牢記科技強國使命 勇攀稻作科技高峰

陳溫福 鐘文田

習近平總書記在兩院院士大會上指出，中國要強盛、要復興，就一定要大力發展科學技術，努力成為世界主要科學中心和創新高地。廣大科技工作者一定要把握大勢、搶占先機，直面問題，迎難而上，肩負起歷史賦予的重任，爭做新時代科技創新的排頭兵。

縱觀世界農業發展史，農業生產活動大體上經歷了原始農業、傳統農業和現代農業三個發展階段。傳統農業以實踐經驗為基礎，現代農業則是以科學技術為基礎。科學在理論上的突破，帶來技術上的進步，推動了生產的飛躍。

科技創新推動農業生產

世界種植業跨上三個臺階，都與農業科學技術突破相關聯。第一個臺階是18世紀的英國農業革命，泰伊爾將豆科牧草加入到草田輪作體系，既提高了地力，又促使了農牧業結合，使歐洲糧食單產翻了一番，由50公斤提高到100公斤。第二個臺階來源于1840年德國化學家李比希的礦質營養歸還學說，導致化肥工業的興起，為農業系統增加了物質流，糧食單產又翻了一番，平均畝產由100公斤提高到200公斤。第三個臺階歸功于孟德爾的“豌豆試驗”和摩爾根的“果蠅試驗”，揭示了生物的遺傳規律，催生了農作物雜交育種技術，使得美國玉米單產達到450公斤。

在我國稻作界，不僅有黃耀祥院士的水 稻矮化育種技術的突破、袁隆平院士雜交水稻育種的成功，更有沈陽農業大學以楊守仁教授為代表的幾代稻作人幾十年的努力，創新了水稻育種理論與方法，探索出一條前人沒有走過的育種科學新路：秈粳稻雜交理想株型超高產育種，引起國際水稻界廣泛關注，觸發了“中國超級稻育種”重大科技計劃的啟動（農業部，1996），組織全國聯合攻關，并確定了單產超過12噸/公頃的中國超級稻育種目標。

東北稻區率先迎難而上，攻克了粳型超級稻育種難關。先是沈陽農業大學于1997年率先育成了直立大穗型中國超級稻新品種“沈農265”，實現了一季單產12噸/公頃的目標。嗣后又先后育成了“沈農606”“遼星1號”“龍粳31”“吉粳88”和“遼粳4號”等。江淮粳稻區和西南粳稻區也育成了“南粳44”“寧粳3號”“楚粳28”等。截至2016年，粳型超級稻累積推廣面積超過3億畝。其中，東北粳稻區超過2.2億畝，覆蓋了東北粳稻種植面積的60%以上，創造了顯著的經濟、社會和生態效益。具有國際領先水平的中國超級稻育種成果，支撐了粳稻生產發展，充分證明了習近平總書記關于創新是第一動力的論斷。

伴隨我國工業化、城鎮化的推進，城鎮人口不斷增加以及人們對美好生活的追求，人們對優質粳米的需求逐年增加。據近15年統計，人均粳米年消耗量已由25公斤增加到35公斤，年均增加0. 65公斤，并呈持續增長趨勢。我國糧食安全的核心是口糧，口糧自給的重點是稻米，稻米供給的關鍵是粳稻。我們在努力守住18億畝耕地紅線的時候，耕地質量紅線卻早已失守。由此可見，我國確保口糧絕對安全，發展粳稻生產的重任自然就落到東北這片黑土地上。

歷史上的東北地區是我國一個比較完整且相對獨立的自然經濟區域，東、北、西三面環山，構成了東北生態系統的天然屏障。中部由三江平原、松嫩平原和遼河平原構成的東北大平原，面積位居我國三大平原之首。大陸性季風氣候，雨熱同季，是我國農業資源稟賦最好、糧食增產潛力最大的地區。現已成為我國重要的商品糧基地和牧業生產基地，外調到主銷區的商品糧占全國商品糧總量的60%，己成為確保國家糧食安全的“糧倉”和糧食市場的“穩定器”。尤其是其中103萬平方公里的黑土地，土壤肥沃，農田、水資源基本沒有重金屬污染，且冬季寒冷，病蟲越冬基數低，單位面積化肥、農藥施用量較其他粳稻區減少近一半，利于優質綠色粳稻生產。東北平原地勢平坦，土地集中連片，便于機械作業，機械化水平和優質粳稻種植技術水平高，規模化優質粳稻生產技術優勢已經形成，并己成為我國最大的優質粳米主產區。2017年種植面積己達8280多萬畝，總產量4120多萬噸，種植面積和總產量均占全國60%以上。現今東北粳米己成為對東北亞國家具有價格優勢，對東南亞、南亞國家稻米具有品質優勢，在國際糧食市場上唯一具有競爭力的大宗農產品。

科技創新助力可持續發展

習近平總書記在兩院院士大會上的講話強調：“科技創新要以提高發展質量與效益為中心，以支撐供給側結構性改革為主線。”同時要把滿足人民對美好生活的向往作為科技創新的落腳點，把惠民、利民、富民、改善民生作為科技創新的重要方向。實行農業供給側結構性改革以來，東北地區大幅調減了玉米面積。

