俄羅斯水稻產(chǎn)業(yè)模式及發(fā)展啟示

唐志強(qiáng)，王昌華，鄭文靜，王 輝

(1.遼寧省水稻研究所，遼寧沈陽(yáng) 110101； 2.遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110161)

遼寧省水稻研究所與俄羅斯全俄水稻研究所于2017年建立聯(lián)合育種實(shí)驗(yàn)室，此后，雙方從互訪交流、資源互換等著手開展合作研究工作。2018年5月，遼寧省水稻研究所出訪俄羅斯，進(jìn)行了為期30d的交流學(xué)習(xí)。出訪人員前往俄羅斯克拉斯諾達(dá)爾邊疆區(qū)開展實(shí)地調(diào)研，并與俄羅斯全俄水稻研究所的科研人員、技術(shù)人員及周邊的農(nóng)場(chǎng)主、稻米產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)者等進(jìn)行了較為廣泛的交流，對(duì)全俄水稻研究所的科研體系及俄羅斯水稻生產(chǎn)狀況有了較為深入的了解，現(xiàn)總結(jié)如下，以期對(duì)我國(guó)水稻育種及生產(chǎn)提供借鑒及參考。

1 俄羅斯水稻產(chǎn)業(yè)概況

水稻是俄羅斯種植的重要作物之一，種植面積約50萬(wàn) hm2，生產(chǎn)區(qū)主要分布在北緯 37°～47°，其中克拉斯諾達(dá)爾邊疆區(qū)的庫(kù)班河流域是最大的稻作地帶，無(wú)霜期在180d左右[1]，年產(chǎn)稻谷150萬(wàn)t左右。在俄羅斯各聯(lián)邦主體中，水稻產(chǎn)量最高的是克拉斯諾達(dá)爾地區(qū)，2017年產(chǎn)量達(dá)73.5萬(wàn)t，占俄全國(guó)水稻總產(chǎn)量的74.0%，占俄羅斯南部聯(lián)邦區(qū)的87.3%。2017年俄羅斯出口稻谷達(dá)5400t。因水稻經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，俄羅斯政府對(duì)水稻生產(chǎn)非常重視，財(cái)政投入呈逐年增加的趨勢(shì)。

1.1 自然資源

俄羅斯地處亞歐大陸，國(guó)土面積為1707.54萬(wàn)km2，土地資源十分豐富。農(nóng)業(yè)耕地面積約1.3億hm2，占全世界約十分之一，其中一半的可耕地為黑土地。農(nóng)業(yè)區(qū)氣候適宜，生產(chǎn)田塊面積大，土壤結(jié)構(gòu)好，溫光條件好，地勢(shì)平坦，土壤有機(jī)質(zhì)含量高，保水保肥能力強(qiáng)且水資源十分充足，有利于水稻直播種植，并適合于大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)[2]。

1.2 生產(chǎn)技術(shù)

俄羅斯水稻種植方式為機(jī)械化旱直播，行距均為15cm條播，播種量為 250～280kg/hm2，播種鎮(zhèn)壓完成后灌水，水稻在淹水條件下發(fā)芽、立針，出苗率在 40%左右，每 m2出苗數(shù)大于 300株，有效穗達(dá)400穗以上，水稻在播種至收獲前持續(xù)淹灌，全生育期保持10～15cm的水層。4月中旬開始播種，至5月上旬分批播完，9月中旬開始收獲，全生育期 120～130d。采用大型聯(lián)合收割機(jī)收獲，將水稻割倒晾曬，待稻谷水分降低后脫粒，以便儲(chǔ)藏[2]。

俄羅斯科研機(jī)構(gòu)、大型國(guó)有農(nóng)場(chǎng)均實(shí)行有計(jì)劃的輪作、休耕制度。水稻劃區(qū)輪作，第一區(qū)種植苜蓿、大豆等固氮作物，第二區(qū)種植多年生牧草，第三、四區(qū)種植第一、二年的水稻，第五區(qū)半休閑田或休閑田。水稻與苜蓿、大豆等豆科作物輪作，從而持續(xù)提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量和改良土壤結(jié)構(gòu)。

