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  • 籼型杂交水稻

    籼型杂交水稻是水稻品种,现代培育的新型籼稻杂交水稻,被外国人誉为“东方魔稻”,1964年,袁隆平在中国首先开始了水稻杂交优势利用的研究,率先育成中国第 一个水稻雄性不育系(1972年)和第一个强优组合(1973年),并通过大协作在生产上大面积推广应用。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文学名: 籼型杂交水稻 界: 植物界
    门: 被子植物 纲: 单子叶植物
    目: 禾本目 科: 禾本科

    目录

    历史起源/籼型杂交水稻 编辑

    机插单季杂交籼稻(图2) 机插单季杂交籼稻(图2)

    新中国成立以来,中国在农业科技上的一项举世瞩目的成就是籼型杂交水稻的育成。这项技术自1976年在全国大面积推广以后,仅至1994年,就已使中国的稻谷累计增产达2400亿公斤。此外,该技术还被出口到美国等国家和地区。

    杂交水稻的研究始于1964年。当时任职于湖南省安江农校的袁隆平最先发现了水稻天然雄性不育株,便带领助手们开展了有关研究。他们利用野生不育株在中国首先实现了杂交水稻三系(不育系、保持系和恢复系)配套的重大突破(1973年),并解决了杂交水稻"优而不早"、"早而不优"等许多技术难题。杂交水稻技术在全国的推广应用使中国成为世界上第一个在水稻生产上利用杂种优势的国家。  

    背景资料/籼型杂交水稻 编辑

    籼型杂交水稻(图2) 籼型杂交水稻(图2)

    1964年,袁隆平在水稻中发现天然雄性不育株,并在国内首次发表了《水稻的雄性不育性》的论文,开创了我国籼型杂交稻的研究。

    经历了6年的探索,袁隆平提出了利用“远缘的野生稻与栽培稻杂交”的新设想。在该设想的指导下,他和助手于1970年11月在海南发现花粉败育的野生稻(简称“野败”),为培育不育系和“三系”配套打开了突破口。1972年,由中国农业科学院和湖南省农业科学院牵头,有13个省区市参加的水稻雄性不育和杂种优势利用研究被列为全国农林重大科研协作项目,并先后育成了一批矮秆水稻的雄性不育系和保持系,并从国外引进品种中筛选到恢复系配成了强优组合。1973年,我国籼型杂交水稻实现了“三系”配套成功。1976年籼型杂交稻在全国进行大面积推广应用。我国的籼型杂交水稻是完全依靠自己的力量培育成功的,是继水稻育种史上高秆变矮秆之后的又一次重大突破,标志着我国水稻育种发展到了一个新的水平。籼型杂交稻于1981年获得我国第一个国家特等发明奖。

    1986年袁隆平提出杂交水稻的育种从“三系”到“两系”再到一系,即方法上由繁到简、效率越来越高的方向发展。1991年育成了我国第一个实用型光温敏不育系培矮64S,1994年育成第一个“两系”法强优势杂交稻组合“培两优特青”。1995年我国独创的“两系”法杂交稻技术配套成熟,开始应用于生产,宣告了两系杂交水稻研究成功。1996年,我国超级稻研究计划启动,袁隆平又提出了以形态改良和杂种优势相结合,培育“高冠层、矮穗层、中大穗、高度抗倒”的株叶形态的技术路线,并于2000年和2004年实现了超级杂交稻亩产700公斤的第一期育种目标和亩产800公斤的第二期育种目标。

    1980年和1981年,我国的杂交水稻技术先后转让给美国圆环种子公司和卡捷尔公司。这是我国第一个转让国外的农业专利技术。从此,杂交水稻技术走出了国门,开始向世界传播。2007年有7个国家推广杂交水稻面积超过3000万亩,比当地良种增产20%—40%。

    从研究Early days to the present,由于党和国家的高度重视和大力支持,以及广大科技人员和推广部门的不懈努力,杂交水稻的发展取得了巨大的成就。截至目前杂交水稻在我国累计推广60多亿亩,增产稻谷6000多亿公斤,每年增产的粮食可多养活7000多万人口。

