他培育的水稻品种,可节水减少九成碳排放

作为我国的主要粮食作物,水稻目前在全国的种植面积有4亿多亩,在全球气候极端天气频发和水资源紧张的背景下,如何守护14亿人口的粮食安全成为多位育种科学家毕生的课题,“节水抗旱稻”培育人罗利军就是其中的一位。

8月中旬,在上海市金山区、闵行区的节水抗旱稻示范基地,上海市农业生物基因中心首席科学家、研究员罗利军团队的节水抗旱稻“八月粳”陆续收割,这个比市面上一般水稻收割时间提早了2个月左右的品种,种植方式也尤为特别。

“水稻一直是我国最重视的作物,种水稻的历史很长。但是最大的一个问题就是水稻用水很多,另外也面临农药污染和甲烷排放等问题。在这种情况下,我们必须要考虑怎样来解决问题,让水少用一点,肥料少施一点,温室气体少排一点,甚至不排。那么节水抗旱稻就能解决这个问题。”罗利军近日接受第一财经独家专访时说道。

为何改行做节水抗旱稻

作为一种新的水稻品种类型,节水抗旱稻解决了水稻难以兼顾高产优质和节水抗旱的问题,可节水50%、节肥30%,减少碳排放90%,截至目前,全国节水抗旱稻年栽种面积达500多万亩。

虽然是首次提出发展节水抗旱稻的科学家,但在二十多年前,罗利军并未开始该领域的研究。“以前我是做水稻的,研究方向是水稻的高产育种。”

2001年之前,罗利军还在浙江杭州的中国水稻研究所上班。上世纪90年代,罗利军在我国首次采用三系法育成了亚种间超高产杂交稻“协优413”等中413系列组合,获得籼粳稻杂交的国家发明专利。这也是我国第一个超级稻,1995年生产示范亩产759公斤,刷新了浙江省的最高纪录。

“那篇文章提到,在亚洲国家的国民总用水量中,农业用水占70%,而在农业用水中,水稻生产用水又占了70%。也就是水稻几乎用掉了一半的水。联想到我国是缺水大国,是世界上13个严重缺水的国家之一,意识到我们的水稻种植用水太多了,用水多又带来一系列其他的环境和资源问题。所以就改行,把以产量为导向朝着以资源节约、环境友好这个角度来研究水稻的节水抗旱。”

耕地面积20.3亿亩、年水资源总量2.8万亿立方米、粮食年产量6亿吨以上且逐年增长,在粮食需求和水土资源的刚性约束下,兼具水稻高产优质和旱稻节水抗旱优势的节水抗旱稻会带来哪些现实意义?罗利军给记者算了一笔账。

“一般水田的建设是基于水稻对水的需求,所以水沟很大,比如上海的水沟占整个面积的7%~20%。如果种了节水抗旱稻就不需要这么多水,可以把水沟砍掉一半节约土地种植面积,多出来的地可以发展别的行业。”

以上海金山区廊下基地为例,仅建设排水沟,就已占据农田面积的7.5%左右。目前,罗利军团队将基地50%以上的排水沟填平,每百亩可节约土地面积4亩左右。

目前,节水抗旱稻不仅在全国推广,还在“一带一路”国家如乌干达、肯尼亚、尼日利亚等非洲国家和印度、印度尼西亚、缅甸、巴基斯坦等亚洲国家相继开展了试种示范。

罗利军和团队的“稻”路并未止步于此。去年,他正式提出水稻“蓝色革命”的观点,定下了节水抗旱稻“1522”新发展目标,即新增水稻种植面积1亿亩,增产稻谷500亿公斤,减少200亿吨水稻生产用水,减少200亿公斤二氧化碳当量的碳排放。

据罗利军团队估计,我国现有2亿~3亿亩沙丘、盐碱地及南方山区的旱地,如能开发一定面积种植节水抗旱稻,可年增产250亿公斤以上;在10亿~15亿亩的旱地内,特别是低洼易涝旱地,如能间种或套种一部分节水抗旱稻,可年增产上百亿公斤。

