籼型杂交水稻是水稻品种,现代培育的新型
籼稻杂交水稻,被外国人誉为“
东方魔稻”,1964年,
袁隆平在中国首先开始了水稻
杂交优势利用的研究。1973年,世界上第一株籼型杂交水稻终于在我国培育成功。
植物简介
早在1763年,柯路德便已经开始对杂交品种进行研究与观察。1876年,达尔文指出,杂交品种中两性因素会发生某种程度分化,从而使杂交品种具有一定优势。进入到20世纪之后,各种杂交品种相继出现在农业生产领域,但是杂交水稻实体方面一直是一个空白。
1960年,当时是湖南省黔阳农校教师的袁隆平在早稻育种试验中,发现了一株性状优良的水稻植株。袁隆平对这株特殊的水稻进行了长达两年的深入研究与分析,最终断定它是一株天然的杂交水稻植株。
1964年,袁隆平开始致力于杂交水稻优势利用的研究。经过大面积的农业试验与科学研究。
1973年,世界上第一株籼型杂交水稻终于在我国培育成功。这种由中国工程院院士袁隆平培育成功的籼型杂交水稻,不仅解决了中国人多粮食少的问题,也给世界粮食产业带来了一次绿色变革。袁隆平也因此获得了“杂交水稻之父”的称号,并获得了多项国际大奖。
植物特点
根系发达,分蘖性强,茎秆粗壮,穗大粒多,米质优良,适应性广,抗逆性强,亩产超千斤。
历史起源
新中国成立以来,中国在
农业科技上的一项举世瞩目的成就是籼型杂交水稻的育成。这项技术自1976年在全国大面积推广以后,仅至1994年,就已使中国的稻谷累计增产达2400亿公斤。此外,该技术还被出口到美国等
国家和地区。
杂交水稻的研究始于1964年。当时任职于湖南省安江农校的袁隆平最先发现了水稻天然
雄性不育株,便带领助手们开展了有关研究。他们利用野生不育株在中国首先实现了杂交水稻三系(不育系、
保持系 品种分类
水稻品种就分为籼型、粳型和糯型,加工成
籼米、
粳米和糯米。
杂交水稻,是由两个具不同遗传特性的水稻品种或类型,一个作为母本,一个作为父本,经有性杂交之后而产生的一种新的杂合体。这一种杂种的第一代,在生产优势、适应性与经济性等方面胜过母本以及父本,这一现象称为
杂种优势。
发展历史
袁隆平等发明的“籼型杂交水稻”获得了中国第一个
国家发明奖特等奖。因为这项发明使中国的水稻育种技术跃居国际领先地位,创造了巨大的经济效益和社会效益,并作为中国第一项农业技术转让美国。联合国教科文组织总干事姆博称袁隆平取得的成果是继70年代国际培育半矮水稻之后的“
第二次绿色革命”。
国际水稻研究所所长、印度前农业部长
斯瓦米纳森博士称袁隆平为“
杂交水稻之父”。
所谓杂交水稻,是由两个具有不同遗传特性的水稻品种或类型,一个作母本,一个作父本,经有性杂交以后而产生的一种新的杂合体。这种杂种的第一代,在生产优势、适应性及经济性等方面胜过母本和父本,这种现象称为杂交优势。
杂交优势的利用,早在中国秦朝就有记载,生产上也有成功的应用。
1763年,柯路德开始对杂种优势现象进行观察研究;1866年,孟德尔根据豌豆试验,首次提出杂种活力一词;1876年,达尔文提出杂种优势是由于两性因素具有某种程度的分化所致;20世纪初,美国科学家沙尔提倡种植杂种玉米,1936~1945年间,美国大力推广;中国自50年代起开始广泛推行杂交玉米、杂交高粱的品系选育和制种技术。但是,水稻
杂交育种方面的研究一直是薄弱环节。
直到60年代,农业科技界仍然不敢想象能在生产中利用杂种优势。因为水稻是
自花授粉作物,即雌雄同花,人工杂交制种困难。
1960年春,当时是湖南省
黔阳农校教师的
袁隆平在进行早稻常规育种试验时,他发现一颗性状优异、穗大粒饱的籼型水稻植株。他将这一植株的成熟种子收藏起来,第2年春,播在试验田里。不久,长起来的植株越来越参差不齐,后来,稻苗扬花、灌浆、抽穗了,但是没有一颗植株的性状能超过它们的前代。仔细分析后,袁隆平意识到他所发现的那棵特别优异的植株是一颗天然杂种。
