水稻高产“四良”的解析

摘要：水稻高产优质的高度总结就是良种、良法、良田、良机，简称“四良”。

袁隆平院士是杂交水稻之父，他把水稻高产总结为“良种、良法、良田、良机”，高度概括了水稻现代高产、优质、高效的全部内容。

一、良种

  袁隆平院士指的良种是最新研究成功的超级杂交稻，如Y两优系列超级杂交稻，德优4727、川优21115等系列，超级杂交水稻是农业部超级杂交水稻培育计划的成果，该计划于1996提出，“杂交水稻之父”袁隆平主持培育计划。2000年，超级杂交水稻品种达到了第一阶段单次水稻产量标准即每公顷产量超过了10.5吨；2004年超级杂交水稻达到第二期产量指标；2012年9月24日，湖南省农业厅组织的专家验收组宣布超级杂交稻第三期大面积亩产900公斤攻关的圆满实现。[1] 

水稻超高产育种，是近20多年来不少国家和研究单位的重点项目。日本率先于1981年开展了水稻超高产育种，计划在15年内把水稻的产量提高50%。国际水稻研究所1989年启动了“超级稻”育种计划，要求2000年育成产量比当时最高品种高20%－25%的超级稻。但他们的计划至今未实现。

袁隆平1971年2月调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。为加强和协调杂交水稻的科学研究，1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构－－湖南杂交水稻研究中心，后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心，均由袁隆平任中心主任至今。1995年他当选为中国工程院院士。 被称为杂交水稻之父。

超级稻从广义来说，是在各个主要性状方面如产量、米质、抗性等均显著超过现有品种(组合)的水平;从狭义来说，是指在抗性和米质与对照品种(组合)相仿的基础上，产量有大幅度提高的新品种(组合)。超级稻品种(组合)是指采用理想株型塑造与杂种优势利用相结合的技术路线等途径育成的产量潜力大、配套超高产栽培技术后比现有水稻品种在产量上有大幅度提高、并兼顾品质与抗性的水稻新品种。一般超级稻是指狭义的概念，即超高产水稻。随着中国水稻矮化育种和杂种优势利用的深入，在矮化基础上寻求产量的突破需要构建理想的株型并与强杂种优势利用相结合，研究单产大幅提高、品质优良、抗性较强的新型水稻品种。

超级稻 - 品种

超级稻品种有籼稻型，亦有粳稻型的。有杂交稻组合，亦有常规品种。当前生产上应用的超级稻籼型组合有协优9308、Ⅱ优明86、两优培九;粳型杂交组合有甬优6号;常规品种沈农265号，准两优527号等。截至2011年，农业部已确认83个超级稻品种。

2005年28个

协优9308、国稻1号、国稻3号、中浙优1号、丰优299、金优299、Ⅱ优明86、Ⅱ优航1号、特优航1号、D优527、协优527、Ⅱ优162、Ⅱ优7号、Ⅱ优602、天优998、II优084、II优7954、两优培九、准两优527、辽优5218、辽优1052、Ⅲ优98、胜泰1号、沈农265、沈农606、沈农016、吉粳88、吉粳83

2006年21个天优122、一丰8号、金优527、D优202、Q优6号、黔两优2058、Y优1号、株两优819、两优287、培杂泰丰、新两优6号、甬优6号、中早22、桂农占、武粳15、铁粳7号、吉粳102号、松粳9号、龙粳5号、龙粳14号、垦粳14号

2007年12个 宁粳1号 、淮稻9号 、千重浪2号 、辽星1号 、楚粳27 、龙粳18 、玉香油占、新两优6380 、丰两优四号、内2优6号、淦鑫688 、Ⅱ优航2号

2009年10个龙粳21、淮稻11号、中嘉早32号、杨两优6号、陆两优819、丰两优香一号、洛优8号、荣优3号、金优458、春光1号

2010年12个新稻18号、杨粳4038、宁粳3号、南粳44、中嘉早17、合美占、桂两优2号、培两优3076、五优308、五丰优T025、新丰优22、天优3301

