牢記科技強(qiáng)國(guó)使命 勇攀稻作科技高峰

陳溫福 鐘文田

習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上指出，中國(guó)要強(qiáng)盛、要復(fù)興，就一定要大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，努力成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地。廣大科技工作者一定要把握大勢(shì)、搶占先機(jī)，直面問題，迎難而上，肩負(fù)起歷史賦予的重任，爭(zhēng)做新時(shí)代科技創(chuàng)新的排頭兵。

縱觀世界農(nóng)業(yè)發(fā)展史，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)大體上經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)三個(gè)發(fā)展階段。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)則是以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)?？茖W(xué)在理論上的突破，帶來技術(shù)上的進(jìn)步，推動(dòng)了生產(chǎn)的飛躍。

科技創(chuàng)新推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

世界種植業(yè)跨上三個(gè)臺(tái)階，都與農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)突破相關(guān)聯(lián)。第一個(gè)臺(tái)階是18世紀(jì)的英國(guó)農(nóng)業(yè)革命，泰伊爾將豆科牧草加入到草田輪作體系，既提高了地力，又促使了農(nóng)牧業(yè)結(jié)合，使歐洲糧食單產(chǎn)翻了一番，由50公斤提高到100公斤。第二個(gè)臺(tái)階來源于1840年德國(guó)化學(xué)家李比希的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)歸還學(xué)說，導(dǎo)致化肥工業(yè)的興起，為農(nóng)業(yè)系統(tǒng)增加了物質(zhì)流，糧食單產(chǎn)又翻了一番，平均畝產(chǎn)由100公斤提高到200公斤。第三個(gè)臺(tái)階歸功于孟德爾的“豌豆試驗(yàn)”和摩爾根的“果蠅試驗(yàn)”，揭示了生物的遺傳規(guī)律，催生了農(nóng)作物雜交育種技術(shù)，使得美國(guó)玉米單產(chǎn)達(dá)到450公斤。

在我國(guó)稻作界，不僅有黃耀祥院士的水 稻矮化育種技術(shù)的突破、袁隆平院士雜交水稻育種的成功，更有沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)以楊守仁教授為代表的幾代稻作人幾十年的努力，創(chuàng)新了水稻育種理論與方法，探索出一條前人沒有走過的育種科學(xué)新路：秈粳稻雜交理想株型超高產(chǎn)育種，引起國(guó)際水稻界廣泛關(guān)注，觸發(fā)了“中國(guó)超級(jí)稻育種”重大科技計(jì)劃的啟動(dòng)（農(nóng)業(yè)部，1996），組織全國(guó)聯(lián)合攻關(guān)，并確定了單產(chǎn)超過12噸/公頃的中國(guó)超級(jí)稻育種目標(biāo)。

東北稻區(qū)率先迎難而上，攻克了粳型超級(jí)稻育種難關(guān)。先是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)于1997年率先育成了直立大穗型中國(guó)超級(jí)稻新品種“沈農(nóng)265”，實(shí)現(xiàn)了一季單產(chǎn)12噸/公頃的目標(biāo)。嗣后又先后育成了“沈農(nóng)606”“遼星1號(hào)”“龍粳31”“吉粳88”和“遼粳4號(hào)”等。江淮粳稻區(qū)和西南粳稻區(qū)也育成了“南粳44”“寧粳3號(hào)”“楚粳28”等。截至2016年，粳型超級(jí)稻累積推廣面積超過3億畝。其中，東北粳稻區(qū)超過2.2億畝，覆蓋了東北粳稻種植面積的60%以上，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。具有國(guó)際領(lǐng)先水平的中國(guó)超級(jí)稻育種成果，支撐了粳稻生產(chǎn)發(fā)展，充分證明了習(xí)近平總書記關(guān)于創(chuàng)新是第一動(dòng)力的論斷。

伴隨我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，城鎮(zhèn)人口不斷增加以及人們對(duì)美好生活的追求，人們對(duì)優(yōu)質(zhì)粳米的需求逐年增加。據(jù)近15年統(tǒng)計(jì)，人均粳米年消耗量已由25公斤增加到35公斤，年均增加0. 65公斤，并呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。我國(guó)糧食安全的核心是口糧，口糧自給的重點(diǎn)是稻米，稻米供給的關(guān)鍵是粳稻。我們?cè)谂κ刈?8億畝耕地紅線的時(shí)候，耕地質(zhì)量紅線卻早已失守。由此可見，我國(guó)確?？诩Z絕對(duì)安全，發(fā)展粳稻生產(chǎn)的重任自然就落到東北這片黑土地上。

