俄罗斯水稻产业模式及发展启示

唐志强，王昌华，郑文静，王 辉

(1.辽宁省水稻研究所，辽宁沈阳 110101； 2.辽宁省农业科学院，辽宁沈阳 110161)

辽宁省水稻研究所与俄罗斯全俄水稻研究所于2017年建立联合育种实验室，此后，双方从互访交流、资源互换等着手开展合作研究工作。2018年5月，辽宁省水稻研究所出访俄罗斯，进行了为期30d的交流学习。出访人员前往俄罗斯克拉斯诺达尔边疆区开展实地调研，并与俄罗斯全俄水稻研究所的科研人员、技术人员及周边的农场主、稻米产业经营者等进行了较为广泛的交流，对全俄水稻研究所的科研体系及俄罗斯水稻生产状况有了较为深入的了解，现总结如下，以期对我国水稻育种及生产提供借鉴及参考。

1 俄罗斯水稻产业概况

水稻是俄罗斯种植的重要作物之一，种植面积约50万 hm2，生产区主要分布在北纬 37°～47°，其中克拉斯诺达尔边疆区的库班河流域是最大的稻作地带，无霜期在180d左右[1]，年产稻谷150万t左右。在俄罗斯各联邦主体中，水稻产量最高的是克拉斯诺达尔地区，2017年产量达73.5万t，占俄全国水稻总产量的74.0%，占俄罗斯南部联邦区的87.3%。2017年俄罗斯出口稻谷达5400t。因水稻经济价值高，俄罗斯政府对水稻生产非常重视，财政投入呈逐年增加的趋势。

1.1 自然资源

俄罗斯地处亚欧大陆，国土面积为1707.54万km2，土地资源十分丰富。农业耕地面积约1.3亿hm2，占全世界约十分之一，其中一半的可耕地为黑土地。农业区气候适宜，生产田块面积大，土壤结构好，温光条件好，地势平坦，土壤有机质含量高，保水保肥能力强且水资源十分充足，有利于水稻直播种植，并适合于大规模机械化生产作业[2]。

1.2 生产技术

俄罗斯水稻种植方式为机械化旱直播，行距均为15cm条播，播种量为 250～280kg/hm2，播种镇压完成后灌水，水稻在淹水条件下发芽、立针，出苗率在 40%左右，每 m2出苗数大于 300株，有效穗达400穗以上，水稻在播种至收获前持续淹灌，全生育期保持10～15cm的水层。4月中旬开始播种，至5月上旬分批播完，9月中旬开始收获，全生育期 120～130d。采用大型联合收割机收获，将水稻割倒晾晒，待稻谷水分降低后脱粒，以便储藏[2]。

俄罗斯科研机构、大型国有农场均实行有计划的轮作、休耕制度。水稻划区轮作，第一区种植苜蓿、大豆等固氮作物，第二区种植多年生牧草，第三、四区种植第一、二年的水稻，第五区半休闲田或休闲田。水稻与苜蓿、大豆等豆科作物轮作，从而持续提高土壤的有机质含量和改良土壤结构。

合理的轮作制度有效减少了俄罗斯水稻的化肥施用量。目前，俄罗斯稻田的化肥施用量是世界最低的国家之一，一般每 hm2施纯氮 120～150kg、速效磷 100kg、速效钾 40kg左右[3]。 稻田的除草和病虫害防治主要采用航空和地面相结合的方式，除草剂一般在水稻4叶期前后喷施1次，全生育期防治病虫害2～3次，主要病害为稻瘟病。

1.3 稻米消费

因我国实行“一带一路”政策，使得中俄交流不断增强，赴俄罗斯访问的科研人员、游客和留学生数量逐年增加，大米的消费量与日俱增。在俄罗斯各个地区均能见到各类包装大米销售。小包装有0.3kg、0.35kg，最大的也仅3kg，而且市面上的大米价格不一，最便宜的折合人民币2.22元/kg，最贵的高达每 65.98元/kg，多数价格在8～14元/kg[3]，适应不同类型消费者对大米购买的需求。品种结构比较丰富，包括寿司专用、手抓饭专用等类型，市种类繁多、划分清晰。俄罗斯生产的大米除满足本国需求外，主要出口土耳其、乌克兰、哈萨克斯坦等国家。

2 全俄水稻研究所水稻研究与田间试验特点

2.1 研究团队与研究方向

创建于1931年的全俄水稻研究所是俄罗斯开展水稻科学研究的主要机构，位于俄罗斯克拉斯诺达尔边疆地区库班河流域，距离莫斯科1500余km。研究所设有水稻育种、栽培、生理、生物技术及稻米品质等研究团队，并设立机械设计部、维修部等科研支撑机构。目前，全俄水稻研究所共有100多名员工，包括俄罗斯科学院院士2名、博士13名、副博士34名。

