海水稻:让盐碱荒滩变良田

2016-12-15 03:32
发明与创新 2016年45期
关键词:盐碱地袁隆平青岛

海水稻:让盐碱荒滩变良田

▲新华社王建威摄

在袁隆平的“禾下乘凉梦”里,“超高产杂交稻植株长得比高粱高,穗子有扫帚那么长,籽有花生米那么大。我走过去,坐在那个稻穗下乘凉。”

近日,“杂交水稻之父”袁隆平领衔的海水稻研发中心落户青岛。中心计划在3年时间内,实现海水稻种植亩产突破200公斤的目标。这个看似不高的目标如果能够实现,或能增产粮食数百亿公斤,可以多养活上亿人。

海水里也能产稻米?没错!在11月1日至3日举行的2016世界生命科学大会上,86岁的“杂交水稻之父”袁隆平院士介绍了正在探索种植的海水稻。首个国家级海水稻研究发展中心“青岛海水稻研发中心”也于日前成立,袁隆平担任该中心主任和首席科学家。该中心计划在3年时间内,实现海水稻种植亩产突破200公斤的目标。

我国现有盐碱地、荒芜海滩十几亿亩。能在咸水中生长的海水稻一旦种植成功,这些荒地便可望焕发生机。这将为我国的粮食安全做出巨大贡献。

“杂交水稻之父”向海要粮

酷爱挑战的袁隆平在耄耋之年依然很忙。近年来,他除了第五期超级稻攻关,还在探索种植海水稻。

袁隆平介绍,前些年在中国南方大江大河的入海口,也就是淡水、海水混合区域,陈日胜等国内专家发现了耐碱性强、抗病性强、生命力强的野生海水稻,并在此基础上开展了一些研究,创造了一个良好开端。但由于缺少国家级平台的支撑,海水稻产量不高,亩产只有150公斤左右,抗盐度为0.5%~0.8%,属半野生状态。袁隆平说,农民种它连成本都收不回,种植的积极性不高。

“海水稻研发中心落户青岛后,团队将用两年到三年时间进行技术改造和育种,整合包括海水稻发现者陈日胜等国内专家的技术和资源,对海水稻遗传性状迅速进行改良,用基因测序技术把抗盐、抗碱基因选出来,通过分子育种学的技术,跟常规的水稻杂交,改造成适合全国各地推广的品种。”袁隆平表示,他有信心在3年内培育出抗盐度1%的海水稻,一步一步地试验,最终实现海水稻大面积推广种植的梦想。

“海水稻并不咸,它和普通水稻一样,有好吃的,也有不好吃的。”袁隆平介绍。有媒体记者曾向陈日胜要来一袋海水稻米,用电饭煲煮熟。与平常稻米不同的是,海水稻蒸煮时间长、需要放更多的水。煮熟后尝一口,没有咸味,与普通稻米味道相似,但口感较涩、偏硬,类似糙米。据陈日胜介绍,海水稻含有花青素,所以会有点涩,但花青素对人体是有益的。

不过袁隆平称,从经验来看,碱性环境下生长出来的水稻口感会好一些,因为海水稻不生病虫害,不需打农药,在滩涂状态下自然生长,用的化肥较少,所以是天然的有机食品。

而早在2012年,产自广东遂溪虎头坡的海水稻就经北京营养源研究所检测证明:海水稻64%的检测营养素值高于普通精白米,膳食纤维是精白米的13倍,硒为5倍,富含氨基酸。国家杂交水稻中心副主任马国辉提出,海水稻富有营养素,或与原产地矿物质丰富有关。

海水稻若增产,可多养活上亿人

为什么要研发海水稻?“主要考虑到我国耕地资源不多,却有不少盐碱地。”袁隆平解释。目前,我国内陆还有15亿亩盐碱地,其中有2亿亩具备种植水稻潜力,我国咸水湖泊储水总量超过淡水湖。

