能力的水稻。至此，袁隆平及其團隊首次育成三系雜交水稻，水稻產量也從畝產300公斤提高到畝產500公斤以上。當年10月，袁隆平發表《利用“野敗”選育三系的進展》論文，正式宣告中國秈型雜交水稻“三系”配套成功。1974年，他成功選育了第一個在生產上大面積應用的強優高產雜交水稻組合——南優2號，比普通水稻增產20%以上。1974年，袁隆平團隊配制種子成功，隨后又獲大面積制種成功。

1979年，作為中國首個科研技術，三系雜交水稻技術被介紹到美國。1981年，袁隆平因成功育種中國秈型雜交三系水稻，獲得中國第一個“國家特等發明獎”。

二系雜交水稻

1987年，袁隆平提出“雜交水稻的發展戰略”，即三系法為主的器種間雜種優勢利用；兩系法為主的秈粳亞種雜種優勢利用；一系法為主的遠緣雜種優勢利用。1987年7月16日，袁隆平的學生李必湖、鄧華風，在安江農校秈稻三系育種材料中，找到一株光敏不育水稻。歷經兩年三代異地繁殖和觀察，該材料農藝性狀整齊一致，不育株率和不育度都達到了100%，并且育性轉換明顯和同步。這一新成果，為雜交水稻從“三系法”過渡到“兩系法”開拓了新局面。1995年，兩系法雜交水稻研究成功，普遍比同熟期的三系雜交稻每畝增產5%-10%。1995年12月16日，“國家雜交水稻工程技術研究中心”成立，袁隆平任主任。endprint

超級稻

“超級稻”即超高產雜交稻。很多人對超級二字的理解僅限于產量高，事實上，其概念本身的含義就是產量高、品質好。國際水稻研究所于1989年正式啟動了選育超級稻的研究，原計劃到2000年育成每公頃產12-12.5噸的超級稻，至今尚未成功。中國的超級稻育種計劃于1996年立項，分四期進行。

1997年，袁隆平再次研究超級雜交稻。2000年，超級雜交稻實現百畝示范片畝產700公斤的第一期目標。2004年，超級雜交稻實現百畝示范片畝產800公斤的第二期目標。除了增產外，新型超級雜交稻更重視水稻營養，其研究團隊致力于試驗新品種中增加維生素A、蛋白質及其他營養含量。就在2015年10月，袁隆平和他的團隊選育的“超優千號”在位于湖南衡東縣的超級水稻示范基地實現了每公頃16噸（每畝1067公斤）的產量，是繼云南個舊、河南信陽后第三個每公頃產量達到16噸的百畝超級稻示范地。第四期超級稻計劃提前超額完成，現在，第五期攻關已經啟動。

要了解水稻畝產1067公斤是什么概念，可以做一個簡單的對比，目前全世界水稻的平均單產為300公斤，即使是日本這樣的農業科技較為發達的國家，平均畝產也只有450公斤。

超級稻+再生稻

再生稻，指的是種一茬收獲兩回，即頭季水稻收割后，不用再重新耕田播種，而是利用稻樁重新發苗、長穗，再收一季。這好比韭菜，割了一茬再長出一茬。

2017年11月4日，廣西灌陽縣“超級稻+再生稻”示范基地進行了再生稻測產，經過現場收割、脫粒、去雜、稻谷水分測定等程序，再生稻測產結果顯示平均畝產為552.1公斤，而2017年該基地一季稻平均畝產為1009.45公斤，因此一季稻加再生稻平均畝產超過了1500公斤。袁隆平“噸半稻”的心愿得以實現。

巨型稻

湖南長沙縣金井鎮，站在2米多高的“巨型稻”前，身高1.7米左右的袁隆平看起來有些“嬌小”。多年前，這位“雜交水稻之父”曾做過一個夢：雜交水稻的莖稈像高粱一樣高，穗子像掃帚一樣大，他和助手們一同在稻田里散步，在水稻下面乘涼。如今，隨著“巨型稻”迎來豐收，袁隆平的“禾下乘涼”夢又近了一步。

“巨型稻”的根系能深入30厘米的土層，是普通雜交水稻根系深度的3倍。這使得如指頭粗細的稻莖最高能長到2.2米，而且格外堅挺，即使在狂風中也不會輕易倒伏。更難得的是，成熟收割時，莖葉仍為綠色，可作青貯飼料。

作為水稻新種質材料，“巨型稻”克服了水稻高產不優質的問題，發展潛力值得期待。作為“父本”材料，巨型稻的出現為水稻育種提供了一個新選擇，未來有望與其他水稻雜交培育出更多水稻新品種。

旱稻

水稻，顧名思義，肯定要種在水田里。而2017年10月，河北衡水的袁隆平早稻種植試驗田完成收割，這標志著早稻在華北平原試種成功。

河北衡水地處中國最大的地下水漏斗區，長期的地下水超采給當地的生態環境和農業生產造成了很大的壓力。此次試種的早稻，不再受人工灌溉的限制，在雨季土壤濕度好的情況下，全靠自然降雨就可以成熟。即使是遇上旱季，也只要澆水一次即可。經過測量試驗，華北平原的土質、氣候適宜早稻種植，而且在管理上，也與種植小麥、玉米等北方作物區別不大，只是在播種期后注意保持苗齊就可以。早稻的推廣種植，為調整優化農業種植結構、開展節水種植開拓了新途徑。

海水稻

海水稻是耐鹽堿水稻的形象化稱呼，是在海邊灘涂等鹽堿地生長的特殊水稻，也是目前研究的重點。中國有100萬平方公里的土地尚未得到利用，因為它們的鹽堿含量過高，農作物很難生長。如果這些土地有十分之一被利用起來，種植耐鹽堿水稻，那么，中國的水稻產量將提高近20%。這些土地可以生產5000萬噸糧食，足以養活2億人。20世紀70年代中期，中國科學家開始尋找能在鹽堿地種植的水稻品種。目前在含鹽0.6%的咸水濃度里，有幾個品種的小面積畝產可以實現600公斤。海水稻現在種植面積還比較小，但顯示了良好的發展苗頭。endprint