全俄水稻研究所将高产、优质、抗逆水稻新品种培育和水稻遗传机制及生理基础研究确立为主要研究方向，同时也开展水稻育种技术与种植技术研发、集约节能的水稻种植技术研发及肥料、农药与生物制剂综合利用研究。

2.2 人员、学科方面

全俄水稻研究所科研人员比例约占50%，每位科研人员有其各自的研究方向，研究所规定每个星期一早上例行开会，要求各部门负责人及技术骨干全员参加，针对前一周工作及出现的问题进行总结，并对下一阶段的工作进行具体、细致的部署，各团队间及团队内部成员间既有分工，又有协作。例如，品种资源室主要负责水稻种质资源的收集、保存及杂交等工作。他们根据育种家的需要，先将不同水稻品种资源种植于温室中，再于抽穗期采用人工去雄方式进行常规杂交。春季，将F1代种子在恒温培育箱中培养，发芽后播入桶中，收获F2代种子交给育种室。育种室的科研人员间有明确的分工，不同世代有专人负责，他们不但承担不同世代品系筛选及高产优质新品种筛选工作，还负责在品种审定后对新品种进行播种量、适宜密度及最佳养分施入量等试验，以明确新品种的最佳配套栽培技术，并培训农场技术人员，使新品种在农场中尽快大面积的推广。

2.3 品种选育、示范及种子生产

全俄水稻研究所在Belozerny拥有试验用地超过200 hm2，水稻试验区面积超过100 hm2，用于水稻选育、新品种展示、水稻生理基础研究和种子生产，而水稻品系适应性研究及水稻新品种的示范推广工作则由研究所育种团队与Krasnoarmeyskiy农场、kuban农场和 Krasnoe农场合作开展。

2.3.1 育种模式

全俄水稻研究所选育的品种耐低温性及耐淹水性较好，其对高代稳定品系具有特殊的选育方法。一般用已经连续种植3年的低产田块进行高产品种(品系)的初步筛选；再利用轮作后第一年的高产田进行品种比较试验，从中鉴定出产量表现较好的品种；而低洼地和排水较差的地块则用来选择耐淹水的品种。抗稻瘟病品种选育方面，他们一般在田间种植感病材料诱导发病，并与病菌接种相结合筛选抗病品种(品系)。在田间，不同的世代用不同颜色的标牌来标记，便于进行查找及选择。该研究所选育的品种生育期在115～125 d，粒型以圆粒为主，多年来育成的水稻品种为35个以上，占俄罗斯水稻品种审定的70%，现当地的主栽品种为 Rapan、Favorit、Diamant、Visit、Polevik。

2.3.2 种子生产

水稻品种通过国家审定后，由全俄水稻研究所的种子生产部门与农场合作进行种子生产—加工—销售。为了保证种子纯度，2～3年间在同一地块上只生产同一品种的种子。种子收获后经脱粒、筛选、烘干，最后入库。

2.3.3 稻米加工与品质

俄罗斯十分看重稻米的加工品质和外观品质，新品种(品系)通过产量认定后，要对其进行稻米碾磨，考察出米率，同时对稻米的精米率、整精米率等外观品质加以筛选，还注重对蛋白质含量、直链淀粉含量以及黑米中的营养品质等指标的考察。

2.4 机械化播种设备及种植模式

研究所对不同生长特性的水稻品种进行播量试验，用量在150～200 kg/hm2，多为28行大型播种机，播幅4 m，种子容量400 kg。因播种用地面积不同，机具也不相同，根据科研目的可分为基因库材料、F2～F6代小区、品种比较区和品种展示与示范区。

2.4.1 基因库材料小区播种

采用购置于奥地利的6行小麦播种机，带有6个独立携带种子的容器，进种口、排种口与盘式播种器相连，可以同时播种6个品种。播种机由微电脑控制，种子排列完成后自动进入排种器，第一批播种完成后，停顿片刻，开始播种下一批种子，不会造成种子混杂。该设备售价约4～5万欧元。

2.4.2 F2～F6代小区播种

采用购置于奥地利的小麦播种机，播种前将小区材料按顺序排列，每次播种1份材料。前1份材料播种后由微电脑控制播种下1份材料。种子进入播种器，会被均匀分配到排种口中，将排种器种子全部播完，电脑控制将下1份种子装入排种器。该设备价格在5万欧元左右。

2.4.3 用于展示及示范的品种播种

采用80年代老式小麦播种机，原产自白俄罗斯，后经机械工程师改造播种水稻，该设备种子箱底中间位置装有排种口，便于品种更换时清理剩余种子，避免不同品种掺杂。新型播种机为产自韩国10行播种机，该设备有两个播种槽，可同时播种两个不同品种，能够提升播种效率。