根据这一发现,袁隆平产生了一个大胆的念头:既然天然杂种水稻具有第一代优势,就应该通过杂交途径让这一优势为生产服务。1964年,袁隆平在中国首先开始了水稻
杂交优势利用的研究。那年7月5日,经过连续14天头顶烈日,脚踩烂泥,手持放大镜,不停地观察,袁隆平终于在茫茫稻海里找到了一株
雄性不育的水稻。他小心地把这株稻子移栽到试验盆里,并用别的水稻花粉和它杂交,使它留下种子,成功地繁殖了一代雄性不育的稻种。同年,他又发现了两株雄性不育株。第2年,他又发现了4株雄性不育株。
在两年观察实验的基础上,1965年冬,
袁隆平写出论《
水稻的雄性不孕性》。他用科学的实践证明,水稻具有雄性不孕性。他同时预言,利用杂交水稻的第一代优势,将给水稻生产带来大面积、大幅度的增产。他的论文和预言,引起了国家科委的极大重视和支持。
自1964年发现第一棵雄性不育株后,袁隆平连续奋战6年,先后用了1000多个品种,做了3000多个组合进行多方面的探索,然而效果却不理想。他们又通过细致的总结,反复思考,发现
远缘杂交具有遗传优势。于是,他们决心用
野生稻再进行研究。
1970年,李必湖到海南岛寻找野生稻。10月23日,在农场冯克珊在
崖县南红农场荔枝沟村的一片沼泽地里,他们找到了一大片野生稻,并从中发现了一棵雄性不育株。他们对这棵野生稻进行了精心培育。第2年开春,野生稻分孽后,他们把它分成48株。为了给野生稻授粉,他们连续蹲在田里等候着每朵稻花的开放。每开一朵花,就授一
次粉,一共花了4天时间给63朵花授完了粉。最后,他们成功地收下了少量而珍贵的种子。
袁隆平给它取名为“
野败”。这一重要成果,为杂交稻种的选育成功,打开了一个突破口。随着成功,籼型杂交水稻的研究已逐步推向了全国。
1971年,籼型杂交水稻研究被列为全国农业22个重点项目之一。
1973年,籼型杂交水稻在中国正式培育成功。在杂交水稻培育成功后,科技人员又突破了繁殖制种这一难关。本来,其他一些国家研究杂交水稻优势比中国早,但一直未能用于生产,其原因除了没有培育出稳定的不育系和强优恢复系外,其繁殖制种没有过关,也是重要原因。制种中的难题是父、母本开花期往往不能相遇,授粉十分不便;而且,有的母本穗子有包颈现象,穗抽不完全。因此,开始每亩只能制种10多斤,这样不仅成本高,且有碍大面积推广。针对这个问题,科技人员和制种人员,经过反复研制,使制种产量在短短几年迅速提高到每亩100多斤。繁殖制种和栽培技术问题的解决,使杂交水稻很快用于生产,迅速大面积在全国推广开来,从而产生巨大效益。
获得成就
中国自1974年开始试种籼型杂交水稻,至1983年,累计全国种植面积5.1亿亩,增产稻谷500多亿斤,平均每亩增产100斤以上,最高亩产达1700多斤。杂交水稻在国际上也引起巨大反响,许多国家和地区纷纷要求转让这项技术。
1977年,被柬埔寨引种试验成功。1978年,朝鲜专门派代表团来中国考察并索取材料。1979年,被菲律宾国际水稻中心所引种。
1980年,以中国第一个农业技术
专利转让给美国后,通过对比试验表明,中国籼型杂交水稻平均亩产比该国水稻良种增产165.5%~180.3%。
至1989年,世界上已有20多个国家和地区引进、转让了中国的籼型杂交水稻。
1979年,袁隆平等代表中国在国际水稻年会上宣读杂交水稻论文后,博得了来自各国200多位水稻专家的高度评价,公认中国杂交水稻居世界领先地位。杂交水稻不仅在生产上为大幅度提高水稻产量开辟了新途径,而且在学术上为
自花授粉作物闯出了利用杂种优势的新路子,大大丰富了农作物遗传育种的理论与实践,成为人类水稻种植史上一次重大的飞跃。
1981年,
袁隆平培育成功籼型杂交水稻获国家发明特等奖。
意义
中国籼型杂交水稻育成,大大丰富了水稻遗传育种的理论和实践,在国际上产生了巨大的影响,世界上许多著名水稻专家认为,中国的杂交水稻研究和推广居领先地位。杂交水稻的育成,为水稻大幅度增产开辟了新的途径,它的应用被称为“新的绿色革命”,为改善人类的粮食供应立下了汗马功劳。