歷史上的東北地區(qū)是我國(guó)一個(gè)比較完整且相對(duì)獨(dú)立的自然經(jīng)濟(jì)區(qū)域，東、北、西三面環(huán)山，構(gòu)成了東北生態(tài)系統(tǒng)的天然屏障。中部由三江平原、松嫩平原和遼河平原構(gòu)成的東北大平原，面積位居我國(guó)三大平原之首。大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，是我國(guó)農(nóng)業(yè)資源稟賦最好、糧食增產(chǎn)潛力最大的地區(qū)。現(xiàn)已成為我國(guó)重要的商品糧基地和牧業(yè)生產(chǎn)基地，外調(diào)到主銷區(qū)的商品糧占全國(guó)商品糧總量的60%，己成為確保國(guó)家糧食安全的“糧倉(cāng)”和糧食市場(chǎng)的“穩(wěn)定器”。尤其是其中103萬平方公里的黑土地，土壤肥沃，農(nóng)田、水資源基本沒有重金屬污染，且冬季寒冷，病蟲越冬基數(shù)低，單位面積化肥、農(nóng)藥施用量較其他粳稻區(qū)減少近一半，利于優(yōu)質(zhì)綠色粳稻生產(chǎn)。東北平原地勢(shì)平坦，土地集中連片，便于機(jī)械作業(yè)，機(jī)械化水平和優(yōu)質(zhì)粳稻種植技術(shù)水平高，規(guī)模化優(yōu)質(zhì)粳稻生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)形成，并己成為我國(guó)最大的優(yōu)質(zhì)粳米主產(chǎn)區(qū)。2017年種植面積己達(dá)8280多萬畝，總產(chǎn)量4120多萬噸，種植面積和總產(chǎn)量均占全國(guó)60%以上?，F(xiàn)今東北粳米己成為對(duì)東北亞國(guó)家具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，對(duì)東南亞、南亞國(guó)家稻米具有品質(zhì)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)際糧食市場(chǎng)上唯一具有競(jìng)爭(zhēng)力的大宗農(nóng)產(chǎn)品。

科技創(chuàng)新助力可持續(xù)發(fā)展

習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上的講話強(qiáng)調(diào)：“科技創(chuàng)新要以提高發(fā)展質(zhì)量與效益為中心，以支撐供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線。”同時(shí)要把滿足人民對(duì)美好生活的向往作為科技創(chuàng)新的落腳點(diǎn)，把惠民、利民、富民、改善民生作為科技創(chuàng)新的重要方向。實(shí)行農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革以來，東北地區(qū)大幅調(diào)減了玉米面積。

由于農(nóng)民種植粳稻的經(jīng)濟(jì)收入遠(yuǎn)高于種植玉米和大豆的收入，顯露出擴(kuò)大種植粳稻的意愿。民之所盼，政之所向、市之所需。在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，要充分考慮農(nóng)民要養(yǎng)家糊口，增加收入的期盼，在調(diào)減玉米種植，恢復(fù)大豆生產(chǎn)的同時(shí)，創(chuàng)造條件適度擴(kuò)大粳稻生產(chǎn)，在未來10 15年內(nèi)，將粳稻種植面積由現(xiàn)今的8000多萬畝逐步擴(kuò)大到1.2億畝左右，借以確保我國(guó)“口糧絕對(duì)安全”，滿足農(nóng)民對(duì)美好生活向往的意愿。目前發(fā)展東北粳稻生產(chǎn)迫切需要解決的關(guān)鍵問題有三個(gè)。

一是進(jìn)一步明確育種方向。粳稻品種選育，要從滿足市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)粳米的需求和提高農(nóng)民收益的角度，著重解決高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)相結(jié)合的問題。首先是針對(duì)稻米市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)粳米的需求旺盛，持續(xù)選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻品種，以滿足廣大消費(fèi)者對(duì)優(yōu)質(zhì)米的日益增長(zhǎng)的需求；其次是針對(duì)農(nóng)村勞動(dòng)力持續(xù)轉(zhuǎn)移，短缺，選育適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)的抗倒性、抗病性和抗蟲性相結(jié)合的多抗品種，以適應(yīng)未來發(fā)展輕簡(jiǎn)化栽培的需求；第三是選育適合“減肥、減藥”栽培的水肥高效利用粳稻品種，以適應(yīng)發(fā)展綠色、安全水稻生產(chǎn)的要求。

二是注意黑土地保護(hù)與濕地恢復(fù)。東北黑土區(qū)地處北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，由于大面積黑土墾植成農(nóng)田后，夏季雨量集中，地表徑流沖刷，春、秋強(qiáng)烈季風(fēng)吹去表土，以及人為不適當(dāng)?shù)霓r(nóng)事活動(dòng)影響，造成水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕和重力侵蝕相互交織發(fā)生，導(dǎo)致黑土區(qū)農(nóng)田年平均流失表層黑土0.1-1厘米。黑土層變薄，面積、體量縮小，土壤有機(jī)質(zhì)下降，土地退化，己成為本區(qū)域頭號(hào)的生態(tài)問題。為了保護(hù)和恢復(fù)黑土地，各地進(jìn)行了大量積極的探索，取得了一定成效。其中，發(fā)展水田生產(chǎn)是最有效的途徑。夏季稻田里有水層覆蓋，土壤有機(jī)質(zhì)分解緩慢，利于土壤有機(jī)質(zhì)積累；冬季寒冷而漫長(zhǎng)，凍土層厚達(dá)1米，稻田地表土層堅(jiān)實(shí)，有稻茬覆蓋，抗風(fēng)蝕能力強(qiáng)。