合理的輪作制度有效減少了俄羅斯水稻的化肥施用量。目前，俄羅斯稻田的化肥施用量是世界最低的國(guó)家之一，一般每 hm2施純氮 120～150kg、速效磷 100kg、速效鉀 40kg左右[3]。 稻田的除草和病蟲害防治主要采用航空和地面相結(jié)合的方式，除草劑一般在水稻4葉期前后噴施1次，全生育期防治病蟲害2～3次，主要病害為稻瘟病。

1.3 稻米消費(fèi)

因我國(guó)實(shí)行“一帶一路”政策，使得中俄交流不斷增強(qiáng)，赴俄羅斯訪問(wèn)的科研人員、游客和留學(xué)生數(shù)量逐年增加，大米的消費(fèi)量與日俱增。在俄羅斯各個(gè)地區(qū)均能見到各類包裝大米銷售。小包裝有0.3kg、0.35kg，最大的也僅3kg，而且市面上的大米價(jià)格不一，最便宜的折合人民幣2.22元/kg，最貴的高達(dá)每 65.98元/kg，多數(shù)價(jià)格在8～14元/kg[3]，適應(yīng)不同類型消費(fèi)者對(duì)大米購(gòu)買的需求。品種結(jié)構(gòu)比較豐富，包括壽司專用、手抓飯專用等類型，市種類繁多、劃分清晰。俄羅斯生產(chǎn)的大米除滿足本國(guó)需求外，主要出口土耳其、烏克蘭、哈薩克斯坦等國(guó)家。

2 全俄水稻研究所水稻研究與田間試驗(yàn)特點(diǎn)

2.1 研究團(tuán)隊(duì)與研究方向

創(chuàng)建于1931年的全俄水稻研究所是俄羅斯開展水稻科學(xué)研究的主要機(jī)構(gòu)，位于俄羅斯克拉斯諾達(dá)爾邊疆地區(qū)庫(kù)班河流域，距離莫斯科1500余km。研究所設(shè)有水稻育種、栽培、生理、生物技術(shù)及稻米品質(zhì)等研究團(tuán)隊(duì)，并設(shè)立機(jī)械設(shè)計(jì)部、維修部等科研支撐機(jī)構(gòu)。目前，全俄水稻研究所共有100多名員工，包括俄羅斯科學(xué)院院士2名、博士13名、副博士34名。

全俄水稻研究所將高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆水稻新品種培育和水稻遺傳機(jī)制及生理基礎(chǔ)研究確立為主要研究方向，同時(shí)也開展水稻育種技術(shù)與種植技術(shù)研發(fā)、集約節(jié)能的水稻種植技術(shù)研發(fā)及肥料、農(nóng)藥與生物制劑綜合利用研究。

2.2 人員、學(xué)科方面

全俄水稻研究所科研人員比例約占50%，每位科研人員有其各自的研究方向，研究所規(guī)定每個(gè)星期一早上例行開會(huì)，要求各部門負(fù)責(zé)人及技術(shù)骨干全員參加，針對(duì)前一周工作及出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)下一階段的工作進(jìn)行具體、細(xì)致的部署，各團(tuán)隊(duì)間及團(tuán)隊(duì)內(nèi)部成員間既有分工，又有協(xié)作。例如，品種資源室主要負(fù)責(zé)水稻種質(zhì)資源的收集、保存及雜交等工作。他們根據(jù)育種家的需要，先將不同水稻品種資源種植于溫室中，再于抽穗期采用人工去雄方式進(jìn)行常規(guī)雜交。春季，將F1代種子在恒溫培育箱中培養(yǎng)，發(fā)芽后播入桶中，收獲F2代種子交給育種室。育種室的科研人員間有明確的分工，不同世代有專人負(fù)責(zé)，他們不但承擔(dān)不同世代品系篩選及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種篩選工作，還負(fù)責(zé)在品種審定后對(duì)新品種進(jìn)行播種量、適宜密度及最佳養(yǎng)分施入量等試驗(yàn)，以明確新品種的最佳配套栽培技術(shù)，并培訓(xùn)農(nóng)場(chǎng)技術(shù)人員，使新品種在農(nóng)場(chǎng)中盡快大面積的推廣。