2.5 水稻机械化直播栽培技术

俄罗斯水稻均采用直播栽培，其生产田块单元面积较大，一般田块面积为5～20hm2，土壤结构性较好，保水保肥能力强。并且淡水资源丰富，农业区灌溉水均来源于库班河流。

2.5.1 田间整地

一般在3月中下旬开始整地。采用圆盘式耙地机进行耙地，田间少有大的土坷垃，中小型农场使用大型激光平地仪提高土地平整度，保证田块土层差小于3cm。大型农场则采用卫星信号平地，其优点是覆盖面积大、范围广、土地平整、均匀度高，更适用水稻直播。播种前，先将平整的土地上横、纵向做宽 20 cm、深 5 cm的沟(主要起到灌、排水作用)。

2.5.2 播种

整地、平地作业完成后，待温度适宜即开始水稻机械化直播，时间一般在4月中旬。生产田播种一般采用24行大型播种机械，播种量在280 kg/hm2播种深度 1cm左右，播后立即镇压，灌水。

2.5.3 水分管理

俄罗斯的农田的一侧修有宽1m、深 0.5m的水线，灌溉入水口设置在主灌渠的两侧，并且进水口低于大田平面，水自下而上进入田块，缓慢向田间散开，这样可以减少水对所播入种子造成的冲击。一般在播种镇压后立即上水，田间保留水层10～15 cm，保持 7～10 d，然后将水排出、控干，4～5 d后再次灌水，反复3次。秧苗长至3～4片叶后田间一直保持水层，直至收获。

2.5.4 施肥与除草

耙地前先将底肥施入，氮肥、磷肥养分均为100 kg/hm2、钾肥用量为40 kg/hm2，幼苗 3～4 叶期时追施氮肥150 kg/hm2，同时喷施专杀稗草的除草剂，后期根据田间水稻长势而定是否再次追肥。因俄罗斯水稻每年与苜蓿、大豆等作物轮作，使得土壤养分和有机质含量、氮含量非常高，可有效减少化肥施用。通常情况下，在与苜蓿轮作的第一年可以减少氮肥施入量的70%。

2.5.5 病虫害防治

俄罗斯水稻病害主要以稻瘟病为主，严重时可使水稻减产一半以上，因此，俄水稻专家在引入抗病资源改良本国品种抗性的同时，在生产上注重防控结合，根据发病情况决定防治次数，在水稻生育期内喷施杀菌剂防病1～2次。螟虫是俄罗斯水稻减产的主要的虫害，采用飞机与地面机械喷施农药结合的方式进行防治，生育期防治虫害1～2次。

2.5.6 收获

收获日期在9月中旬左右，采用大型收割机，分两步收获。首先将水稻植株割倒，拢成一行，并将稻穗搭在先割倒的植株茎秆上，田间晾晒3d左右。待稻谷含水量下降后再用大型脱粒机脱谷，完成后，将稻谷装车入库。

2.6 效益与优势

俄罗斯全俄水稻研究所在品种选育过程中，在重点选择耐低温、淹水型的抗逆性品种的同时，对稻米的碾磨品质、外观品质、食味品质，营养品质也十分重视。水稻品种通过审定后，由专业技术人员到农场进行种子扩繁，对种子从播种到收获实行全程跟踪指导，保证种子纯度。

俄罗斯土壤质地好，因其很好的贯彻国家实行的土地轮作制度和休耕制度，能够提高土壤中有机质含量，在水稻种植的过程中减少对化肥投入，不仅节约了水稻生产成本，同时促进水稻生产绿色种植、且保护生态环境。

俄罗斯全俄水稻研究所育种经验丰富的专家团队，水稻生产机械化水平高，生产机械除本国外，主要进口乌克兰、白俄罗斯、德国、奥地利、韩国等，特别是引入的奥地利小区播种机，可以直播两米行长的小区育种品系，除了提高育种材料的播种效率，还能够减少劳动力、节约作业成本。

3 俄罗斯水稻研究对我国的启示

3.1 稳定的研究方向

全俄水稻研究所根据研究方向设置育种学科、栽培学科、生物技术学科等，学科设置合理，人员结构、学历层次清晰，利于研究所的长远发展。全俄水稻研究所根据科技人员自主选择的研究方向进行定向培养，人员研究方向明确后长期保持稳定，能够就研究方向做深、做透，利于其长远发展。

3.2 持续改善稻田水肥条件

俄罗斯主要通过实行合理的土地轮作和休耕制度来提高土壤地力，使土壤肥沃、有机质含量高。这种土地使用制度有利于保障农业成产的可持续性。我国人口多，人均耕地资源少，稻谷消费多，很难利用年度性轮作或休耕的方式保护耕地。因此，探讨如何采取更好的方式改良土壤结构，合理种植，促进我国水稻生产的可持续发展是当前思考的主要问题。

3.3 注重弘扬民族文化

全俄水稻研究所及其合作农场都建有博物馆，展示从机构建立之初到今天的发展历程、不同时期的模范人物事迹及其带领大家开拓进取，建设美好家园的点点滴滴。我国水稻种植历史悠久，不同研究机构亦应注重展示我国水稻历史传承，加强稻米文化建设及水稻文化博物馆建设，讲述我国稻谷种植的故事，弘扬并传播我国特色的稻米文化。