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沈阳农业大学水稻研究所陈温福院士带领团队持续推进东北粳稻迈向高产优质绿色生产—— 只为稻丰米香黑土肥

日期 : 2021年10月18日 14:21:13来源 : 农民日报点击 :

      有着“北大仓”美誉的东北,是我国最大的粳稻产区,在全国粳稻种植版图上,东北三省占据了半壁江山。东北也是全国粮食商品率最高的地区,水稻的商品率高达70%。毫不夸张地说,东北的水稻生产直接影响着我国大米市场的稳定和国人的口粮安全,承载着国家粮食安全的重任。

  提及东北水稻,就不得不提到一个人,他就是中国工程院院士、沈阳农业大学水稻研究所所长陈温福。作为我国超级稻育种理论与实践研究的重要奠基人之一、我国生物炭研究领域的重要开创者,他将保障国家粮食安全和促进农业可持续发展视作矢志不渝的追求。

  “我们紧紧围绕种子和耕地这两个关系国家粮食安全的要害做文章,在育种上,坚持高产和优质‘两条腿走路’;在耕地保护上,通过生物炭技术推进绿色生产。”秋粮丰收之际,记者来到辽沈大地,倾听陈温福讲述水稻育种研究的故事,探寻他与团队推动东北水稻迈向高产优质绿色生产的“密码”。

  

  高产——

  

  “保障粮食安全就必须提高土地产出”

  人是铁饭是钢,一顿不吃饿得慌。吃饭是关系国计民生的头等大事。近年来,我国粮食连年丰收,国人早已告别饿肚子的历史。人们不禁要问:现阶段我们的粮食已经够吃了,还要追求高产吗?

  “这是必须的。”陈温福坚定地回答,随后算了一笔粮食账:按照中国营养学会的计算,我国人均日食物消费折合优质粮约为1.75斤,全国人民每天需要消耗24.5亿斤粮食,如果用50节一列的火车来拉,大概要排40公里。

  “然而我国可用于稳定生产粮食的耕地只有18亿亩,人均才1.3亩,远低于美国、俄罗斯等大国,要满足我们国家这么多人吃饭,就必须提高土地产出。”陈温福强调。

  习近平总书记指出,“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上。我们的饭碗应该主要装中国粮。”陈温福对此有着深刻的认识:“原来我们说靠国内国外两种资源、两个市场,但是这两年有了明显变化,特别是新冠肺炎疫情发生后,一些粮食输出大国宣布不再出口粮食,现在我们依靠进口调节的余地很小,必须立足国内、增加供给。”

  陈温福团队的研究显示,随着人们生活水平的提高,粳稻在全国稻米总消费量中的占比不断增加,而国际常年贸易量仅为80亿斤左右,对于一个千亿斤级别的消费大国而言,立足自给才是正途。

  回顾历史,东北水稻产量的提升为我国粮食增产作出了重要贡献,而这也凝聚着陈温福的心血。

  早在1996年,陈温福主持水稻超高产育种研究取得重大突破:创制出新株型优异种质“沈农89366”,育成了第一代直立大穗型超级稻“沈农265”,连续多年大面积试种示范亩产突破800公斤,宣告了中国梗型超级稻的诞生。此后,粳型超级稻新品种不断涌现,种植面积逐年扩大,在沃野千里的东北平原全面铺开。

  “粮食安全这根弦任何时候都不能松”,作为一名育种专家,陈温福的确是这么做的。跑遍全国搜集水稻种质资源、在辽宁建立多个百亩示范片、每年冬天到三亚南繁基地开展新品种试验……为了育出产量更高的粳稻品种,已经66岁的陈温福从没有停下育种的脚步,一年当中他有200多天坚持“泡”在水稻田里。

  与水稻打了大半辈子交道,陈温福认为育种是一种艺术,离不开育种家的经验和灵感:“只有把常规育种技术和分子生物育种技术结合起来,才能发挥更大作用。”

  一个品种好不好,关键要种给农民看。沈阳市辽中卡力玛水稻实验站作为陈温福院士工作站,这里每年展示水稻新品种100余个,新品系700余份,并创造了超级稻品种最高试验亩产985公斤的纪录。每年一到水稻生育季节,来此观摩的农民络绎不绝。

  “我经常到试验站来瞅瞅,哪个品种高产、抗倒伏,哪个好选哪个。”种植超级稻十多年的沈阳市农和家庭农场负责人朱士勇告诉记者,这几年通过选用高产新品种,自家的水稻亩产达到了1400-1500斤。而像他这样的种粮大户,仅在辽中就有25家。

  

  优质——

  

  “让国人吃上更好吃的东北大米”

  米饭洁白、晶莹剔透、饭香浓郁,这是人们对东北大米的普遍印象。在全国大米市场里,东北大米也常常是以优质大米的身份占据一席之地。

  随着生活水平的提高,人们已经从“吃饱”转向“吃好”,国内大米市场出现高端需求。粮食消费市场的新变化,也带来了东北大米生产的变革。

  “比如五常稻花香,产量并不高,但其食味品质好、市场销售价格高,受到稻农、消费者和米业的青睐。”在陈温福看来,食味好的优质米品种将是未来消费市场的发展趋势,亟待开展稻米品质新资源发掘和利用,进行高档优质稻开发研究。