2.3 品種選育、示范及種子生產(chǎn)

全俄水稻研究所在Belozerny擁有試驗(yàn)用地超過(guò)200 hm2，水稻試驗(yàn)區(qū)面積超過(guò)100 hm2，用于水稻選育、新品種展示、水稻生理基礎(chǔ)研究和種子生產(chǎn)，而水稻品系適應(yīng)性研究及水稻新品種的示范推廣工作則由研究所育種團(tuán)隊(duì)與Krasnoarmeyskiy農(nóng)場(chǎng)、kuban農(nóng)場(chǎng)和 Krasnoe農(nóng)場(chǎng)合作開展。

2.3.1 育種模式

全俄水稻研究所選育的品種耐低溫性及耐淹水性較好，其對(duì)高代穩(wěn)定品系具有特殊的選育方法。一般用已經(jīng)連續(xù)種植3年的低產(chǎn)田塊進(jìn)行高產(chǎn)品種(品系)的初步篩選；再利用輪作后第一年的高產(chǎn)田進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，從中鑒定出產(chǎn)量表現(xiàn)較好的品種；而低洼地和排水較差的地塊則用來(lái)選擇耐淹水的品種?？沟疚敛∑贩N選育方面，他們一般在田間種植感病材料誘導(dǎo)發(fā)病，并與病菌接種相結(jié)合篩選抗病品種(品系)。在田間，不同的世代用不同顏色的標(biāo)牌來(lái)標(biāo)記，便于進(jìn)行查找及選擇。該研究所選育的品種生育期在115～125 d，粒型以圓粒為主，多年來(lái)育成的水稻品種為35個(gè)以上，占俄羅斯水稻品種審定的70%，現(xiàn)當(dāng)?shù)氐闹髟云贩N為 Rapan、Favorit、Diamant、Visit、Polevik。

2.3.2 種子生產(chǎn)

水稻品種通過(guò)國(guó)家審定后，由全俄水稻研究所的種子生產(chǎn)部門與農(nóng)場(chǎng)合作進(jìn)行種子生產(chǎn)—加工—銷售。為了保證種子純度，2～3年間在同一地塊上只生產(chǎn)同一品種的種子。種子收獲后經(jīng)脫粒、篩選、烘干，最后入庫(kù)。

2.3.3 稻米加工與品質(zhì)

俄羅斯十分看重稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，新品種(品系)通過(guò)產(chǎn)量認(rèn)定后，要對(duì)其進(jìn)行稻米碾磨，考察出米率，同時(shí)對(duì)稻米的精米率、整精米率等外觀品質(zhì)加以篩選，還注重對(duì)蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量以及黑米中的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等指標(biāo)的考察。

2.4 機(jī)械化播種設(shè)備及種植模式

研究所對(duì)不同生長(zhǎng)特性的水稻品種進(jìn)行播量試驗(yàn)，用量在150～200 kg/hm2，多為28行大型播種機(jī)，播幅4 m，種子容量400 kg。因播種用地面積不同，機(jī)具也不相同，根據(jù)科研目的可分為基因庫(kù)材料、F2～F6代小區(qū)、品種比較區(qū)和品種展示與示范區(qū)。

2.4.1 基因庫(kù)材料小區(qū)播種

采用購(gòu)置于奧地利的6行小麥播種機(jī)，帶有6個(gè)獨(dú)立攜帶種子的容器，進(jìn)種口、排種口與盤式播種器相連，可以同時(shí)播種6個(gè)品種。播種機(jī)由微電腦控制，種子排列完成后自動(dòng)進(jìn)入排種器，第一批播種完成后，停頓片刻，開始播種下一批種子，不會(huì)造成種子混雜。該設(shè)備售價(jià)約4～5萬(wàn)歐元。