“我国目前水稻生产面积大约4.5亿亩,希望拓展1亿亩,这1亿亩我们希望在北方做到7000万亩,南方做到3000万亩。”他说。

而“5”则是在上述拓展的1亿亩中,每亩产量达500公斤、总产量达500亿公斤,也就是“两增”。此外还包括“两减”,即在现有的近1亿亩易受干旱影响的水稻田中推广5000万亩,可减少200亿吨水稻生产用水,减少200亿公斤碳排放。

去年9月,全国节水抗旱稻全产业链创新联盟正式启动。该联盟由全国农业技术推广服务中心、上海市农业生物基因中心等发起,由从事节水抗旱稻科研育种、种子经营、生产推广、加工流通、农机农资、碳交易、生态经济评估及种业管理服务的单位、社会团体、企业和个人自愿联合组成。

“我觉得这些目标只要坚持下去都能完成,就是什么时候完成?建这个全产业链创新联盟,就是朝着目标往前走。”罗利军希望,再过20年也就是自己80岁出头的时候,能把“1522”目标实现,哪怕实现一半也好。

从专注水稻研究到开辟节水抗旱稻全新领域,罗利军提到了“非主流”创新的重要性。“国家的支持一半是主流的,而创新往往是非主流的。所以这个时候你要去做创新,往往是不受理解的,这是最难的。但是真正要做有创造的东西,一定得有自己的思想。”

他认为,选取科研目标一定要立足两点,一是国家重大需求,二是基于科学发展的客观规律,只有把研究目标跟国家的目标结合起来。“对做农业的来说,在田间地头的研究,往往比发表高影响因子的文章更有意义。”

“做农业坚持下来是需要情怀的,不过我们做农业的人身体都很好,因为常年行走于田间地头,接地气。”在罗利军看来,农民生活很不容易,如今愿意做农业的年轻人并不多,希望社会各界能关注和支持农业,提高农民的收入。

而来自安徽、河南、湖北、江西4省20多个县市296个节水抗旱稻示范点多年来监测显示,与传统水稻相比,节水抗旱稻每亩净收入增加151元以上。

除了节水抗旱稻,罗利军和团队也一直在完善种质资源方面的工作,因为稻种资源是水稻科技创新和育种的物质基础。

2021年揭晓的国家科学技术进步奖,罗利军和团队凭借“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”获得国家科学技术进步一等奖,这是中国农业界时隔8年后,在国家科学技术进步奖的评选中再次获得一等奖。

走进位于上海市农业生物基因中心一楼的低温低湿库,经过清洗、消毒、熏蒸等处理流程的种质资源被封入锡箔袋中,整齐地排列在保存架上,除了可保存30多万份种质资源的低温低湿库,中心还建有超低温库,将基因资源保存于零下196摄氏度的液氮储备罐中,可保存5万份以上。

近年来,该资源库安全保存了93科360种23万余份动植物、微生物种质资源,建成了全球最大的水稻功能基因资源库和全国最大的生菜种质资源库,使我国水稻遗传资源保存量增加130%以上,成为全球保存量最多的国家。

