“小粒種”破解雜交水稻產(chǎn)業(yè)化之困
◎本報(bào)記者 俞慧友
【創(chuàng)新故事】
11月23日，長沙，湖南省農(nóng)科院雜交水稻研究中心二樓的辦公室里，主任唐文幫正專注地瞅著桌上并排放著的三捧谷粒。
“這里面有個(gè)創(chuàng)新品種，在種業(yè)市場里很火爆。”見到走進(jìn)來的科技日報(bào)記者，唐文幫笑呵呵地指著其中一捧谷粒說。
仔細(xì)觀察，這捧谷粒的確與眾不同，個(gè)頭僅有另外兩捧的一半。
“不要小看它，它‘生’出的‘娃’可正常呢。”唐文幫介紹。
“小粒種，大粒稻”——就是這個(gè)不起眼的“小個(gè)子”品種，可以完美匹配我國現(xiàn)有“種情”，實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化制種與種植。在有效降低農(nóng)戶用種成本的同時(shí)，它還能讓雜交水稻更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)。
降低用種成本，他打起“小”算盤
雜交水稻，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為解決發(fā)展中國家糧食短缺問題的首選技術(shù)。在以袁隆平院士為首的科研人員的不懈努力下，我國雜交水稻技術(shù)長期保持世界領(lǐng)先，種植面積也一度呈增長態(tài)勢。但近年來，雜交水稻種植面積開始“縮水”。
一方面，水稻種植方式正朝著規(guī)�；C(jī)械化快速轉(zhuǎn)型。輕簡化的栽培方式，使農(nóng)田用種量增加了約3倍。另一方面，雜交稻制種仍沿襲傳統(tǒng)人力模式，跟不上種植全程機(jī)械化的節(jié)奏。
制種成本高，種植用種量不減反增，帶來了農(nóng)民種植成本的較快增長，也成為制約雜交水稻面積擴(kuò)大和可持續(xù)發(fā)展之困。要想解困，只能從降低制種成本、減少種植用種量兩個(gè)途徑入手。
2009年，唐文幫打起“小”算盤：研發(fā)一種可結(jié)出大粒稻谷的“小粒種”，既降低制種成本，又減少用種量。彼時(shí)，他還是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的一名教授。
“在我之前也有專家提出‘小粒種’設(shè)想，但他們設(shè)想的‘小粒種’，只比普通品種小一點(diǎn)。從產(chǎn)業(yè)化角度，我認(rèn)為只有和普通品種大小有明顯區(qū)分，才能顯著降低用種量�！碧莆膸驼f。
設(shè)想很豐滿，驗(yàn)證很骨感�！靶 钡绞裁闯潭�，團(tuán)隊(duì)走了不少彎路。
最初，唐文幫一度認(rèn)為種子越小越好。為找到“越小越好”的不育系（“母本”）材料，他們跑到全國各地去尋覓。
眾里尋“她”千百度，看“天色”覓得小粒不育系
尋常育種，都在大太陽下進(jìn)行。對“小粒種”而言，太陽光線太烈反而不利于找到種質(zhì)材料。于是，團(tuán)隊(duì)每天第一件事，就是“看天色”�！按敝幪旎蛳掠晏�，他們立刻全副武裝鉆到田地里。
終于，他們找到了一個(gè)賽一個(gè)“小”的不育系材料。普通雜交稻種子的千粒重（1000顆種子的重量）約為25—26克。唐文幫團(tuán)隊(duì)找到的最小不育系種質(zhì)資源，千粒重僅有7—8克。
但經(jīng)過兩三年的探索和實(shí)踐，他們發(fā)現(xiàn)，“完美千粒重”并非越小越好，而應(yīng)在13到15克之間。
“現(xiàn)在不管什么品種，我瞅一眼就能估摸出它們的‘千粒重’，但當(dāng)時(shí)卻很艱難�！碧莆膸突貞�。每年，團(tuán)隊(duì)要完成上萬份育種材料的搜集，并對它們逐一進(jìn)行千粒重測量。方法“簡單粗暴”：憑人工，從每份材料中數(shù)出一千顆種子，再稱重記錄�！笆畮讉�(gè)人同時(shí)干，都要花一個(gè)多月，這個(gè)過程很痛苦，甚至有點(diǎn)‘不堪回首’�！�
在這種枯燥無味的“往復(fù)”中，唐文幫遇到了“粒形特別漂亮”的“她”——“2014年10月，我們在云南保山尋到了‘她’�；趯Α倪z傳改良，我們培育了第一個(gè)小粒兩系不育系。”
制種機(jī)械化，幫母本“找對象”
傳統(tǒng)雜交稻制種，采用“一行父本間隔8—10行母本”的人工種植方式。“小粒種”要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化混播混收（即父本母本混合播種，育成的種子與父本混合收割）的目標(biāo)，就只有在它與其父本存在個(gè)體上大小的顯著差異時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)。因此，它的“親爹”只能是“大個(gè)兒”。
“大部分普通種子的父本，有現(xiàn)成的材料資源。但‘小粒種’只能根據(jù)每個(gè)母本的特點(diǎn)，為她單獨(dú)‘培育對象’。所以，創(chuàng)制父本是研究中的另一難點(diǎn)。”唐文幫說。
2019年，團(tuán)隊(duì)培育出的第一個(gè)“小粒種”雜交稻品種通過國家審定。這期間，他們還發(fā)明了基于粒厚的機(jī)械分選技術(shù)，研制了專業(yè)分選機(jī)械，完成了制種機(jī)械化過程里的“機(jī)械”研究。
通過創(chuàng)立小粒型不育系高效制種新體系，團(tuán)隊(duì)開辟了雜交水稻全程機(jī)械化制種新途徑。與傳統(tǒng)制種方式相比，“小粒種”制種效益提高了36.3%以上。
截至目前，項(xiàng)目成果累計(jì)示范推廣323.5萬畝。按每畝節(jié)省用種成本37.5元計(jì)算，共計(jì)節(jié)約1.21億元，助力增產(chǎn)稻谷9453.9萬公斤，新增社會效益3.76億元。
降低種植難度，給“小粒種”穿上“糖衣”
“小粒種”在產(chǎn)業(yè)化中，有著肉眼可見的優(yōu)勢：制種全程機(jī)械化，有效降低了制種成本；大小僅為普通種的一半左右，增加了一倍“繁殖系數(shù)”（一斤種子可繁殖的苗數(shù)）。普通種子發(fā)芽成苗率80%左右即達(dá)標(biāo)，“小粒種”成苗率高達(dá)90%。
可這還不夠完美。為進(jìn)一步降低種植難度，唐文幫聯(lián)合廣東農(nóng)科院專家，為種子“穿”上了“糖衣”：將種子與肥料、病蟲防治、除草藥物等混合制造成“丸�！�。如此一來，在種植更為“傻瓜化”的同時(shí)，還比常規(guī)種植方式更節(jié)約藥物成本及人工費(fèi)用。
不久前，唐文幫在線上參加了在聯(lián)合國糧農(nóng)組織首屆全球可持續(xù)植物生產(chǎn)大會。在這場聚焦全球可持續(xù)植物生產(chǎn)戰(zhàn)略方向和技術(shù)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的盛會上，他分享了《雜交水稻與全球糧食安全》的專題報(bào)告。
我國雜交水稻的創(chuàng)新思維，又一次引發(fā)了全球?qū)＜业膹V泛討論。
“黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)，確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩(wěn)中國飯碗，才能實(shí)現(xiàn)糧食安全。”談起下一步的打算，唐文幫說，“我們的研究，要始終朝著這個(gè)目標(biāo)前進(jìn)！”