2011年9个沈农9816、南粳45、武运粳24号、甬优12、陵两优268、准两优1141、徽两优6号、03优66、特优582

其中，Y两优2号为攻关主力。Y两优2号是以马来西亚普遍野生稻与强优势杂交水稻通过分子标记辅助选育、反复测交而培育的远恢2号，再与Y58S等不育系测交配组而成。2008-2009年分别在海南三亚和湖南长沙参加杂交水稻研究中心超级杂交稻示范、品比均排名第一，定名为Y两优2号。2010年袁隆平院士将Y两优2号作为中国首届杂交水稻大会观摩现场——浏阳永安镇超级杂交水稻示范基地首选品种，锁定目标产量为860公斤。该品种具有典型的超级稻高冠层、矮穗层株叶形态。穗大粒多，结实率高，耐高温、低温能力都比较强，后期落色好，产量高是该组合的突出优点。被袁隆平院士确定为第三期超级杂交水稻攻关首选苗头品种。2011年9月19日，湖南隆回县“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田亩产达到926.6公斤。

超级稻 - 特征

超级稻品种都具有分蘖适中、剑叶挺直、植株矮中求高、茎秆坚韧抗倒、穗大粒多的形态特征。同时，具有光合效率高、根系活力强、源库流协调的生理机能，具有高产、优质、抗逆、抗病性状聚合的遗传基础。

但超级稻不等同一般杂交稻。杂交稻是指选两个遗传基因有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种进行杂交，生长具有明显优势的第一代水稻。

超级稻 - 标准

超级稻品种在产量、品质和抗性等方面都有具体的指标要求。农业部通过认定，对达到各项指标的品种确认为“超级稻”品种。超级稻各项品种指标如下表：

区域长江流域早熟早稻长江流域中迟熟早稻

长江流域中熟晚稻;

华南感光型晚稻

华南早晚兼用稻;

长扛流域迟熟晚稻;

东北早熟粳稻长江流域一季稻;

东北中熟粳稻

长江上游迟熟一季稻;

东北迟熟粳稻

生育期 ≤105 ≤115 ≤125 ≤132 ≤158 ≤170

百亩方产量 ≥550 ≥600 ≥660 ≥720 ≥780 ≥850

品质北方粳稻达到部颁2级米以上(含)标准，南方晚籼达到部颁3级米以上(含)标准，南方早籼和一季稻达到部颁4级米以上(含)标准。

抗性抗当地1-2种主要病虫害

生产应用面积 品种审定后2年内生产应用面积达到年5万亩以上

超级稻 - 研究项目

超级稻计划

超级稻计划又叫水稻超高产育种计划，最早由日本人于1980年提出实施，1989年，国际水稻研究所提出培育“超级水稻”，后定名为“新株型育种计划”，计划于2000年育成产量12吨/公顷的超级稻。

我国“超级稻计划”始于1996年。当时袁隆平院士提议，在“九五”期间育成超高产杂交水稻新品系，产量同日本一样，也是12吨/公顷。该提议被国家有关部门采纳，作为“超级杂交稻选育”立项，进入“863”计划。[2]

2000年，中国超级稻先锋组合两优培九连续两年在湖南龙山县的两个百亩片种植，亩产达到700公斤。中国超级杂交稻第一期攻关目标宣布实现。

2002年，湖南龙山县百亩示范片平均亩产817公斤，最高亩产835.2公斤，成为长江中下游地区首个平均亩产超800公斤的百亩示范片，这一次重大突破，标志超级杂交稻可以在一般生态条件下大面积推广。2003年，湖南中方、汝城、隆回、桂东4个超级杂交稻百亩示范片经专家验收，平均亩产分别达到808公斤、805公斤、801公斤、813公斤。至此，中国超级杂交稻第二期目标实现。

袁隆平院士提出第三期攻关目标——实现大面积亩产900公斤。袁隆平将这一世界高难度攻关分解为三个步骤：830公斤、860公斤、900公斤，其中，前两步产量目标先后在湖南不少粮食高产地区陆续实现。

2011年9月18日，由杂交水稻之父袁隆平领军的中国超级杂交稻“新锐力量”冲刺大面积亩产900公斤世界纪录，在邵阳隆回县羊古坳乡如期举行。由中国水稻研究所所长程式华研究员任组长的农业部超级杂交稻验收专家组，对羊古坳乡雷锋村107.9亩超级杂交中稻“Y两优2号”进行现场抽签验收 。专家组按照严格的测产验收规程，测得隆回县羊古坳乡雷峰村百亩片亩产达到926.6公斤，2011年9月19日下午，农业部专家宣布了这一结果。[3]