“我们采集的种子,也许会在几百年后的某一天生根发芽,到那时,不知会完成多少人的梦想。”同样致力于种质资源保护事业的已故“时代楷模”、复旦大学教授钟扬曾如是说。

THE END
0.苏北干旱叠加高温!江苏全力保障水稻栽插用水奋力再夺秋粮丰产4月份以来,江苏苏北地区持续干旱少雨,且叠加近日晴日高温影响,不利于水稻的栽插。为有效应对旱情对夏种夏管的影响,眼下,江苏各地农田水利部门科学调度灌溉用水,奋力再夺秋粮丰产丰收。 水利部门提前行动、跨流域调水 备足水稻栽插大用水水源 4月以来,江苏苏北地区持续干旱少雨,省水利厅通过江水北调、江水东引、jvzquC41yy}/q~wlkcthu~3eqo5xcy4c146349;3;1777>;534=14A>0ujznn
1.一场与高温干旱赛跑的秧苗“保卫战”:1800亩水稻喝上了“救命水”7月进入水稻生长关键期,宿迁市泗洪县龙集镇1800亩水稻秧苗却因持续干旱濒临枯死边缘。日前,随着新建机站水泵启动,河水涌入干涸稻田,田埂上村民欢呼鼓掌——这场与高温干旱赛跑的秧苗“保卫战”,让秋粮丰收有了盼头。 据了解,今年以来,淮河流域降雨量353.7毫米、较历史同期少28%,7月以来降雨量仅26.1毫米,为1954年以来jvzquC41yy}/{jsivuk/exr1pg}t1sncpiyv1;5472=0v;5472=3;h7653=70qyon
2.了水稻生长抗旱性的平衡植物应对干旱胁迫,需要平衡生长和生存的关系。对于作物而言,通过抑制生长,固然能提高干旱胁迫下的存活率,但也会因此造成产量的损失,形成抗旱性-产量间的折衷权衡(tradeoff),这是水稻抗旱性育种中必须克服的。抗旱性-产量的tradeoff,也体现在栽培稻不同生态型的适应性进化中:陆稻生态型适应旱作农业生境,获得了较好的节水 jvzquC41rngov|nipcr/usyw0gjv0ls1kplp1:56;1:3693jvo
3.聚焦江西旱情!超300万亩农作物受旱超15万人饮水困难据江西省水利部门统计,目前全省农作物受旱面积达到324万亩,102万亩水田存在缺水的状况,眼下正是江西的中晚稻抽穗、灌浆的关键时期,干旱缺水对水稻带来的影响尤为严重。 在江西省吉安市吉水县、峡江县的部分农田,记者看到,稻田缺水严重,田块干裂、禾苗枯黄,有的已经出现卷叶。 jvzquC41pg}t0lhvx0ipo8r1c1oofn}0ujznnHnf?CXUKt7POnG{s\MWkPXxYjzy3>1;:8
4.晁代印研究组发现水稻耐旱反应与氮素同化协同调控的分子机制该研究发现耐旱负调控转录因子DST(Drought and salt tolerance)可以直接激活硝酸还原酶编码基因OsNR1.2的表达来调控水稻硝酸盐同化,揭示了水稻干旱胁迫响应与氮同化协同调控的分子模块,促进了对于植物干旱胁迫下氮代谢重编程调控机制的理解。 氮素利用效率(NUE)和抗旱性是越来越多地被育种学家关注的两个主要性状,因为这jvzq<84yyy4tkyug0ci/ew4m{l€0m‚o|427:a:<875:049732;5u49732;75a?724;930qyon
5.重点支持中稻抗旱!高温干旱形势严峻,水稻如何“避暑”?|降水|晚稻由于持续高温少雨,南方多省旱情形势严峻。目前,南方水稻陆续进入抽穗扬花、灌浆结实期,正是产量形成关键期,也是对温度、水分最敏感时期。 高温叠加干旱,将导致花粉活性下降,进而影响结实率、产量、品质。目前,各省水稻生产形势如何?水稻种植如何“避暑”?一起来了解下! jvzquC41yy}/3?80eqs0f‚4ctvodnn4JHKQNP
6.水稻OsbZIP86基因及其编码蛋白在干旱胁迫中的应用的制作方法(3)转录因子osbzip86将增强水稻干旱胁迫的耐受性,在转基因水稻中能够诱导aba合成关键限速酶基因osnced3的表达,且通过增加aba合成积累响应干旱胁迫中的功能研究,因此对此基因的研究为进一步丰富bzip家族在aba合成信号途径中的作用研究提供依据,为水稻耐旱分子育种提供更为丰富的基因遗传资源。 jvzquC41yy}/zsnujw4dqv4|jwgonr4491813@6268<75:3jvor