“海水稻研发成功后,在我国内陆和咸水湖周边进行产业化推广潜力巨大,如果可以推广2亿亩,按亩产200公斤~300公斤计算,可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。”袁策生物科技有限公司董事长张国栋表示,青岛研发中心建成以后,将选育出在我国2000万亩沿海盐碱地推广的海水稻品种,每年按1000万亩推广,可增产200万吨粮食。从国家粮食安全战略考虑,不仅要在亩产上提高产量,还要开发新的可利用土地,利用海水稻可以将那些不能生产粮食的盐碱地利用起来。

另外,青岛研发中心还将积极响应国家提出的“一带一路——世界粮仓”的倡议,依托青岛良好的生态环境、适宜的土地资源、便利的交通条件,打造世界知名的水稻生物育种产业化中心,将研发成果进行国际化和产业化推广,特别是在“海上丝绸之路”沿线的东南亚国家推广。仅东南亚就有3亿亩的盐碱地,粮食增产潜力巨大。

明年秋季有望试吃海水稻

在入驻青岛国际院士港的同时,袁隆平还实地考察了设在青岛胶州湾北部的30亩海水稻科研育种基地,该项目启动资金1亿元,远期项目投资规划将超过20亿元,同时,还将申报国家级重点实验室和国家海水稻工程技术研究中心。

“青岛海水稻研发中心主要有三个研发方向。”袁隆平介绍道,“一是耐盐碱高产水稻。在现有自然存活的高耐盐碱性野生稻的基础上,利用遗传工程技术,选育出可供产业化推广的、盐度不低于1%的海水灌溉条件下能正常生长且亩产能达到200公斤~300公斤的水稻品种。二是超高产超级杂交稻。研发目标是选育出可供产业化推广的亩产在1000公斤以上的超级杂交稻新组合。三是高光效应用研究,利用C4植物高效光合作用基因,提高C3作物的光能利用率。这是世界级农作物产业革命,攻克它就是摘取了世界农业科技领域的皇冠,对我国粮食安全战略具有重大意义,同时,通过高光效利用的研究对解决我国能源短缺问题也具有极其重要的意义。”

“我们计划在胶州湾北部海域进行海水稻研发,先进行土壤改良,然后将30亩地根据不同盐碱度分成若干个小格子,反复测试耐盐耐碱性能,将耐盐耐碱基因选出来进行配组,再试验分别选出抗病性优、营养含量高等不同种子……”张国栋说,预计明年4月进行研发性试种,明年秋季青岛市民有望试吃,3年内海水稻将正式端上餐桌。

未来或改善粮食安全

袁隆平团队在青岛的合作方——袁策生物科技有限公司的供应部经理刘佳韵认为,海水稻的价值并不全在经济方面,“等到未来海水稻产量提上去了,甚至真正能实现海水灌溉了,那时对我国粮食安全的意义会更加重大。”

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陈日胜:最早发现野生海水稻的人

来自广东湛江的陈日胜被媒体誉为“海稻之父”,被袁隆平称为“国内最早发现耐碱性强、抗病性强、生命力强的野生海水稻的专家之一”。

1986年11月,毕业于湛江农业专科学校(广东海洋大学前身)林果专业的陈日胜和老师罗文列教授一起,到遂溪虎头坡的海滩普查红树林资源。芦苇荡中,陈日胜看到一株高约1.6米、似芦苇却结穗的植物,穗呈青白色。罗文列上前查看后,断定这是生长在盐碱地里的野生水稻——这株水稻出现同时开花、结实、抽穗的奇观,谷粒带着长长的芒刺。罗文列嘱咐陈日胜,这很可能是一个新物种,非常珍贵,一定要保存下来育种出来。陈日胜取下那株野生海水稻结下的522粒种子后,开始了育种工作。

▲陈日胜在家里的阳台前拍摄海水稻种的发芽情况。(图/湛江新闻网)

