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2020年10月，由袁隆平“海水稻”團(tuán)隊(duì)和江蘇省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站合作試驗(yàn)種植的耐鹽水稻，在江蘇如東栟茶方凌墾區(qū)進(jìn)行測產(chǎn)，“超優(yōu)千號”耐鹽水稻的平均畝產(chǎn)量達(dá)到802.9公斤。海水稻因?yàn)槠淠望}堿的神奇特性，備受社會各界關(guān)注。
那么什么是海水稻呢？海水稻又是如何被發(fā)現(xiàn)的？
海水稻：沙漠變綠洲的先鋒戰(zhàn)士
海水稻，是耐鹽堿水稻的形象化統(tǒng)稱，因其能夠在海邊灘涂等“海水經(jīng)過”的鹽堿地生長而得名。只聽名字，可能有人會以為海水稻是生長在大海里的水稻，其實(shí)，海水稻只是不懼怕海水的短期浸泡。
一般地，普通水稻種子在鹽度超過0.3%的鹽水中無法發(fā)芽，植株無法吸收水分，會因脫水而死。海水稻剛好相反，在0.9%~1.2%濃度的鹽水中都可以正常發(fā)芽。海水漲潮時(shí)，水稻秧被海水淹沒三四個(gè)小時(shí)都沒有問題，退潮后海水稻長勢更快。
重度鹽堿土地與海水稻
本是寸草不生的鹽堿地、沙漠，海水稻卻有可能成為使沙漠變青山的先鋒戰(zhàn)士。這是為什么呢？
眾所周知，生物的性狀主要由基因決定。據(jù)全基因組測序與比較轉(zhuǎn)錄組分析，通過與89個(gè)國家的3000個(gè)水稻品種基因組數(shù)據(jù)庫序列比較發(fā)現(xiàn)，海水稻是一個(gè)相對古老的秈稻亞種，獨(dú)有變異64869個(gè)，并存在大量鹽誘導(dǎo)基因。這種獨(dú)特的基因，可以幫助海水稻在鹽堿環(huán)境中茁壯成長。
經(jīng)觀察，海水稻根系格外發(fā)達(dá)，根深可達(dá)40厘米。植株比普通水稻要高大許多，成熟后的稻穗長度可達(dá)23厘米。有這些特殊的生理構(gòu)造，海水稻不僅耐鹽堿，還具有抗?jié)?、抗病蟲害、抗倒伏等優(yōu)良特性。因此，在生長過程中，它不需施用肥料、農(nóng)藥，所產(chǎn)稻米雖呈胭脂紅色，卻是真正的綠色食品。
海水稻
海水稻的稻谷具芒刺，對果實(shí)起保護(hù)作用，這是很明顯的野生稻特征。而海水稻，正是從一株野生稻的意外發(fā)現(xiàn)開始的。
海水稻是如何被發(fā)現(xiàn)的？
資料顯示，國際上開始研究培育耐鹽水稻品種，還要追溯到90年前，斯里蘭卡發(fā)現(xiàn)強(qiáng)耐鹽地方品種Pokkali。1944年至1945年，印度出臺了耐鹽水稻的雜交育種計(jì)劃，推廣水稻耐鹽品種Kala Rata l-24和Bhura Rata 4-10、孟加拉國培育耐鹽水稻品種BRI、BR 203-26-2、Sail等。1970年以來，國際水稻研究所（IRRI）從9000份水稻品種和家系中，鑒定出10份耐鹽品種，包括Pokkali、Getu和Nona Bokra等材料，為水稻耐鹽性品種選育提供了技術(shù)儲備，并在1979年提出了水稻耐鹽鑒定標(biāo)準(zhǔn)和方法。此外，巴基斯坦、日本、美國、英國、澳大利亞等國也相繼展開了水稻的耐鹽性研究。
我國在耐鹽水稻的研究方面起步較晚，始于1981年召開的“全國稻麥抗鹽堿協(xié)作會議”，“七五”期間把稻種資源的耐鹽堿性鑒定作為國家科研項(xiàng)目，并開展全國協(xié)作。
近年來，媒體上刮起的海水稻風(fēng)暴，源于廣州湛江的陳日勝。1986年，林果專業(yè)畢業(yè)的陳日勝隨羅文列教授在湛江市遂溪縣虎頭坡開展海灘紅樹林資源普查時(shí)，在蘆葦?shù)乩餆o意間發(fā)現(xiàn)一株野生水稻，并細(xì)心取下那株野生海水稻的522粒種子，從此開啟了一條與海水稻交織在一起的人生道路。
陳日勝從零學(xué)習(xí)水稻選育，由于試驗(yàn)周期長，花了5年時(shí)間最終選育定型名為“海稻86”的新品系。1992年起，陳日勝不斷培育并將海稻86推廣到全國各地的鹽堿地上試種，范圍逐漸擴(kuò)大到3000畝，畝產(chǎn)從50千克增長至150千克。2014年，經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織水稻專家現(xiàn)場考察，海稻86被一致認(rèn)為是一種特異的水稻種質(zhì)資源，具有很高的科學(xué)研究和利用價(jià)值。陳日勝默默耕耘近30載，終于天下聞名。
“雜交水稻之父”袁隆平院士在考察過海水稻后，致信時(shí)任科技部部長萬鋼，稱海水稻具有極高的科學(xué)研究和利用價(jià)值，不亞于雄性不育野生稻。他整合各方面資源，牽頭成立青島海水稻研究發(fā)展中心，將耐鹽堿水稻推廣到高海拔的青海省格爾木市、迪拜熱帶沙漠地區(qū)等不同生態(tài)區(qū)，并結(jié)合水稻雜交技術(shù)，將海水稻畝產(chǎn)提高到600千克。
海水稻的價(jià)值與未來
海水稻可以利用鹽堿地等傳統(tǒng)不可利用土地，一定程度上保障糧食安全，可有效應(yīng)對糧食安全面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)計(jì)，全球仍有8.2億人遭受饑餓，而9.5億公頃鹽堿地沒有得到充分利用。據(jù)測算，中國有2億畝鹽堿地具備種植水稻潛力，若種植海水稻畝產(chǎn)250千克，可增產(chǎn)糧食5000萬噸，將多養(yǎng)活約2億人。
多地實(shí)驗(yàn)表明，通過連續(xù)3年至5年種植海水稻，可以將鹽堿地改造成可供普通作物耕種的土地。有的地方通過種植海水稻，改變了鹽堿地區(qū)域小環(huán)境，甚至引來了白鷺等鳥類棲息，一定程度上恢復(fù)了生物多樣性。
目前，雖然經(jīng)過基因組測序，填補(bǔ)了海水稻分子研究的空白，為耐鹽新品種的培育奠定了分子基礎(chǔ)，但是耐鹽機(jī)理具體是什么，還有待科學(xué)家們對海水稻基因進(jìn)行深入分析。隨著耐鹽程度的提高，目前仍存在爭議的海水稀釋灌溉問題，應(yīng)會在一定程度上得到解決。
出品：科普中國
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