  稻花飘香的时节,在辽中卡力玛水稻实验站,500多亩的水稻田里葱绿与金黄相染。这里种植多个高产优质超级稻品种,对照越光、秋田小町等日本优质稻品种,通过统一播种、统一插秧、统一田间管理,进行田间对比试验。

  “我们通过品种创新,与日本优质品种做杂交,扩大遗传基础,从育种方法上实现超级稻的品质提高。”团队成员、沈阳农业大学水稻研究所教授徐海介绍,目前超级稻品种选育也在向着高产优质的方向发展,需要达到国家标准优质二级才能通过国审。

  在创制优质新品种的同时,团队集成多种优质丰产、资源高效利用的栽培技术,在降低总施氮量的同时,有效提高了成穗率和充实度,实现了北方粳稻优质高效生产。

  “这些年我们的研究有了明显变化,注重从品种、栽培技术、轻减化生产、减肥减药等多个方面,提升水稻食味品质。”团队成员、东北水稻生物学与遗传育种重点实验室主任张文忠教授介绍,仅在氮肥减施方面,通过十多年的努力实现减肥10%-20%。

  在陈温福的带领下,团队培育出“沈农508”和“沈农625”等优质丰产高效粳稻新品种11个,不仅在食味品质上达到国际一流水平,而且抗性、产量等农艺性状表现优异,先后获全国优质稻品种食味品质鉴评金奖、中国·黑龙江国际大米节银奖、辽宁省首届优质稻品种食味鉴评第一名等多个荣誉。

  一粒种子催生区域种植结构改变。据团队成员唐亮教授介绍,近年来团队育成的优质稻新品种在东北稻区种植面积迅速扩大。其中“沈农625”是辽宁省水稻种植结构调整过程中具有代表性的优质水稻新品种,作为优质、绿色、高效品种在稻区推广种植。而“沈农508”煮出的米饭具有光泽洁白、软硬适中、清新香甜、食味佳等特点,品种适宜种植区域广,抗病抗倒性强,符合绿色、优质、高效生产需求。

  “超高产的不放松,优质的还得抓起来。”张文忠表示,下一步将瞄准东北粳稻区重大关键技术需求,筛选出一批优异基因资源,选育一批高产、优质、抗病的粳稻新品种,支撑东北稻区粳稻生产的可持续发展。

  

  可持续——

  

  “为子孙后代留下一片良田沃土”

  “一方水土养一方稻”,高产优质的东北水稻离不开肥沃的黑土地滋养。然而,长久的不合理利用导致黑土地“变薄、变瘦、变硬”,影响着农业可持续发展。

  “我国人多地少,只有保证耕地的可持续,才有农业生产的可持续。耕地就像人一样,也需要‘吃饭’和养护。只种不养,时间长了就会退化,粮食生产就没有保障。”陈温福认为,要在利用中保护黑土地,最好的方法就是种水稻,既保护和利用了黑土地,还保障了国家粮食安全。

  针对目前东北黑土地退化问题,陈温福认为,秸秆还田、增施有机肥、休耕轮作等措施都可以解决,“但是还有一条途径,那就是生物炭技术。把秸秆变成生物炭还回土壤,可以实现土壤改良和农业的土壤碳汇。”

  据介绍,生物炭不同于传统木炭,是秸秆等农林废弃生物质在缺氧、亚高温条件下热解形成的富碳产物,碳含量达60%以上且理化性质稳定,施到农田里能实现“碳封存”,可以形象地将其理解为“秸秆炭化还田”。在国内外学界,生物炭被誉为“黑色黄金”,对解决农林废弃物环境污染、推进水稻等农作物绿色生产具有重要意义。

  早在2005年,陈温福就带领团队在国内率先开展了生物炭研究,2011年获批成立辽宁省生物炭工程技术研究中心。目前,生物炭技术应用已在辽宁、吉林、黑龙江、云南、贵州等地得到大面积推广,团队开发出的水稻、玉米、大豆等生物炭基肥料,受到市场和农民的欢迎。

  在辽中区冷子堡镇刘士村村民刘同文的水稻地里,记者看到他家的水稻比邻近地块的长势整齐、叶片壮实。“自打去年育苗的时候就不再用自家地里的土了,而是水稻专用的生物炭育苗基质。”他自豪地说,“生物炭的好处明显,老百姓讲话‘一味使用氮磷钾,土地早晚要搞砸’,我用炭基肥两年了,感觉土壤更暄了,化肥用量减少了,水稻长得更好了。”

  “生物炭对作物具有明显的增产作用。”辽宁省生物炭工程技术研究中心主任孟军教授介绍。他用团队的实验结果举例说明:生物炭玉米专用肥有效地提高了穗粒数与粒重,产量提高7.6%-11.6%;生物炭大豆专用肥使分枝数、单株粒数和百粒重增加,产量增加7.2%。

  “实践表明,生物炭对耕地保护、提高作物产量、保障国家粮食安全具有重要意义。”陈温福希望,政府加大扶持力度,让生物炭造福黑土地,“我们要为子孙后代留下一片良田沃土,守护好东北这个‘大国粮仓’。”

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