7.海拔1350米的稻田为何能抗旱?中南大学研究生团队走进乡村调研为何平均海拔1350米的稻田能够抗旱?日前,由多名研究生组成的中南大学公共管理学院“乡村书院与乡村振兴研究”知行学院调研团队,来到邵阳市隆回县小沙江镇江边村归与书院开展调研,了解当地水稻受高温干旱影响的基本情况,并调研当地乡村产业振兴情况。 崇木凼水稻基地水稻长势良好。均为通讯员 供图jvzquC41pg}t0lxw0gjv0ls1kplp1:58517669830jzn
8.撂荒地变身小粮仓坡田岗地也能种水稻黄冈力推节水抗旱稻“节优2021年,黄冈、黄石等地示范种植“节优804”500亩。2022年,销售量达到7.5万公斤,种植面积3万余亩。去年干旱,从省内外的种植情况看,“节优804”表现出产量高、耐高温、耐旱能力强、抗病抗倒的优良特性,实现了灾年不减收。 “2022年,麻城推广种植3个节水稻品种,其中‘节优804’面积约800亩。今年,我们将在水源条件较差 jvzquC41pg}t0qzdgkjbku~0pgz0oxgkng5da::8;;610qyon
9.“寒地甘粮”独特品质甘南打造百万亩水稻基地县发挥资源基础优势,开发水稻生产。甘南县位于我省西部风沙干旱区,属中温带大陆性季风气候。四季冷暖分明,春秋季多风少雨,夏季高温、降雨集中,农作物生育期积温2400℃-2600℃,光照时数2791.7小时,全年无霜期135天,多年平均风速3.5米/秒。甘南县境内“一江四河”,有大、中、小型水库14座,分析范围多年平均水资源总量为jvzquC41o0jcy7hp1jkjnxsilkgoi8x{uvkn1;5421711::127>63B5;30yivvq
10.罕见旱灾下的鄱阳湖:航运“黄金期”提早结束,种粮户早稻减产晚稻因为极其罕见的干旱,张文烈种的300亩水稻可能有100亩会绝收。 张文烈烈日下收割稻谷 湖的另一边,同样因为高温少雨,位于鄱阳湖心的落星墩在夏季完全裸露,近期已经成为当地周边居民晚饭后闲逛的景点。在裸露的湖底骑自行车、骑摩托车,钓鱼,看夕阳,居民的生活方式也发生了一些改变。 jvzq<84o0etiwkjk0eun1ltpvgtu1;544/691;71eqtugwya36?:;B>30jznn
11.“水稻上山,没那么简单”——来自昆明石林县田间地头的观察王邦海解释,“控制播种时间”是指在雨季来临前一周多栽种,也就是约5月16日前后栽秧,栽种时浇一次水,下雨前若干旱再浇水一次,之后用雨季雨水基本满足。如果雨季来临后再栽秧,则会误了节令,导致水稻难以抽穗灌浆减产。但是如果雨季少雨,干旱会导致水稻减产,今年石林就出现了这种情况。jvzq<84{p0vfqyqg0eun0ls1p4532;7133681l89:69:/=53:675:7mvon
12.浙江大学农业与生物技术学院都浩研究员团队揭示水稻节水节肥新机制此外,水稻种植的灌溉方式还会导致肥料流失、土壤盐碱化和水污染等不利因素。为了应对这一挑战,环保且具有成本效益的节水技术已在节水抗旱水稻品种种植中广泛采用。然而之前的研究中,将土壤含水量(SWC)维持在20%-25%范围内会引发水稻的干旱逃逸反应,植物体为了维持生存会导致产量和生物量显著下降(Du et al., 2018)jvzquC41yy}/|sz0gf{/ew4424903;591e93:?6c4:968951rcmfo7mvo
13.2022年度安徽省科学技术进步奖一等奖安徽省农业科学院近日,据安徽省人民政府公布的《关于2022年度安徽省科学技术奖励的决定》(皖政〔2023〕60号),水稻所抗旱水稻新品种选育与应用创新团队带头人王士梅博士主持申报的“抗旱优质绿色水稻种质创制与应用”成果,喜获安徽科学技术进步奖一等奖。 该成果针对江淮地区水稻生产干旱及高温等气候性灾害频繁、水分利用率低等难题,联合中jvzq<84ufu4bcjx0qtm/ew4652=76A44;3>49=50jvsm
14.华中农业大学刘莉教授来访生命科学学院并作学术报告植物干旱“记忆”一般表现为在经受过第一次干旱胁迫后,再次经历干旱胁迫时表现出更高的自身活力和抗旱能力的现象。刘莉老师结合转录组测序技术对干旱“记忆”植物材料的干旱及复水处理点进行干旱“记忆”基因及其参与的抗旱机制的探究,发现植物激素信号(特别是ABA与JA)参与了水稻干旱“记忆”的形成,其中ABA可能作为“jvzquC41nklf0nhpw0kew7hp15k08;4e3:747j8658;11yfig0nuo