    袁隆平因对杂交水稻的杰出贡献于2001年获我国首届国家最高科学技术奖、2004年获世界粮食奖和以色列“沃尔夫奖”等16项国内和国际大奖。  

    相关资料/籼型杂交水稻 编辑

    籼型杂交水稻 籼型杂交水稻

    杂交水稻的诞生1981年,袁隆平等发明的“籼型杂交水稻”获得了我国第一个国家发明奖特等奖。这项发明使中国的水稻育种技术跃居国际领先地位,创造巨大的经济效益和社会效益,并作为中国第一项农业技术转让美国。联合国教科文组织总干事姆博称赞袁隆平取得的成果是继70年代国际培育半矮水稻之后的第二次绿色革命。国际水稻研究所所长及印度前农业部长斯瓦米纳森博士称赞袁隆平为杂交水稻之父。所谓杂交水稻,是由2个具有不同遗传特性的水稻品种或类型,一个作母本、一个作父本,经有性杂交以后而产生的一种新杂合体。这种杂种第一代,在生产优势和适应性及经济性等方面胜过母本和父本,这种现象称之为杂交优势。杂交优势利用,早在中国秦朝就有记载,生产上也有成功的应用。

    品种分类/籼型杂交水稻 编辑

    籼型杂交水稻(图1) 籼型杂交水稻(图1)

    水稻品种就分为籼型、粳型和糯型,加工成籼米、粳米和糯米。

    杂交水稻,是由两个具不同遗传特性的水稻品种或类型,一个作为母本,一个作为父本,经有性杂交之后而产生的一种新的杂合体。这一种杂种的第一代,在生产优势、适应性与经济性等方面胜过母本以及父本,这一现象称为杂交优势。

    1964日,经过连续14天头顶烈日,袁隆平终于在茫茫稻海里找到了一株雄性不育的籼型水稻。其小心地把这株稻子移栽到试验盆里,并用别的水稻花粉与它杂交,使它留下了种子,成功地繁殖一代雄性不育的稻种。同年,他又发现两株雄性不育株。第二年,他又发四株雄性不育株。在2年观察实验的基础上,1965年冬袁隆平写出著作《水稻的雄性不孕性》。用科学的实践证明,水稻是具有雄性不孕性。同时预言,利用杂交水稻第一代优势,将给水稻生产带来大面积与大幅度的增产。

    袁隆平利用野生不育株在中国首先实现了籼型杂交水稻三系(不育系、保持系和恢复系)配套的重大突破(1973年),并解决了籼型杂交水稻“优而不早”、“早而不优”等许多技术难题。水稻育种专家袁隆平还在理论上建立了系统的杂交水稻学,对三系配套杂交水稻从育种、繁殖、制种,到栽培技术,形成了一个完整的体系;在实践上,率先育成中国第一个水稻雄性不育系(1972年)和第一个强优组合(1973年),并通过大协作在生产上大面积推广应用。

    籼型杂交水稻技术在全国的推广应用使中国成为世界上第一个在水稻生产上利用杂种优势的国家。1981年,中国政府向杂交水稻研究者袁隆平等农业科技工作者颁发了建国以来第一个特等发明奖,以表彰他们在杂交水稻上的杰出贡献,他们的工作为中国乃至世界的粮食生产做出了重要的贡献。

    发展历史/籼型杂交水稻 编辑

    机插单季杂交籼稻(图1) 机插单季杂交籼稻(图1)

    籼型杂交水稻的诞生1981年,袁隆平等发明的“籼型杂交水稻”获得了中国第一个国家发明奖特等奖。因为这项发明使中国的水稻育种技术跃居国际领先地位,创造了巨大的经济效益和社会效益,并作为中国第一项农业技术转让美国。联合国教科文组织总干事姆博称袁隆平取得的成果是继70年代国际培育半矮水稻之后的“第二次绿色革命”。国际水稻研究所所长、印度前农业部长斯瓦米纳森博士称袁隆平为“杂交水稻之父”。

    所谓杂交水稻,是由两个具有不同遗传特性的水稻品种或类型,一个作母本,一个作父本,经有性杂交以后而产生的一种新的杂合体。这种杂种的第一代,在生产优势、适应性及经济性等方面胜过母本和父本,这种现象称为杂交优势。

    杂交优势的利用,早在中国秦朝就有记载,生产上也有成功的应用。

    1763年,柯路德开始对杂种优势现象进行观察研究;1866年,孟德尔根据豌豆试验,首次提出杂种活力一词;1876年,达尔文提出杂种优势是由于两性因素具有某种程度的分化所致;20世纪初,美国科学家沙尔提倡种植杂种玉米,1936~1945年间,美国大力推广;中国自50年代起开始广泛推行杂交玉米、杂交高粱的品系选育和制种技术。但是,水稻杂交育种方面的研究一直是薄弱环节。

