超级稻的研究现状与发展对策探讨

　　中国是世界上最大的稻米生产与消费大国。20世纪60年代至70年代育成并普及半矮秆水稻品种；又于20世纪70年代应用三系籼型杂交水稻，实现了我国水稻单产的两次飞跃。到20世纪90年代初，我国水稻单产又进一步提高到接近6.0  t/hm2  的水平，从而进入了世界先进行列。然而，自1997年粮食达到2亿吨历史峰值之后，我国稻谷产量连年下降。此后的水稻品种产量潜力出现徘徊。为此，大力发展超级稻，实现我国水稻单产的第三次飞跃，是缓解人口增长对环境和自然资源的压力，确保粮食安全有效供给的重要途径。

1  超级稻的概念及发展历史

1.1  超级稻的的概念

　　超级稻(  Super  Rice  )由位于菲律宾的国际水稻研究所于1989年首先提出，也称为新株型稻。何为超级稻，迄今并没有一个统一标准的严格定义，其主要原因是各家各派提出的产量指标并不相同。而且过去的超级稻界定为产量潜力比现有高产品种提高15％～20％，绝对产量12～15  t/hm2。现代超级稻界定不仅其产量潜力大幅度提高，而且稻米品质得到明显改善，对主要病虫害的抗性全面提高。因此，超级稻是指根据特定的生态环境，利用各种育种方法和技术，按照预定的理想株型结构模式选育而成的抗性和米质等主要农艺性状与对照品种相仿、产量潜力有大幅度提高的新品种(组合)。

　　超级稻育种计划又叫水稻超高产育种计划。最早由日本于1981年开始实施，此后世界各主要产稻国竞相提出并实施自己的“超级稻计划”。除中国外，其他各国至今均未达到预期目标。但中国目前的超级稻育种计划与过去其它产稻国的水稻超高产育种计划存在本质的区别，即在大幅度提高水稻单产的同时，重视对米质、抗性的同步改良，走“理想株型与杂种优势利用相结合，常规技术与生物技术相结合”的技术路线。

1.2  超级稻育种理论与技术研究

　　株型(  plant  type  )是指与植物品种产量能力有关的一组形态特征或植物体在空间的排列方式。1968年澳大利亚  Donald  首次提出“理想株型”概念为“在某一特定环境下能按期望表达的一种生物模式”。中国杨守仁1984年提出，理想株型在个体水平上，是指植物形态与机能性状在提高群体光能利用方面的理想组合；在群体水平上，它是指与丰产性有关的光合作用系统在空间的理想排列方式。这种组合和排列方式可使生物产量和经济产量都能达到应达到的高度。

　　IRRI  于1989年针对直播稻启动了“新株型育种”项目。通过不同学科协作，设计出的新株型要点是：弱分蘖力(3～4蘖)、没有无效分蘖、大穗、茎秆极坚韧、浓绿厚直的叶片、强根系活力、高收获指数。这与以前提出的多穗型株型有了本质的区别，并首次在株型设计中提到了根系活力。

　　IRRI  的新株型水稻超高产模式是基于热带地区光温条件设计的，其设计思路值得我国借鉴，但其设计指标不适合我国国情。因此，我国于1996年启动的超级稻育种也因地制宜地提出了超级稻理想株型模式。

　　超级稻育种理论除新株型育种理论外，过去还提出了生态育种与株型育种相结合的半矮秆丛生快长型育种、理想株型与优势相结合理论、杂交水稻亚种间重穗组合模式等超高产水稻育种理论。近年还提出了利用远缘杂交和多倍体双重优势的超级稻育种、理想根系的后期功能型超级稻育种等理论。

1.3  国外超级稻育种的发展

　　世界超级稻育种经历了一个渐进的发展过程。1981年，日本率先提出水稻超高产育种计划，制定了旨在大幅度提高水稻产量的综合性研究项目——超高产水稻发展及栽培技术研究，要求用15年的时间，育成单产达到12.5  t/hm2  (糙米10  t)的超高产水稻品种。日本的水稻超高产育种其实就是籼粳交育种，其典型性是研究中大量利用了中国、韩国的籼稻品种与日本粳稻品种杂交。至1994年，共育成了54个超高产品系，其中7个经日本农林水产省审定命名，这些品种小面积糙米产量达10～12  t/hm2，大面积产量一般在8～9  t/hm2。但由于结实率低、米质差和适应性不理想等原因，未能大面积推广应用。

　　1989年，位于菲律宾的  IRRI  首先提出“超级水稻”概念，启动了以大幅度提高产量潜力为目标的超级稻育种项目，计划于2000年育成单产12  t/hm2  的超级稻，并设计出了新株型的具体形态指标及其实现方式和方法。IRRI  以中国的沈农89-366作为骨干亲本，用常规育种方法，1994年育成了一批超级稻新品系，其产量潜力在热带旱季小区试验中可望达到12.5  t/hm2，新闻媒体以《新“超级稻”将有助于多养活近5亿人口》为题进行了报道，从而引起了世界各产稻国政府和科学家们的极大关注，超级稻这一名称也因此而传遍全球。

　　IRRI  的这些超级稻品系多数株型接近于原来设计，但极大多数因谷粒灌浆差而产量低，同时也观察到诸如生育后期生长率小、冠层光合效率较低、感病虫害、品质不佳等缺点。如果单纯从品种的现实生产力来比较，无论是在各地产量比较试验中，还是在中国云南的高产示范点，IRRI  育成的超级稻均难以与我国育成的生产对照种(如桂朝2号和汕优63)相匹敌，离生产利用还有相当的距离。

　　此后，世界各水稻生产国竞相追随，提出并实施自己的“超级稻计划”。韩国(1990年初)、美国、巴拿马等产稻国近年也开展了超高产水稻的育种研究，也取得了一定的成果。如巴拿马大学选育的“大学3184”生育期短，抗倒伏，小面积产量达到了10.9～12.9  t/hm2。但至今这些国家的超级稻品种均离生产上应用还有相当差距。

1.4  中国超级稻研究的启动

　　中国的水稻超高产育种实际上从20世纪70年代中期就已经开始。广东省农科院黄耀祥等当时提出了水稻超高产的“半矮秆丛生快长型”模式，选育了桂朝2号(1976)、特青(1986)、胜优2号等超高产水稻品种，这些品种不仅在广东省创高产活动中，连续多年创双季稻产量12  t/hm2  的超高产记录，在云南宾川试种，则产量超过了15  t/hm2  ；并且，桂朝、特青等品种引入美国试种，比当地对照品种  Lemont  增产2250  kg/hm2，创造了中国水稻在国外的高产新记录。   (责任编辑：泉水)

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