研究歷史

雜交水稻的基本思想和技術(shù)，以及首次成功的實(shí)現(xiàn)是由美國(guó)人Henry Beache在1963年于印度尼西亞完成的，Henry Beache也被學(xué)術(shù)界某些人稱為雜交水稻之父，并由此獲得1996年的世界糧食獎(jiǎng)。由于Henry Beache的設(shè)想和方案存在著某些缺陷，無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模的推廣。

后來(lái)日本人提出了三系選育法來(lái)培育雜交水稻，提出可以尋找合適的野生的雄性不育株來(lái)作為培育雜交水稻的基礎(chǔ)。雖然經(jīng)過(guò)多年努力日本人找到了野生的雄性不育株，但是效果不是很好；另外日本人還提出了一系列的水稻育種新方法，比如趕粉等，但是最后由于種種原因沒法完成雜交水稻的產(chǎn)業(yè)化。袁隆平于1971年2月調(diào)到湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專門從事雜交水稻研究工作。1973年，以他為首的科技攻關(guān)組完成了三系配套并成功培育雜交水稻，實(shí)現(xiàn)了雜交水稻的歷史性突破。1984年6月成立了全國(guó)性的雜交水稻專門研究機(jī)構(gòu)－－湖南雜交水稻研究中心，后又成立國(guó)家雜交水稻工程技術(shù)研究中心，均由袁隆平任中心主任。1986年提出“兩系法亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用”的發(fā)展觀點(diǎn)，經(jīng)6年艱難攻關(guān)，與研究人員成功地突破了兩系雜交稻關(guān)鍵技術(shù)并推廣應(yīng)用，取得了良好的增產(chǎn)效果。1997年提出“雜交水稻超高產(chǎn)育種”的技術(shù)路線，在國(guó)際上引起高度重視。在他的率領(lǐng)下，先后于2000年、2004年和2011年實(shí)現(xiàn)了超級(jí)稻畝產(chǎn)700公斤、800公斤和900公斤的第一期、第二期、第三期目標(biāo)，畝產(chǎn)1000公斤的第四期目標(biāo)也于2014年10月實(shí)現(xiàn)歷史性突破，為進(jìn)一步大面積、大幅度提高水稻產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ)。1995年他當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。 被稱為雜交水稻之父。

中國(guó)發(fā)明的雜交水稻，除國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速外，在國(guó)外，已有越南、印度尼西亞、菲律賓和美國(guó)在大面積生產(chǎn)上應(yīng)用，并取得了顯著的增產(chǎn)效果。

相關(guān)技術(shù)

隨著雜交水稻的應(yīng)用推廣，使單位面積產(chǎn)量得到提高并減少用種量；雜交水稻直播栽培技術(shù)就是省去傳統(tǒng)的水稻栽培育秧過(guò)程，把經(jīng)過(guò)浸種、催芽的稻種直接播到大田中，加以管理，使之成秧、分蘗一直到成熟的一種簡(jiǎn)化栽培方法。

栽培技術(shù)

（1）整地。

生產(chǎn)上要嚴(yán)格按照要求精細(xì)整地，做到畦面平整無(wú)雜草、排灌順暢、不積水。并按畦寬4～6 m 開挖一條寬為0.6 m、深0.1 m 的溝。

（2）適時(shí)早播。合理安排播種期是保證水稻直播栽培全苗和安全齊穗的關(guān)鍵措施。

（3）選種。選用高產(chǎn)抗病優(yōu)質(zhì)良種，可以提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。做好種子消毒和催芽工作，可減少病蟲害的發(fā)生。

（4）浸種。一般浸種12~18h 后不經(jīng)催芽直接播種、濕潤(rùn)育秧為佳。

（5）催芽。催芽過(guò)程應(yīng)掌握適宜的溫度、適當(dāng)?shù)乃趾瓦m時(shí)換氣。水稻種子發(fā)芽最適宜溫度是30~35℃，超過(guò)45℃時(shí)就會(huì)引起“燒芽”，80%以上種子破胸后即可播種。

（6）疏播勻播。直播栽培是將種子直接播入大田，播種量常規(guī)稻種子為37.5 kg/hm2，雜交稻種子18.75 kg/hm2，一般比正常育苗增加15%～20%的用種量。播種要均勻，播后要埋芽，可用木板輕踏使谷芽入土，同時(shí)做好防鳥鼠害工作。

施肥技術(shù)

（1）施足基肥。由于直播栽培從幼苗開始就直接在大田生長(zhǎng)，因此施足基肥對(duì)直播栽培獲得高產(chǎn)更為重要。

（2）分次追肥。直播稻施肥應(yīng)遵循“少吃多餐，追肥要勤，每次用量要少”的原則。分5 次追肥，第1 次追提苗肥；第2 次追分蘗肥；第3 次追拔節(jié)肥；第4 次追穗肥；第5 次追揚(yáng)花肥。

（3）鉀肥施用技術(shù)。根據(jù)土壤特性施用。對(duì)缺鉀嚴(yán)重的土壤，施用鉀肥效果顯著。鉀肥要與氮、磷配合使用。只有在三要素合理搭配的前提下，增施鉀肥才能充分發(fā)揮其增產(chǎn)效果。