    直到60年代,农业科技界仍然不敢想象能在生产中利用杂种优势。因为水稻是自花授粉作物,即雌雄同花,人工杂交制种困难。

    1960年春,当时是湖南省黔阳农校教师的袁隆平在进行早稻常规育种试验时,他发现一颗性状优异、穗大粒饱的籼型水稻植株。他将这一植株的成熟种子收藏起来,第2年春,播在试验田里。不久,长起来的植株越来越参差不齐,后来,稻苗扬花、灌浆、抽穗了,但是没有一颗植株的性状能超过它们的前代。仔细分析后,袁隆平意识到他所发现的那棵特别优异的植株是一颗天然杂种。

    根据这一发现,袁隆平产生了一个大胆的念头:既然天然杂种水稻具有第一代优势,就应该通过杂交途径让这一优势为生产服务。1964年,袁隆平在中国首先开始了水稻杂交优势利用的研究。那年7月5日,经过连续14天头顶烈日,脚踩烂泥,手持放大镜,不停地观察,袁隆平终于在茫茫稻海里找到了一株雄性不育的水稻。他小心地把这株稻子移栽到试验盆里,并用别的水稻花粉和它杂交,使它留下种子,成功地繁殖了一代雄性不育的稻种。同年,他又发现了两株雄性不育株。第2年,他又发现了4株雄性不育株。

    在两年观察实验的基础上,1965年冬,袁隆平写出论《水稻的雄性不孕性》。他用科学的实践证明,水稻具有雄性不孕性。他同时预言,利用杂交水稻的第一代优势,将给水稻生产带来大面积、大幅度的增产。他的论文和预言,引起了国家科委的极大重视和支持。

    自1964年发现第一棵雄性不育株后,袁隆平连续奋战6年,先后用了1000多个品种,做了3000多个组合进行多方面的探索,然而效果却不理想。他们又通过细致的总结,反复思考,发现远缘杂交具有遗传优势。于是,他们决心用野生稻再进行研究。

    1970年,袁隆平和助手到海南岛寻找野生稻。10月23日,在崖县南红农场荔枝沟村的一片沼泽地里,他们找到了一大片野生稻,并从中发现了一棵雄性不育株。他们对这棵野生稻进行了精心培育。第2年开春,野生稻分孽后,他们把它分成48株。为了给野生稻授粉,他们连续蹲在田里等候着每朵稻花的开放。每开一朵花,就授一次粉,一共花了4天时间给63朵花授完了粉。最后,他们成功地收下了少量而珍贵的种子。袁隆平给它取名为“野败”。这一重要成果,为杂交稻种的选育成功,打开了一个突破口。随着成功,籼型杂交水稻的研究已逐步推向了全国。

    1971年,籼型杂交水稻研究被列为全国农业22个重点项目之一。

    1973年,籼型杂交水稻在中国正式培育成功。在杂交水稻培育成功后,科技人员又突破了繁殖制种这一难关。本来,其他一些国家研究杂交水稻优势比中国早,但一直未能用于生产,其原因除了没有培育出稳定的不育系和强优恢复系外,其繁殖制种没有过关,也是重要原因。制种中的难题是父、母本开花期往往不能相遇,授粉十分不便;而且,有的母本穗子有包颈现象,穗抽不完全。因此,开始每亩只能制种10多斤,这样不仅成本高,且有碍大面积推广。针对这个问题,科技人员和制种人员,经过反复研制,使制种产量在短短几年迅速提高到每亩100多斤。繁殖制种和栽培技术问题的解决,使杂交水稻很快用于生产,迅速大面积在全国推广开来,从而产生巨大效益。

    获得成就/籼型杂交水稻 编辑

    中国自1974年开始试种籼型杂交水稻,至1983年,累计全国种植面积5.1亿亩,增产稻谷500多亿斤,平均每亩增产100斤以上,最高亩产达1700多斤。杂交水稻在国际上也引起巨大反响,许多国家和地区纷纷要求转让这项技术。

    1977年,被柬埔寨引种试验成功。1978年,朝鲜专门派代表团来中国考察并索取材料。1979年,被菲律宾国际水稻中心所引种。

    1980年,以中国第一个农业技术专利转让给美国后,通过对比试验表明,中国籼型杂交水稻平均亩产比该国水稻良种增产165.5%~180.3%。

    至1989年,世界上已有20多个国家和地区引进、转让了中国的籼型杂交水稻。

    1979年,袁隆平等代表中国在国际水稻年会上宣读杂交水稻论文后,博得了来自各国200多位水稻专家的高度评价,公认中国杂交水稻居世界领先地位。杂交水稻不仅在生产上为大幅度提高水稻产量开辟了新途径,而且在学术上为自花授粉作物闯出了利用杂种优势的新路子,大大丰富了农作物遗传育种的理论与实践,成为人类水稻种植史上一次重大的飞跃。

