作者 擲筆三嘆?| 排版 杳杳

在國際權威學術期刊《科學》公布的“2022年度十大科學突破”中，云南大學胡鳳益團隊創(chuàng)制的多年生稻研究成果榜上有名，成為2022年唯一入選的中國成果。

多年生稻是什么？為什么它的研發(fā)可以算作是一項重大突破？

?01?

? 多年生稻是什么？

要知道什么是多年生稻，先得知道什么是“多年生”？

“多年生”是一個描述植物生長壽命的詞。多年生植物種植一年可以生長兩年以上，這類植物大多數是木本植物，比如各種“樹”。此外，我們常吃的韭菜、甘蔗、蓮藕和常見的竹子等植物，也都是多年生的。

“多年生”是相對于“一年生”而言的。一年生植物的壽命不超過一年，在一年時間內發(fā)芽、生長、開花、死亡。這種植物還可以分成夏型一年生植物和冬型一年生植物。

【夏型】生命周期在春、夏、秋之間；

【冬型】稱越冬生植物，通常在秋季發(fā)芽，度過冬季后在來年早春開花結果。

知道了一年生和多年生植物的區(qū)別后，我們就可以來說說“多年生稻”了。

普通水稻是一年生植物，多年生稻卻可以種植一次后連續(xù)收割多年。

我們先說說普通水稻。

以南方水稻產區(qū)為例，由于水熱條件充足，一年可以種植兩季水稻。第一季叫早稻，第二季叫晚稻。

早稻一般3月左右播種，6、7月份收割；收割后就要趕緊種下晚稻，最晚11月再次收割。

為了保證產量，晚稻越早種下越好。所以夏季需要一邊收割早稻一邊插秧，就是所謂的“早稻搶收、晚稻搶插”（稱為“雙搶”）?！半p搶”時間緊、任務重、勞動強度大，是水稻生產中最為緊張繁忙的時段。

水稻收割完留在田里的剩余部分叫做稻茬，這些稻茬通常被翻耕還田，以免滋生害蟲。

多年生稻的情況和普通水稻可不一樣。

早稻收割后，稻茬就留在田里，接下來要做的，就是把一切交給時間，靜靜等待它不久后的再次萌芽，如此循環(huán)往復好幾年。

目前胡鳳益團隊研發(fā)的多年生稻品種，最早的是從2016年種植，到目前已生長了7年，收割了十二三次。用胡鳳益教授的話說就是“割一次長一次”，把收水稻變得像割韭菜、收甘蔗一樣。

?02?

? 多年生稻怎么來？? 怎么種？在哪兒種？

知道了什么是多年生稻，可能你會好奇一個問題：多年生稻是怎么研發(fā)出來的？

其實，野生水稻原本就是一種多年生植物。只不過人類為了提高產量和品質，克服野生水稻的不利之處，把野生水稻馴化成產量高、口感好的栽培稻。但同時，也不得不放棄了原本可以多年生長的基因。

胡鳳益教授的團隊所做的，就是將丟失的多年生基因找回來。

簡單來說，就是用多年生野生稻與一年生栽培稻進行雜交，運用育種技術將野生稻的多年生和栽培稻的高產相結合，這項工作他們堅持探索了20多年，最終成功培育出多年生稻。

多年生稻種起來會不會很困難呢？

其實，多年生稻和普通水稻在種植流程上其實并沒有太大差別。

首先是要選擇一個合適的種植環(huán)境。一年中最低月均溫不低于13.5℃，持續(xù)低于4℃的時間不超過5天的稻作區(qū)都可以種植多年生稻，這樣的地區(qū)主要分布在南北緯40°之間。

在這一范圍內，光熱較充足的地區(qū)（如我國云南西雙版納）可以“一種收多年”；光熱相對欠缺，越冬條件較差的地區(qū)（如我國的長江流域），也能實現一年“一種兩收”（種一次收兩回之后再將稻茬處理掉）。

接下來進行的，就是選種、育秧、栽秧、田間管理和收獲等一系列工作。收割后無需處理稻茬，無需再次插秧，只需要清理雜草、稻草，為下一季稻苗的再生提供良好的生長環(huán)境。

到2022年止，多年生稻技術已經在貴州、廣西、云南等南方十多個省區(qū)試驗示范，并獲得成功。

?03?

多年生稻好在哪里？

講了這么多，可能你已經發(fā)現了多年生稻的不少好處。但作為一項重大科學突破，它帶來的意義，值得我們在這里展開講講：

• 提高糧食產量，保障糧食安全

我國是稻米的主要消費國，對稻米的需求量居于世界第一。因此，為了保證供給，必須不斷提高水稻產量。

多年生稻每年可以收獲兩季，每季的平均產量相當于普通水稻一年的產量，在光熱條件較好的地區(qū)（如我國北緯27°以南地區(qū)）增產明顯。不僅產生了更大的經濟效益，增加了農民收入，而且對保障國家糧食安全也具有重大意義。

不僅如此，從2018年起，在緬甸、泰國、柬埔寨、孟加拉等南亞東南亞國家及科特迪瓦（非洲稻作中心）、烏干達等非洲國家也開始多年生稻的試驗工作，在“一帶一路”沿線國家表現出良好的發(fā)展勢頭。多年生稻向全世界的推廣，為世界稻作生產貢獻了中國智慧和中國方案。