水稻適宜連作，根量大，有利于有機(jī)質(zhì)還田。據(jù)實(shí)測(cè)，在風(fēng)干條件下水稻的籽粒、莖稈與根系的重量之比大致為1：1：0.75，畝產(chǎn)稻谷500公斤，大約有375公斤的根茬留在土壤里。東北地區(qū)較高產(chǎn)的稻田一般畝產(chǎn)約650公斤，稻草650公斤，另有約480公斤根茬留在地里，優(yōu)質(zhì)稻草還可經(jīng)牛羊過腹還田。研究表明，一般每畝稻田每年還田350公斤生物質(zhì)，即可維持土壤有機(jī)質(zhì)的平衡，如果再增加稻草還田數(shù)量或增施有機(jī)肥，就可以逐年提高稻田土壤的有機(jī)質(zhì)含量。在淹水缺氧的環(huán)境下，有機(jī)質(zhì)分解緩慢，腐殖質(zhì)得到積累，黑土地即可得到保護(hù)、恢復(fù)和可持續(xù)發(fā)展。

此外，水田屬人工濕地，在固碳、涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)和調(diào)節(jié)氣候等方面，發(fā)揮的生態(tài)服務(wù)功能所創(chuàng)造的生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于稻谷本身。

三是合理開發(fā)利用水資源，確?？沙掷m(xù)發(fā)展。東北地區(qū)地處松遼流域，西、北、東三面環(huán)山，南臨黃、渤海。流域內(nèi)江河縱橫，自成體系。但流域內(nèi)降水普遍偏少，呈現(xiàn)“北豐南欠，東多西少”“邊緣多，腹地少”的特點(diǎn)。目前水資源開發(fā)利用存在的主要問題是開發(fā)過度與開發(fā)不足并存。由于大型調(diào)度工程缺位，控水能力差，致使遼河、渾河、太子河水資源開發(fā)利用超過80%；黑龍江干流、烏蘇里江、鴨綠江等界河水資源開發(fā)利用僅為10%左右；額爾古納河少至3.6%，造成出境水總量78.91億立方米，遠(yuǎn)高于入境水量17.50億立方米。

東北地區(qū)粳稻主要分布在江河流域、低洼地和濱海鹽堿地。建國(guó)以來粳稻種植由遼河下游鹽堿地逐步向北延伸。由于水利工程不配套，打井種稻成為主要技術(shù)支撐，從而造成地下水開采過度?，F(xiàn)今井灌面積65%分布于黑龍江稻區(qū)，主要集中在三江平原，對(duì)濕地構(gòu)成威脅。

此外，由于排灌設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)低、不配套、工程老化，使得灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.47，遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平。

通過水利工程建設(shè)，提高東北地區(qū)尤其是黑龍江地區(qū)的控水能力，是保證東北優(yōu)質(zhì)粳稻擴(kuò)大種植需水的關(guān)鍵。目前國(guó)家在《松遼流域水資源綜合規(guī)劃》的基礎(chǔ)上，又陸續(xù)規(guī)劃建設(shè)了遼寧大伙房輸水工程、遼西北調(diào)水工程，吉林省東水西調(diào)、引嫩（嫩江）入白（白城）工程，以及黑龍江省“兩江一湖”等河湖水系連通工程。預(yù)計(jì)比原《規(guī)劃》新增調(diào)水量100億 122億立方米。這樣到2030年可實(shí)現(xiàn)供水總量839億961億立方米，比2015年松遼流域供水量新增134億163億立方米。

若未來松遼流域（含內(nèi)蒙古東四盟）水田面積達(dá)到1.2億畝。則比《松遼流域水資源綜合規(guī)劃》新增水田面積3200萬畝。按水田灌溉定額約650立方米/畝計(jì)，則需要新增灌溉水量約210億立方米，這與目前開展和前期己建成發(fā)揮作用的新增工程供水規(guī)劃相比，尚存在供水缺口約80億立方米，可通過發(fā)展節(jié)水種稻技術(shù)加以解決。

為了確?？诩Z絕對(duì)安全，國(guó)家應(yīng)采取積極措施，除繼續(xù)擴(kuò)大水利工程建設(shè)、開發(fā)水資源外，還要在中、小型配套工程建設(shè)方面下功夫，切實(shí)解決“最后一公里”問題，克服松遼流域灌溉水利用率低的問題，同時(shí)，要加強(qiáng)節(jié)水種稻技術(shù)創(chuàng)新，通過提高利用率來彌補(bǔ)供水缺口，以確?？沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。