此后漫长的30年中,陈日胜通过繁育选择优良株系,在遂溪海滩地进行种子提纯和繁殖。2012年开始至今,他在国内部分省份盐碱地试种海水稻。

2014年9月1日,“海稻86”通过农业部颁布的农业植物新品种保护公报。同年10月29日,袁隆平获悉海水稻情况后,给科技部部长万钢写信,他认为,海水稻是一种非常宝贵的水稻种质资源,具有极高的科学研究和利用价值。11月,陈日胜带领的科研团队第一次完成海水稻全基因组测序,填补了海水稻分子研究的空白。目前,我国海水稻研究在世界范围内处于领跑地位。

陈日胜谦虚地表示:“我做的事情很简单,育种是一件很费时间很漫长的事情。我第一步是测试出海水稻具有耐盐耐碱的特殊功能。第二步是异地测试,到各个省的盐碱地测试,观察耐盐碱性状表现、在不同的积温带表现,以及在不同品系盐碱地表现。第三步是选择各个积温带的优良品种做组合,目前情况还比较乐观。”

陈日说:“经过测试及观察它的表现,我怀疑海水稻有耐盐基因,所以这几年在进行DNA分析,寻找海水稻的耐盐基因,今年已经有进展,还要继续测试。”

对于海水稻的研发,陈日胜表示,袁隆平团队主要的方向是“高产”,而他的团队把研发方向聚焦在“抗性”,即耐盐碱性能。两个研发方向并不矛盾,希望先解决“抗性”的问题,再去破解抗病虫害、提高产量等问题。陈日胜认为,海水稻的发展有非常广阔的市场空间,目前全国的盐碱地存量很大,一旦能将这些地利用起来,我国的粮食产量将得到很大的提升。近年来他进行了细致的研究和实验,发现湛江海水稻种植的土壤盐度和全国其他大多数盐碱地相似,因此,只要针对各地的具体情况,对应性地调整种子就能较好种植。在陈日胜看来,目前只要解决了“抗性”问题,就能将海水稻进行推广种植。

多年来,陈日胜在海水稻发源地种植验证,重度盐碱地种下海水稻6年后,土壤得到改良,而中度盐碱地只需3年。种植海水稻无需使用化肥和农药。发源于湛江的海水稻在从海南到东北三省沿海的盐碱地都能正常生长。

这是否意味着全国各地的盐碱地都能种海水稻?陈日胜谨慎地回应:“目前海水稻耐盐碱程度还需大量试验,有数据才有说服力。”他和研究团队正着力收集海水稻耐盐碱的相关数据,汇总各地情况做成研究报告。陈日胜透露,命名为“海稻86”的种子已选送到黑龙江、吉林、内蒙古、河北、河南、山东等全国16个省区,进行试种试验。

▲日前,袁隆平院士领衔的青岛海水稻研究发展中心在青岛李沧区签约落户。(图/青岛新闻网)

山东社科院农村发展研究所所长张清津认为,目前海水稻的价值主要在科研上,其即时的经济价值并不大,目前我国稻米自产加上进口完全能满足国民需求。

稻米国际市场价格低于国内市场的现状,造成粮食大量进口并存储的现状,国家粮食安全政策专家咨询委员会委员程国强指出:“目前我国粮食面临多难形势,主要表现在‘三高’,即高产量、高进口、高库存。”所以,国家粮食局局长任正晓认为,虽然眼前的粮食库存量很高,但我国的粮食形势并非高枕无忧。

张清津认为,为确保未来我国粮食安全形势,海水稻的研究和推广很有必要。而随着未来土地资源的日趋紧张,海水稻的经济价值会进一步放大。“其实‘海水稻’的名字有些误导大众,目前来看海水稻的价值在于耐盐碱特性,更适合目前我国大量荒芜的盐碱地种植。未来让大片不适合种植其他农作物的盐碱地能种上稻米,这才是研究推广海水稻的意义。”(本刊综合)※

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