姊妹计划

超级稻计划的“姊妹计划”—“水稻基因组测序和重要农艺性状功能基因组研究”。

这一计划在2001年9月启动，全面开展超级杂交稻的基因研究，在分子层面探索超级稻的秘密，确保中国水稻高产优质持续创新的能力。本项目以水稻基因组测序为基础，水稻比较基因组、功能基因组等领域的研究为核心，重点开展具有中国自主知识产权的重要功能基因发掘和应用，深入开展水稻亚种和禾本科作物间比较基因组以及功能基因组研究，重点克隆一批具有自主知识产权和应用前景的功能基因。通过基因组数据公开和共享，联合中科院和中国包括分子生物、转基因技术、育种的所有水稻科研工作者，全面加快应用研究和产业转化，实现一条由基础、应用研究大联合到产业一体化的大科学产业发展的创新之路。

绿色超级稻

以中国科学院院士张启发为主的科研团队提出了“绿色超级稻”的设想和计划，其基本目标是：在不断提高产量、改良品质的基础上，力争水稻生产中基本不打农药，少施化肥并能节水抗旱。其基本思路是：将品种资源研究、基因组研究和分子技术育种紧密结合，加强重要性状生物学的基础研究和基因发掘，进行品种改良，培育大批抗病、抗虫、抗逆、营养高效、高产、优质的新品种。

以育成旱稻不育系“沪旱1A”和杂交旱稻“旱优3号”等组合为标志，上海市农业生物基因中心在水稻抗旱性研究和节水抗旱稻育种领域取得了重要突破。先后育成3个常规旱稻品种和2个杂交旱稻品种，都通过了全国或省级的审定。

“旱优3号”杂交旱稻组合，在上海、广西、四川、浙江等地试种表现出较高的产量潜力，在节水栽培条件下亩产可达500公斤以上，抗旱能力强，对稻瘟病的抗性强，适应直播等高效栽培方式。目前与旱稻育种相配套，已初步形成撒播、机插秧、免耕直播和果园套种等高产、高效配套栽培技术。后续将进一步实施旱稻不育系、恢复系及其组合的改良、高产制繁种技术及节水抗旱稻的产业化开发等方面的深化研究。

超级稻研究，将有助于中国最终形成“少种、多收、高效、环境友好”的水稻生产新格局，达到促进农业结构调整、提高稻作产出与投入比、合理利用自然资源、减少环境污染和增加稻农经济收入的目的。

超级稻 - 重要地位

超级稻在2000年就选育成功，这一具有自主知识产权的世界领先技术却推广迟缓，历时5年种植面积仅占全国水稻总面积的1/10。

2004年，黄培劲和袁隆平院士联合给时任中国国务院总理***写了一封信，得到批复后，2005年国家建立超级稻推广项目被纳入中央1号文件。并把培育和推广超级杂交水稻写进“十一五”规划。

中国水稻种植面积为4.5亿亩，其中59%是杂交稻，有2.6亿亩，全国水稻亩产是420公斤，可杂交稻亩产达470公斤，比日本的440公斤还高。中国的更高目标是超级杂交稻。

农业部2006年3月7日宣布，从2006年起正式启动超级稻发展的“6236”工程。力争到2010年底，用6年的时间，培育并形成20个超级稻主导品种，推广面积占全国水稻总面积的30%(约1.2亿亩)，每亩平均增产60公斤，全面带动我国水稻的生产水平。袁隆平立下军令状，在2010年每亩达到900公斤。

“6236”工程，具有深远战略意义。尽管我国粮食综合生产能力已经达到5亿吨，但是粮食生产依然是弱势产业，面对着自然和市场双重风险。要解决粮食安全问题，唯一的途径就是依靠创新和科技进步。大幅度提高单产，最终寄望于超级杂交稻的创新突破。