2.4.2 F2～F6代小區(qū)播種

采用購(gòu)置于奧地利的小麥播種機(jī)，播種前將小區(qū)材料按順序排列，每次播種1份材料。前1份材料播種后由微電腦控制播種下1份材料。種子進(jìn)入播種器，會(huì)被均勻分配到排種口中，將排種器種子全部播完，電腦控制將下1份種子裝入排種器。該設(shè)備價(jià)格在5萬(wàn)歐元左右。

2.4.3 用于展示及示范的品種播種

采用80年代老式小麥播種機(jī)，原產(chǎn)自白俄羅斯，后經(jīng)機(jī)械工程師改造播種水稻，該設(shè)備種子箱底中間位置裝有排種口，便于品種更換時(shí)清理剩余種子，避免不同品種摻雜。新型播種機(jī)為產(chǎn)自韓國(guó)10行播種機(jī)，該設(shè)備有兩個(gè)播種槽，可同時(shí)播種兩個(gè)不同品種，能夠提升播種效率。

2.5 水稻機(jī)械化直播栽培技術(shù)

俄羅斯水稻均采用直播栽培，其生產(chǎn)田塊單元面積較大，一般田塊面積為5～20hm2，土壤結(jié)構(gòu)性較好，保水保肥能力強(qiáng)。并且淡水資源豐富，農(nóng)業(yè)區(qū)灌溉水均來(lái)源于庫(kù)班河流。

2.5.1 田間整地

一般在3月中下旬開始整地。采用圓盤式耙地機(jī)進(jìn)行耙地，田間少有大的土坷垃，中小型農(nóng)場(chǎng)使用大型激光平地儀提高土地平整度，保證田塊土層差小于3cm。大型農(nóng)場(chǎng)則采用衛(wèi)星信號(hào)平地，其優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面積大、范圍廣、土地平整、均勻度高，更適用水稻直播。播種前，先將平整的土地上橫、縱向做寬 20 cm、深 5 cm的溝(主要起到灌、排水作用)。

2.5.2 播種

整地、平地作業(yè)完成后，待溫度適宜即開始水稻機(jī)械化直播，時(shí)間一般在4月中旬。生產(chǎn)田播種一般采用24行大型播種機(jī)械，播種量在280 kg/hm2播種深度 1cm左右，播后立即鎮(zhèn)壓，灌水。

2.5.3 水分管理

俄羅斯的農(nóng)田的一側(cè)修有寬1m、深 0.5m的水線，灌溉入水口設(shè)置在主灌渠的兩側(cè)，并且進(jìn)水口低于大田平面，水自下而上進(jìn)入田塊，緩慢向田間散開，這樣可以減少水對(duì)所播入種子造成的沖擊。一般在播種鎮(zhèn)壓后立即上水，田間保留水層10～15 cm，保持 7～10 d，然后將水排出、控干，4～5 d后再次灌水，反復(fù)3次。秧苗長(zhǎng)至3～4片葉后田間一直保持水層，直至收獲。

2.5.4 施肥與除草

耙地前先將底肥施入，氮肥、磷肥養(yǎng)分均為100 kg/hm2、鉀肥用量為40 kg/hm2，幼苗 3～4 葉期時(shí)追施氮肥150 kg/hm2，同時(shí)噴施專殺稗草的除草劑，后期根據(jù)田間水稻長(zhǎng)勢(shì)而定是否再次追肥。因俄羅斯水稻每年與苜蓿、大豆等作物輪作，使得土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量、氮含量非常高，可有效減少化肥施用。通常情況下，在與苜蓿輪作的第一年可以減少氮肥施入量的70%。

2.5.5 病蟲害防治

俄羅斯水稻病害主要以稻瘟病為主，嚴(yán)重時(shí)可使水稻減產(chǎn)一半以上，因此，俄水稻專家在引入抗病資源改良本國(guó)品種抗性的同時(shí)，在生產(chǎn)上注重防控結(jié)合，根據(jù)發(fā)病情況決定防治次數(shù)，在水稻生育期內(nèi)噴施殺菌劑防病1～2次。螟蟲是俄羅斯水稻減產(chǎn)的主要的蟲害，采用飛機(jī)與地面機(jī)械噴施農(nóng)藥結(jié)合的方式進(jìn)行防治，生育期防治蟲害1～2次。