制种技术
隔离区的选择
杂交水稻制种和亲本繁殖都要求在隔离的条件下进行。根据各地情况,可采用空间隔离,即在制种田周围100m内,除父本外不得种植其它水稻品种;周围如种植
粳稻,隔离应在200m以上,也可采用自然屏障,如山岭、村庄、河坝等,总之,母本不得授非父本花粉。
计算
同的制种组合,父母本播期各有差异。因此,在播前应严格掌握父母本的生育期,确定各自的播期,保证父母本双方花期相遇,才能授粉良好,获得高产。一般说,父母本同时始穗为最合适,为延长授粉时间,加大花粉量,父本以二期播种为最好。
确定
父母本的种植比例要考虑父本有足够的花粉量,保证母本授粉良好,又要争取母本有较大的面积,以增加种子产量。在生产实践中,父母本的移栽行比,一般采用2:14~16,东西行向。株距:父本13.3×33.3cm;母本10~13.3cm,父母本均双本栽插。一、二期父本各一行,每亩父本0.34万穴,母本0.363万穴。制种时,保证母本播后形成足穗。
花期预测及调整
在水肥管理的同时,应考虑到父母本花期相遇问题。由于大田会遇到各种问题,调整花期措施应因田而异,不能千篇一律,调整花期应越早越好,争取主动。(一)花期预测从倒三叶出现前开始取样检查,每次取10~20穴整丛剥查。也可根据叶龄指数法在前期及早进行花期预测。
幼穗分化共分8期,各期标准为:一期看不见、二期苞毛现、三期毛茸茸、四期粒粒现、五期
颖壳分、六期粒半长、七期穗转绿、八期穗出现。尽管不同的组合,前期幼穗分化有快慢之分,进入四、五期后要保持同期,确保父母本同期抽穗。(二)花期调整花期调整应越早越好,可采用三种方法调整,花期相差3天以内,可用“920”调整。如果花期相差过大,可以采取促的方法结合“920”进行调整。对发育过慢的亲本,每亩喷施
磷酸二氢钾2~3次,每次100~150g、对水30~40kg,可促进早抽穗1~2天。另外,还可对父本采取旱控水促措施,能推迟或提早抽穗3天左右。
去杂保纯
纯度是杂交种的生命,从穗田到收获前,要多次进行田间去杂,把与父母本不同颜色,不同株型,不同熟期,过高过矮的
杂株,变异株及时拔除,尤其是见穗3℃以前去杂,是生产出高纯度种子的关键。同时,收、运、脱、晒等过程中,要有专场,专用脱粒设备及贮藏设备,严防机械混杂。
适时收获
由于制种田母本属
异花授粉,稻粒间成熟度差异很大,若收获过早,易造成秕粒增多,粒重下降,进而影响产量。因此,应等大部分稻种黄熟,其余大半饱时及时收获。
相关人物
袁隆平,中国农业学家。祖籍江西德安,1930年出生。1959年毕业于西南农业学院,
中国工程院院士,国家杂交水稻工作技术中心暨
湖南杂交水稻研究中心主任、湖南省政协副主席。他是中国研究杂交水稻的创始人,他的成果不仅在很大程度上解决了中国人的吃饭问题,而且也被认为是解决世界性饥饿问题的法宝。国际上甚至把杂交稻当作中国继四大发明之后的第五大发明,誉为“
第二次绿色革命”。他先后获得了
联合国知识产权组织“杰出发明家”金质奖、
联合国教科文组织“科学奖”、英国让克基金会“让克奖”、美国费因斯特基金会“拯救世界饥饿奖”、联合国粮农组织“粮食安全保障奖”、日本“日经亚洲大奖”、作物杂种优势利用世界“先驱科学家奖”、“日本越光国际水稻奖”等八项国际奖,被誉为“
杂交水稻之父”。
颜龙安作物遗传育种专家。生于江西萍乡,1962年毕业于江西农学院,曾任江西省农科院院长,现任江西省农科院研究员。1970年开始杂交水稻研究,1972年带领课题组最早育出野败籼型不育系“珍汕97A”和“二九矮4号A”;1982-2003年,以“珍汕97”不育系配组的杂交稻累计推广种植18.744亿亩,占全国种植杂交稻总面积的47.59%。1972年开始杂交水稻繁殖制种高产技术研究,解决多项技术难题。1973年研究明确“野败”恢复基因的分布规律,1973年育成第一个大面积推广的强优势组合“汕优2号”,实现三系配套。