由于農民種植粳稻的經濟收入遠高于種植玉米和大豆的收入，顯露出擴大種植粳稻的意愿。民之所盼，政之所向、市之所需。在種植業結構調整時，要充分考慮農民要養家糊口，增加收入的期盼，在調減玉米種植，恢復大豆生產的同時，創造條件適度擴大粳稻生產，在未來10 15年內，將粳稻種植面積由現今的8000多萬畝逐步擴大到1.2億畝左右，借以確保我國“口糧絕對安全”，滿足農民對美好生活向往的意愿。目前發展東北粳稻生產迫切需要解決的關鍵問題有三個。

一是進一步明確育種方向。粳稻品種選育，要從滿足市場對優質粳米的需求和提高農民收益的角度，著重解決高產與優質相結合的問題。首先是針對稻米市場對優質粳米的需求旺盛，持續選育優質高產粳稻品種，以滿足廣大消費者對優質米的日益增長的需求；其次是針對農村勞動力持續轉移，短缺，選育適應機械化作業的抗倒性、抗病性和抗蟲性相結合的多抗品種，以適應未來發展輕簡化栽培的需求；第三是選育適合“減肥、減藥”栽培的水肥高效利用粳稻品種，以適應發展綠色、安全水稻生產的要求。

二是注意黑土地保護與濕地恢復。東北黑土區地處北溫帶大陸性季風氣候區，由于大面積黑土墾植成農田后，夏季雨量集中，地表徑流沖刷，春、秋強烈季風吹去表土，以及人為不適當的農事活動影響，造成水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕和重力侵蝕相互交織發生，導致黑土區農田年平均流失表層黑土0.1-1厘米。黑土層變薄，面積、體量縮小，土壤有機質下降，土地退化，己成為本區域頭號的生態問題。為了保護和恢復黑土地，各地進行了大量積極的探索，取得了一定成效。其中，發展水田生產是最有效的途徑。夏季稻田里有水層覆蓋，土壤有機質分解緩慢，利于土壤有機質積累；冬季寒冷而漫長，凍土層厚達1米，稻田地表土層堅實，有稻茬覆蓋，抗風蝕能力強。

水稻適宜連作，根量大，有利于有機質還田。據實測，在風干條件下水稻的籽粒、莖稈與根系的重量之比大致為1：1：0.75，畝產稻谷500公斤，大約有375公斤的根茬留在土壤里。東北地區較高產的稻田一般畝產約650公斤，稻草650公斤，另有約480公斤根茬留在地里，優質稻草還可經牛羊過腹還田。研究表明，一般每畝稻田每年還田350公斤生物質，即可維持土壤有機質的平衡，如果再增加稻草還田數量或增施有機肥，就可以逐年提高稻田土壤的有機質含量。在淹水缺氧的環境下，有機質分解緩慢，腐殖質得到積累，黑土地即可得到保護、恢復和可持續發展。

此外，水田屬人工濕地，在固碳、涵養水源、凈化水質和調節氣候等方面，發揮的生態服務功能所創造的生態價值遠遠高于稻谷本身。

三是合理開發利用水資源，確保可持續發展。東北地區地處松遼流域，西、北、東三面環山，南臨黃、渤海。流域內江河縱橫，自成體系。但流域內降水普遍偏少，呈現“北豐南欠，東多西少”“邊緣多，腹地少”的特點。目前水資源開發利用存在的主要問題是開發過度與開發不足并存。由于大型調度工程缺位，控水能力差，致使遼河、渾河、太子河水資源開發利用超過80%；黑龍江干流、烏蘇里江、鴨綠江等界河水資源開發利用僅為10%左右；額爾古納河少至3.6%，造成出境水總量78.91億立方米，遠高于入境水量17.50億立方米。

東北地區粳稻主要分布在江河流域、低洼地和濱海鹽堿地。建國以來粳稻種植由遼河下游鹽堿地逐步向北延伸。由于水利工程不配套，打井種稻成為主要技術支撐，從而造成地下水開采過度。現今井灌面積65%分布于黑龍江稻區，主要集中在三江平原，對濕地構成威脅。

此外，由于排灌設施標準低、不配套、工程老化，使得灌溉水有效利用系數僅為0.47，遠低于全國平均水平。

通過水利工程建設，提高東北地區尤其是黑龍江地區的控水能力，是保證東北優質粳稻擴大種植需水的關鍵。目前國家在《松遼流域水資源綜合規劃》的基礎上，又陸續規劃建設了遼寧大伙房輸水工程、遼西北調水工程，吉林省東水西調、引嫩（嫩江）入白（白城）工程，以及黑龍江省“兩江一湖”等河湖水系連通工程。預計比原《規劃》新增調水量100億 122億立方米。這樣到2030年可實現供水總量839億961億立方米，比2015年松遼流域供水量新增134億163億立方米。

若未來松遼流域（含內蒙古東四盟）水田面積達到1.2億畝。則比《松遼流域水資源綜合規劃》新增水田面積3200萬畝。按水田灌溉定額約650立方米/畝計，則需要新增灌溉水量約210億立方米，這與目前開展和前期己建成發揮作用的新增工程供水規劃相比，尚存在供水缺口約80億立方米，可通過發展節水種稻技術加以解決。

為了確保口糧絕對安全，國家應采取積極措施，除繼續擴大水利工程建設、開發水資源外，還要在中、小型配套工程建設方面下功夫，切實解決“最后一公里”問題，克服松遼流域灌溉水利用率低的問題，同時，要加強節水種稻技術創新，通過提高利用率來彌補供水缺口，以確保可持續發展目標的實現。