研究概述

兩系法雜交稻研究

與三系法雜交水稻相比，兩系法雜交水稻的優(yōu)點(diǎn)是配組自由、育種程序簡(jiǎn)化、育種周期縮短、不育系多樣化，缺點(diǎn)是不育系繁殖和組合制種受到時(shí)空條件的限制。在1987年兩系法雜交水稻研究列入國(guó)家“863”計(jì)劃和袁隆平發(fā)表“雜交水稻育種的戰(zhàn)略設(shè)想”以后，兩系法雜交水稻的育種在全國(guó)廣泛展開。1988年第一個(gè)進(jìn)入生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)的兩系雜交粳稻組合是N5047S/R9-1，到2000年全國(guó)通過(guò)省級(jí)和地市級(jí)審定的兩系法雜交稻品種只有27個(gè)，累計(jì)推廣面積在300萬(wàn)公頃左右，是一個(gè)發(fā)展比較慢的時(shí)期。2001年以兩優(yōu)培九為代表的4個(gè)兩系法雜交水稻品種通過(guò)國(guó)家審定以后，兩系法雜交水稻進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期。到2015年，通過(guò)國(guó)家審定的兩系法雜交水稻135個(gè)、通過(guò)省級(jí)審定的兩系法雜交稻品種816個(gè)(次)。 [5] ?1996年推廣面積18.05萬(wàn)公頃， 占雜交水稻種植面積的0.92%，到2013年推廣面積發(fā)展到544.04萬(wàn)公頃，占雜交水稻種植面積的33.59%，18年間兩系雜交稻面積擴(kuò)大了30倍。其中推廣面積最大的組合是兩優(yōu)培九(培矮64S/9311)，累計(jì)推廣面積超過(guò)800萬(wàn)公頃。全國(guó)20個(gè)水稻種植省市，都有兩系雜交水稻種植，主要是秈型兩系雜交稻，年推廣面積超過(guò)100萬(wàn)公頃的有湖南、湖北、安徽三省，其中安徽和湖北，兩系雜交稻面積已經(jīng)超過(guò)三系雜交稻面積。

超級(jí)雜交稻研究

1996年農(nóng)業(yè)部正式立項(xiàng)中國(guó)超級(jí)稻育種計(jì)劃，以期為滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)的糧食需求目標(biāo)服務(wù)。1997年，袁隆平提出“形態(tài)改良與雜種優(yōu)勢(shì)利用相結(jié)合”的雜交水稻超高產(chǎn)育種技術(shù)路線，成為中國(guó)超級(jí)雜交稻育種的靈魂思想。在該技術(shù)路線指引下，各個(gè)時(shí)期的超級(jí)雜交稻育種目標(biāo)陸續(xù)實(shí)現(xiàn)。其中，先鋒品種兩優(yōu)培九于2000年實(shí)現(xiàn)第1期超級(jí)雜交稻產(chǎn)量目標(biāo)，累計(jì)推廣超過(guò)700萬(wàn)公頃；第2期超級(jí)雜交稻產(chǎn)量目標(biāo)于2004年實(shí)現(xiàn)，其代表品種Y兩優(yōu)1號(hào)自2010年以來(lái)即成為我國(guó)年推廣面積最大的雜交水稻品種，累計(jì)推廣已達(dá)400萬(wàn)公頃；2011年，Y兩優(yōu)2號(hào)百畝連片平均畝產(chǎn)達(dá)926.6 kg (13.9 t/hm2)，實(shí)現(xiàn)了第3期超級(jí)雜交稻單產(chǎn)13.5 t/hm2的目標(biāo)；2014年，第4期超級(jí)雜交稻代表品種Y兩優(yōu)900創(chuàng)造百畝連片平均畝產(chǎn)1026.7 kg (15.4 t/hm2)的高產(chǎn)新紀(jì)錄，兩倍于中國(guó)水稻的平均產(chǎn)量。迄今為止，國(guó)家農(nóng)業(yè)部已認(rèn)定了125個(gè)超級(jí)稻品種，累計(jì)推廣面積達(dá)7000萬(wàn)公頃。然而，隨著人口不斷增加、耕地面積顯著減少以及環(huán)境的持續(xù)惡化，進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量潛力以及在不同生態(tài)環(huán)境下的多抗性和適應(yīng)性仍然是超級(jí)雜交稻育種的主要挑戰(zhàn)。

第三代雜交水稻

2019年10月21日至22日，第三代雜交水稻在湖南省衡陽(yáng)市衡南縣清竹村進(jìn)行首次公開測(cè)試，畝產(chǎn)1046.3公斤。

第三代雜交水稻技術(shù)是以遺傳工程雄性不育系為遺傳工具，它讓所有的水稻，在理論上都能找到適合自己的“另一半”，并產(chǎn)生優(yōu)良后代。第三代雜交水稻不僅兼有三系不育系育性穩(wěn)定和兩系不育系配組自由的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還克服了三系不育系配組受限，兩系不育系可能因天氣原因?qū)е轮品N失敗和繁殖產(chǎn)量低的缺點(diǎn)，在任何地區(qū)任何時(shí)候都是穩(wěn)定不育的，且制種和繁殖都非常簡(jiǎn)便。

湖南雜交水稻研究中心研究員、第三代雜交水稻項(xiàng)目主持人李新奇表示，縮短農(nóng)民的生產(chǎn)田和科學(xué)家的試驗(yàn)田之間的產(chǎn)量差距，是能否得到廣泛推廣的關(guān)鍵因素之一。“我國(guó)目前水稻平均畝產(chǎn)在500公斤左右，普通農(nóng)民在一般條件下種植一些優(yōu)秀的第二代雜交水稻品種可以達(dá)到600到700公斤的畝產(chǎn)，但在同樣種植條件和環(huán)境下，第三代雜交水稻的畝產(chǎn)可以達(dá)到800公斤?！?/p>