• 簡化生產過程，減少資源消耗

如果是種植普通一年生水稻，每次收獲后都必須重新種植，這對農民來說是一項繁重的勞作。

有了多年生稻，一次收獲后，農戶不需要再購買種子、育秧、犁田、耙田、插秧等工作，也免去了被稱為“農民煉獄”的“雙搶”環(huán)節(jié)，大大減少了資金、勞力、時間的投入，“一種多收”讓種水稻變得更加輕便簡單，農民的種糧積極性也得到了提高。

除此之外，這種輕簡的生產方式，讓一些本不便于頻繁耕作的丘陵山區(qū)也種上了水稻，從而拓展了水稻生產面積。

• 減少干預耕地，提升環(huán)境效益

土壤中也有它自己的生態(tài)系統(tǒng)，如果頻繁地對土地進行耕作，土壤生態(tài)會受到破壞，有機質和水分也會減少，這時候，可能就需要人工施肥、灌溉來保證土壤養(yǎng)分、水分充足。

但多年生稻的種植是幾乎免耕的，這樣不僅節(jié)約肥料、節(jié)約水資源，還使土壤生態(tài)少受干擾，不僅是給農民減負，也是在給耕地減負。

同時，平穩(wěn)的農田生態(tài)，還讓一些能夠分解溫室氣體的微生物得以生存，從使稻田有了強大的固碳功能，有助于實現“雙碳”目標和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

• 為其他多年生作物的研發(fā)提供借鑒

既然原本一年生的水稻可以變成多年生，而且好處多多，那么人們就自然而然地就開始想方設法讓“多年生家族”進一步壯大。

例如，我國對另一種一年生作物——大豆的需求量同樣非常巨大。但由于國內大豆生產利潤低，國外大豆又物美價廉，我國大豆極度依賴進口。除了對國內大豆生產提供補貼刺激生產以外，能不能借鑒多年生稻的發(fā)明，從育種技術的角度，培育出多年生大豆呢？

事實上，人們早就已經開始研究野生多年生大豆的基因。但由于野生大豆基因非常復雜，一直難以突破。

但在2022年3月，山東一支科研團隊首次成功解析了野生大豆的基因組。利用已發(fā)掘的影響大豆品質和產量的重要基因，該研究團隊已成功選育出了高產高油大豆品種。相信在不久的將來，多年生大豆等一系列糧食作物，都能加入多年生家族，為我國糧食安全貢獻力量。

?04?

? 做道題再走~

近年來，我國農業(yè)專家培育的多年生稻（下圖）在國內多個省區(qū)推廣。多年生稻栽種一次，從第二年（季）起便無需買種、育秧、犁田和移栽等生產環(huán)節(jié)，僅需田間管理和收獲就可實現3-4年（每年收獲2季）的稻作生產，而且可以保證稻谷年產量不低于普通水稻。據此完成下面小題。

1.和普通水稻相比，種植多年生稻的主要優(yōu)勢在于（單選）

A. 提高水稻田單產

B. 技術投入較少

C. 降低勞動投入

D. 減少病蟲害的發(fā)生

2.在我國水稻種植區(qū)，限制多年生稻推廣種植的自然因素最可能為（單選）

A. 地形

B. 熱量

C. 土壤

D. 光照

答案與解析?

1. C

【解析】由材料“多年生稻栽種一次，從第二年（季）起便無需買種、育秧、犁田和移栽等生產環(huán)節(jié)，僅需田間管理和收獲就可實現3-4年（每年收獲2季）的稻作生產，而且可以保證稻谷年產量不低于普通水稻”可知，和普通水稻相比，種植多年生稻的主要優(yōu)勢在于從次年減少了生產環(huán)節(jié)，大大降低了勞動力投入，C正確；多年生稻年產量不低于普通水稻，但不同地區(qū)增產效果不同，可能等于也可能高于，A錯誤；多年生稻的生產過程依然需要技術支持，B錯誤；和普通水稻相比，種植多年生稻并不能減少農田的病蟲害，D錯誤。故選C。

2. B

【解析】水稻喜溫喜濕，多年生稻可實現3—4年（每年收獲2季）的稻作生產，則多年生水稻種植區(qū)，要求水源豐富、熱量充足，可以保證多年生水稻的正常越冬；水源可以人為引水灌溉，但是作為大面積農田，熱量條件的改善頗為困難，主要依賴于自然環(huán)境，故在我國水稻種植區(qū)，限制多年生稻推廣種植的自然因素最可能為熱量，B正確；我國水稻種植區(qū)地形相對平坦，起伏較小，且局部地形區(qū)可以實現人為的改造，A錯誤；水稻種植區(qū)多為水稻土，對于多年生稻的推廣限制小，C錯誤；光照會影響水稻的生長，在我國水稻種植區(qū)，其光照條件相對充足，對普通水稻和多年生稻的影響并無明顯差別，D錯誤。故選B。

參考資料

Zhang, S., Huang, G., Zhang, Y. et al. Sustained productivity and agronomic potential of perennial rice. Nat Sustain 6, 28–38 (2023).

*聲明：圖像素材部分來源于網絡，版權歸原著所有，本號為整合發(fā)布。
*本文內容由作者提供，不代表本號立場