    1981年,袁隆平培育成功籼型杂交水稻获国家发明特等奖。

    制种技术/籼型杂交水稻 编辑

    隔离区的选择

    籼型杂交水稻制种 籼型杂交水稻制种

    杂交水稻制种和亲本繁殖都要求在隔离的条件下进行。根据各地情况,可采用空间隔离,即在制种田周围100m内,除父本外不得种植其它水稻品种;周围如种植粳稻,隔离应在200m以上,也可采用自然屏障,如山岭、村庄、河坝等,总之,母本不得授非父本花粉。

    计算

    同的制种组合,父母本播期各有差异。因此,在播前应严格掌握父母本的生育期,确定各自的播期,保证父母本双方花期相遇,才能授粉良好,获得高产。一般说,父母本同时始穗为最合适,为延长授粉时间,加大花粉量,父本以二期播种为最好。

    确定

    父母本的种植比例要考虑父本有足够的花粉量,保证母本授粉良好,又要争取母本有较大的面积,以增加种子产量。在生产实践中,父母本的移栽行比,一般采用2:14~16,东西行向。株距:父本13.3×33.3cm;母本10~13.3cm,父母本均双本栽插。一、二期父本各一行,每亩父本0.34万穴,母本0.363万穴。制种时,保证母本播后形成足穗。

    花期预测及调整

    在水肥管理的同时,应考虑到父母本花期相遇问题。由于大田会遇到各种问题,调整花期措施应因田而异,不能千篇一律,调整花期应越早越好,争取主动。(一)花期预测从倒三叶出现前开始取样检查,每次取10~20穴整丛剥查。也可根据叶龄指数法在前期及早进行花期预测。幼穗分化共分8期,各期标准为:一期看不见、二期苞毛现、三期毛茸茸、四期粒粒现、五期颖壳分、六期粒半长、七期穗转绿、八期穗出现。尽管不同的组合,前期幼穗分化有快慢之分,进入四、五期后要保持同期,确保父母本同期抽穗。(二)花期调整花期调整应越早越好,可采用三种方法调整,花期相差3天以内,可用“920”调整。如果花期相差过大,可以采取促的方法结合“920”进行调整。对发育过慢的亲本,每亩喷施磷酸二氢钾2~3次,每次100~150g、对水30~40kg,可促进早抽穗1~2天。另外,还可对父本采取旱控水促措施,能推迟或提早抽穗3天左右。

    去杂保纯

    纯度是杂交种的生命,从穗田到收获前,要多次进行田间去杂,把与父母本不同颜色,不同株型,不同熟期,过高过矮的杂株,变异株及时拔除,尤其是见穗3℃以前去杂,是生产出高纯度种子的关键。同时,收、运、脱、晒等过程中,要有专场,专用脱粒设备及贮藏设备,严防机械混杂。

    适时收获

    由于制种田母本属异花授粉,稻粒间成熟度差异很大,若收获过早,易造成秕粒增多,粒重下降,进而影响产量。因此,应等大部分稻种黄熟,其余大半饱时及时收获。

    相关人物/籼型杂交水稻 编辑

    籼型杂交水稻 籼型杂交水稻

    袁隆平,中国农业学家。祖籍江西德安,1930年出生。1959年毕业于西南农业学院,中国工程院院士,国家杂交水稻工作技术中心暨湖南杂交水稻研究中心主任、湖南省政协副主席。他是中国研究杂交水稻的创始人,也是世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。袁隆平是 在世界上第一个育成强优势籼型杂交水稻的人,他的成果不仅在很大程度上解决了中国人的吃饭问题,而且也被认为是解决世界性饥饿问题的法宝。国际上甚至把杂交稻当作中国继四大发明之后的第五大发明,誉为“第二次绿色革命”。他先后获得了联合国知识产权组织“杰出发明家”金质奖、联合国教科文组织“科学奖”、英国让克基金会“让克奖”、美国费因斯特基金会“拯救世界饥饿奖”、联合国粮农组织“粮食安全保障奖”、日本“日经亚洲大奖”、作物杂种优势利用世界“先驱科学家奖”、“日本越光国际水稻奖”等八项国际奖,被誉为“杂交水稻之父”。

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