超级稻育种，中国比日本和国际水稻研究所起步晚，但却后来居上。这源于育种家不仅在实验室试验，更注重到试验田里进行研究，从而确立了我国稻谷育种技术领先地位。

超级稻 - 主要贡献

新一代超级稻像枚农业种子革命的深水炸弹，不但改变了“二十有十三”的水稻份额，同时也是中国农业由大向强迈进的关键一步，对国家安全战略有着积极意义。

超级稻是比杂交水稻更具潜力，米质更优，形态更优美的新一代水稻。从全球来看，农业的生产过剩不再令人恐惧。粮食的短缺变得令人焦虑不安，只有工业社会的管理和生产技术可以解决这个问题。

2005年国家设立超级稻推广项目，提出到2010年培育并形成20个超级稻主导品种，每亩增产60公斤。中国有4.4亿亩稻田，超级稻的增产潜力不可低估。

当国内的雪灾、震灾、洪灾恰巧遭遇上国际粮价的疯涨，问题也变得复杂起来。全世界一半以上人口以稻米为主食，2011年每公顷生产的稻米可养活27人，到2050年，每公顷必须养活43人。中国杂交水稻在世界许多国家都适合种植，如果世界上杂交稻种植面积增加7500万公顷，每公顷按增产2吨计算，可增产粮食1.5亿吨，能多养活四五亿人口，有效保障世界粮食安全，帮助人类告别饥荒。

超级稻 - 亩产新突破

2012年02月28日报道，中国宁波水稻专家选育的籼粳杂交晚稻甬优12号经受住了各种气候条件的考验，连续四年摘取浙江省晚稻单产桂冠，2011年甚至取得了亩产943.1公斤的佳绩，与“杂交水稻之父”袁隆平的超级稻相媲美。专家耗时20余年，最终培育出亩产近2千斤超级稻，这是超级稻选育历史上一个新的突破。

二、良法

高产水稻栽培技术虽然千差万别，但主要包括以下几个方面：

1、育秧技术，现代化育秧主要有①工厂化育秧，工厂化育秧主要适宜于机械化插秧；②旱育秧，适宜于人工插秧；③保温水田育秧；④抛秧盘育秧；⑤两段育秧。

2、施肥技术，现在最流行是测土配方精量施肥法；三看分段施肥法（看天气、看土壤、看庄稼）；土壤全层施肥法；氮肥深施法。

3、规范化三角形强化栽培，培养良好的全体结构。

4、水分管理，浅水栽秧，浅水分蘖，苗足晒田，深水护胎，干干湿湿养到老。

5、病虫防治。

三、良田

袁隆平院士所说的良田有两个意思:一是指创造世界水稻高产纪录的特种地区的，能提供水稻生产最佳温光水热肥的特质田块，如四川汉源、西昌、海南岛等具有特殊强光照，昼夜温差较大地区。如2014年四川农业大学在汉源搞的川优21115杂交组合高产示范田亩产达到980Kg/亩。二是指通过人工改造，创造大面积适宜于机械化耕作的高产水稻田。如东北平原、华北平原、长江中下游平原稻作区等。

四、良机

良机是指水稻生产全程机械化操作，主要包括工厂化育秧、机械化耕作、机械化插秧、机械化施肥、机械化控水、机械化防病治虫、机械化收获、机械化烘干、机械化包装、运输、保管、加工等一系列流程。良机必须具备以下条件：

1、有完善的智能化的不同机械设备，能完成水稻生产中不同阶段的专业化操作。如育秧机、插秧机、耕整机、飞行喷雾器、收割机、运输机械、烘干机、仓库、包装机等。

2、创造大面积适宜机械化耕作的水稻田和自动化灌溉系统。农田是永久的不断增值的，人类赖以生存的重要生产资料，各国对农田进行规范化改造都十分重视，我国也应该在平原、河谷地区首先进行大规模的农田改造，以适应机械化操作的需要。这个过程可能会很长，需要几代人才能完成。但必须从现在着手这方面的工作。

3、农艺措施必须适应机械化操作。主要包括以下几个方面：①培育抗倒伏品种，机械化对倒伏作物是无法收获的；②在较大面积上统一播种一个品种；③实现工厂化育秧；④其他农艺措施。

4、公路网络系统。各种机械必须要顺利的、安全的在田间地头起降运输。

5、政策配套。农业机械化必须要有国家的统筹规划、科学管理、技术支撑、资金扶持。否则，单家独户是完不成国家农业机械化的。