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入选年度十大科学突破!“韭菜水稻”或将引发一场世界性的革命

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-11-08 10:26:54

在《科学》杂志公布的“2022年度十大科学突破”中,胡凤益团队的多年生稻研究成果入选榜单,成为今年中国唯一入选,也是全球农业类唯一入选的科学突破。

千百年来,水稻、小麦和玉米,都为一年生作物。年复一年,需要繁重的田间劳作。

胡凤益团队的多年生稻在适宜地区种下后,第二年起则无需再插秧,可在后续三到四年内连续收获,像割韭菜一样割水稻,一茬儿一茬儿地收获。其间只需浇水、施肥、喷药,进行科学的田间管理,产量和质量还非常可观,是真正的“农业黑科技”!

入选年度十大科学突破!“韭菜水稻”或将引发一场世界性的革命

有人用“游戏规则改变者”评价这项农业科技成果。

撒贝宁感慨,它可能会在世界范围内引起一场颠覆性的“水稻革命”!

胡凤益团队在这背后付出怎样的艰辛?

中国超级水稻的第二个目标

目前,中国超级水稻已经实现了在短时间内产出大量粮食的第一目标,而要实现中国超级水稻的第二个目标大概有两条路。

第一条路:走美国似的机械工业化大农场道路

从地理地貌上看,美国是一个多平原少山地的地形,历史上美国早期使用驱赶、屠杀美国本土土著的方式,通过不断的吞并小地区才形成了如今的大农场。

而中国山地丘陵多,自古以来就是以小农散户为主,并且非洲更是我们一对一带出来的,他们一直在学习中国农村的合作社模式,但也较难实现规模化种植。

因此,走美国机械工业化大农场道路,无论是对于中国,还是非洲,都不是最优的方式,也并不适合。那该怎么办?

袁隆平的接班人们花了40多年时间,终于由胡凤仪团队钻研出了一个天才的解决方案。

第二条路:杂交——水稻变韭菜

目前,最常见的水稻都是一年生水生草本植物,即种一次收一茬,然后连根拔起,再重新种植。千百年来,中国农民就是这样年复一年的耕地、播种、育苗、插秧、收割。而多年生长的野生稻,它的根茎比普通水稻发达,属无性繁殖,就像韭菜一样,它的根系会源源不断的吸收营养,割完一茬,只要留下根须,第二年又会重新生长结稻谷,这倒是一个好办法,但野生稻唯一的缺点就是产量低,这该如何解决呢?

为此胡凤仪带领科研团队研究多年,终于把水稻变成了韭菜,科研团队让两种水稻经过12代连续自交,经历了长达22年的品种选育,终于取得了梦寐以求的成果。

2019年春天,科研团队在云南试验田种下了PR23多年生水稻,到2023年已过去五年,多年生水稻就像韭菜一样,割完一茬继续生长,在南方每年能收割两茬,平均亩产高达900斤。该种水稻的极限是在收割10次后,在南方大概就是5年后,产量会有明显的下降,第二个目标逐步是实现中。

入选年度十大科学突破!“韭菜水稻”或将引发一场世界性的革命

我国科学家把水稻玩出花来

我国科学家真是把水稻玩出花来了,袁隆平团队的杂交水稻技术使水稻亩产量已比以前大大提高,现又有团队把这种农作物的生长周期从一年生变成了多年生。这是要把水稻变成韭菜一样收割吗?

说到多年生植物,我们都会想到树木等乔木类植物,它们的生长都是有多年连续性的,比如果树都会一年又一年地结出果实,但是小麦、玉米、水稻等大部分农作物都是一年生的,种植到收获只有几个月的时间,下一茬的种植还需要重复这一过程,相对比较麻烦。

虽然大家都知道水稻是一年生的禾本科植物,实际上水稻发芽生长到成熟所用的时间一般连半年都不到,所以在低纬度地区水稻能一年三熟,把水稻变成多年生的植物,这想法貌似有点不可思议。难道我们还能改变这些植物的生长天性吗?

然而其实这并不是多难的事情,因为水稻在未被人类驯化前并不是只有一年生的,世界上低纬度地区有些野生水稻其实是多年生的,目前世界上的野生水稻仍然可以分为多年生和一年生两种,只是人们都没有接触过野生水稻,都知道作为农作物的水稻在我国不同的地区是一年一熟到三熟,所以大家都以为水稻是一年生禾本科植物了,实际上有些水稻是可以像韭菜一样多次收割的,只要不破坏它的根部,它就能再次发芽生长并结籽的。

多年生稻有“秘密武器”

据央视新闻报道,我国云南大学胡凤益团队利用多年生野生长雄种水稻和一年生水稻进行杂交培育,把长雄野生稻的地下茎杆的无性繁殖特性转移到一年生栽培稻中,成功培育出了多年生水稻栽培品种,规模化试种后取得了不错的收获。

收水稻如同割韭菜,想来有点不可思议,其实经过培育的优良多年生水稻品种已可连续种植3~4年,每年收获2季,平均每季产量为6.8吨/公顷,基本与普通一年生水稻产量(约6.7吨/公顷)相当。云南大学胡凤益团队主导的相关研究成果已经发表在国际知名学术期刊《自然-可持续性》上。

入选年度十大科学突破!“韭菜水稻”或将引发一场世界性的革命

经过多年的不懈努力,胡凤益团队现已成功培育了多个多年生稻品种,包括多年生稻23(PR23)、云大25、云大107等,其中“多年生稻23”于2018年通过我国农业相关部门品种审定,认为具有广、高产稳产、多年生性强等特点。

多年生稻的秘密武器就在于它的地下茎,地下茎隐藏在土里,即使上面被收割了。地下茎仍然是活的,冬天休眠。等春回大地,它就会春风吹又生。

运用多年生稻技术产出的稻谷与一年生水稻一样,米质非常好,而且一亩地能节约6~7个劳动力。同时,不用每年翻耕,减少了对土壤结构的破坏,使土壤中的微生物能够得到很好的自我修复,也节省了农机具。

从理论到技术再到生产,胡凤益团队用了20年!

入选年度十大科学突破!“韭菜水稻”或将引发一场世界性的革命

多年生稻在全球南北纬40度之间的无霜稻区具有广泛的种植潜力。经过大力推广,目前这些水稻品种已在我国及周边多个国家试验成功并推广,2020年时多年生稻种植面积超过3818公顷,2021年种植面积达15533公顷。

多年生稻的优势不是在产量上,更多地体现在农业生产上,这种水稻可以相对减少农业劳作环节,种植一次即可连续收获3~4年,这期间无需买种育秧,也不用耕田移栽,省去了很多农业劳作环节,可节约生产成本,减少育苗插秧时间,节省人力物力成本,所以还是很有推广价值的。