2.5.6 收獲

收獲日期在9月中旬左右，采用大型收割機(jī)，分兩步收獲。首先將水稻植株割倒，攏成一行，并將稻穗搭在先割倒的植株莖稈上，田間晾曬3d左右。待稻谷含水量下降后再用大型脫粒機(jī)脫谷，完成后，將稻谷裝車入庫(kù)。

2.6 效益與優(yōu)勢(shì)

俄羅斯全俄水稻研究所在品種選育過(guò)程中，在重點(diǎn)選擇耐低溫、淹水型的抗逆性品種的同時(shí)，對(duì)稻米的碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)也十分重視。水稻品種通過(guò)審定后，由專業(yè)技術(shù)人員到農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行種子擴(kuò)繁，對(duì)種子從播種到收獲實(shí)行全程跟蹤指導(dǎo)，保證種子純度。

俄羅斯土壤質(zhì)地好，因其很好的貫徹國(guó)家實(shí)行的土地輪作制度和休耕制度，能夠提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量，在水稻種植的過(guò)程中減少對(duì)化肥投入，不僅節(jié)約了水稻生產(chǎn)成本，同時(shí)促進(jìn)水稻生產(chǎn)綠色種植、且保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

俄羅斯全俄水稻研究所育種經(jīng)驗(yàn)豐富的專家團(tuán)隊(duì)，水稻生產(chǎn)機(jī)械化水平高，生產(chǎn)機(jī)械除本國(guó)外，主要進(jìn)口烏克蘭、白俄羅斯、德國(guó)、奧地利、韓國(guó)等，特別是引入的奧地利小區(qū)播種機(jī)，可以直播兩米行長(zhǎng)的小區(qū)育種品系，除了提高育種材料的播種效率，還能夠減少勞動(dòng)力、節(jié)約作業(yè)成本。

3 俄羅斯水稻研究對(duì)我國(guó)的啟示

3.1 穩(wěn)定的研究方向

全俄水稻研究所根據(jù)研究方向設(shè)置育種學(xué)科、栽培學(xué)科、生物技術(shù)學(xué)科等，學(xué)科設(shè)置合理，人員結(jié)構(gòu)、學(xué)歷層次清晰，利于研究所的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。全俄水稻研究所根據(jù)科技人員自主選擇的研究方向進(jìn)行定向培養(yǎng)，人員研究方向明確后長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，能夠就研究方向做深、做透，利于其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

3.2 持續(xù)改善稻田水肥條件

俄羅斯主要通過(guò)實(shí)行合理的土地輪作和休耕制度來(lái)提高土壤地力，使土壤肥沃、有機(jī)質(zhì)含量高。這種土地使用制度有利于保障農(nóng)業(yè)成產(chǎn)的可持續(xù)性。我國(guó)人口多，人均耕地資源少，稻谷消費(fèi)多，很難利用年度性輪作或休耕的方式保護(hù)耕地。因此，探討如何采取更好的方式改良土壤結(jié)構(gòu)，合理種植，促進(jìn)我國(guó)水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前思考的主要問(wèn)題。

3.3 注重弘揚(yáng)民族文化

全俄水稻研究所及其合作農(nóng)場(chǎng)都建有博物館，展示從機(jī)構(gòu)建立之初到今天的發(fā)展歷程、不同時(shí)期的模范人物事跡及其帶領(lǐng)大家開拓進(jìn)取，建設(shè)美好家園的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。我國(guó)水稻種植歷史悠久，不同研究機(jī)構(gòu)亦應(yīng)注重展示我國(guó)水稻歷史傳承，加強(qiáng)稻米文化建設(shè)及水稻文化博物館建設(shè)，講述我國(guó)稻谷種植的故事，弘揚(yáng)并傳播我國(guó)特色的稻米文化。