一、中国超级稻育种计划

农业部为了21世纪的粮食生产能满足全中国人民粮食需求，保障国家粮食安全，在1996年立项启动了中国超级稻育种计划。

中国超级稻育种计划当时分了两个时期，后来分了四个时期，第一期是1996年到2000年，它的产量指标是亩产700公斤，也就是每公顷10.5吨，第二期就是2001年到2005年，产量指标是800公斤亩产，第三期是2006年到2015年，它的指标是900公斤，也就是每公顷13.5吨，第四期是2016年到2020年，它的指标产量是1000公斤，也就是每公顷15吨，百亩片的平均产量，要连续两年才算是达标。我们通过形态改良和亚种间杂种优势利用，在2000年就实现了第一个目标，当时这个品种叫先锋品种，是和江苏农科院合作培育的品种，这个品种2000年通过了第一期的目标，2001年开始大面积在生产上应用，最大的推广面积将近一千万亩，它的平均产量大概是550公斤左右，也就是每公顷8.3吨左右，这是第一期的超级稻。第二期超级稻，提前一年在2004年实现了，亩产800公斤，在2002年就百亩片过了800公斤，2003年、2004年在湖南的三个百亩片连续两年超过了800公斤亩产，每公顷12吨，这是第二期超级稻，叫“瀑布稻”，造型好，稻穗造的好，像瀑布一样。我们在2011年就突破了超级稻第三期900公斤，在湖南省隆回县一个百亩片（7.2公顷）实现每亩产量926.3公斤，相当于13.9吨每公顷，突破了第三期超级稻，品种叫Y两优2号。从2012年开始，我们就把攻关目标瞄准在第四期超级稻，在2013年的时候，农业部长建议立项第四期超级稻，接着正式立项了第四期亩产1000公斤的计划。在去年，这个品种达到了14.8吨，就是988.1公斤，也是在隆回县。今年同样Y两优900号突破了一千公斤，达到1026公斤，第三期是926公斤，第四期是1026公斤，增长了100公斤。它的株高在1.24米，每一穗粒数达到了330粒，结穗率在92%，收获指数是0.56，每公顷产量是19吨，一般打八折，实际产量达到15.4吨，这是突破千公斤的产量结构。

二、超级稻育种技术路线

技术路线总的是两条，一条是形态改良，一条是亚种间杂种优势利用。如何进一步提高水稻的产量？稻谷的产量等于收获指数乘生物学产量。收获指数目前都在0.55左右，再通过提高收获指数来提高产量比较有限，进一步提高产量，就是要保持较高的收获指数前提下，提高生物学产量。提高生物学产量最简单最有效可行的办法就是提高株高，把株升高了，生物学产量就会提高。事物的发展是呈螺旋式上升的，我们古老的品种，植株比较高，都是一米七、一米八，但是收获指数比较低，0.3左右，也就是说草多谷少，一百公斤的产量只有30公斤是稻谷，60多公斤是稻草，条件比较好的情况是每公顷三到四吨，也就是说比较好的条件下，大概亩产250—300公斤。为了进一步提高产量，要提高收获指数，在20世纪60年代初中国率先实现了矮杆品种，矮化育种成功。矮杆品种收获指数一下提高到0.5，一半谷一半草，进一步大幅度的提高了水稻的稻谷产量。比较好的条件下，它的产量大面积可以达到400公斤。它的株高一般是70、80厘米，但生物学产量有限。后来为了进一步提高矮杆品种的产量，再把株高提升到1米左右，叫做半矮杆品种，目前在生产上利用的品种，绝大部分都属于这个范畴，就是半矮杆，株高在1米左右，包括常规稻、杂交稻，产量在好的条件下每公顷8到10吨。我们现在的超级稻，第三期、第四期超级稻，就是800到1000公斤的超级稻，它的株高又进一步提高了，我们现在超级稻都在一米二左右，从一米一到一米三，是这么一个范围，我们叫半高杆，一米二左右。事物发展是螺旋上升的，再进一步提高产量怎么办？我有一个设想，叫做新高杆，即把它的株高提到一米五左右，产量可以进一步提高，每公顷可以达到17、18吨，还有一种叫超高杆，一米八到两米左右，理论上产量可能达到20吨每公顷。提高株高可以大幅度提高生物学产量，从而保持高收获指数，提高稻谷产量。但是这个路线有一个大问题，株杆高了之后倒伏的风险很大，怎么办？还有一个途径，就是不通过提高株高来提高生物学产量，而是提高茎粗来提高生物学产量。在同样的田里面，比较一下Y两优900号和双优1000号，两者实际产量差不多，分别是每公顷14.14吨、14.19吨，差异很小，收获指数也基本上相同，一个是0.57、一个是0.58，但是株高差异比较大，Y两优900号有1.25米，双优1000号是1.09米，矮了10多厘米。但是生物学产量都差不多，每个植株的产量都是12.2克左右，因此它的实际产量差不多。差别在哪里？双优1000号株高矮了，但是茎杆粗了。这是通过增加茎粗来提高生物学产量，这个途径效果更好，因为它高度抗倒，株高只有1.09米，植株矮墩墩的。这个就是我们进一步提高稻谷产量的技术途径。

三、建议

下一步建议向农业部、科技部立项第五期超级稻，它的指标跟国际接轨，不搞亩产，以公顷来算。第四期超级稻每公顷15吨，第五期建议指标是16吨，双优1000号的产量前景都在16、17吨，所以我们还是比较有信心，计划在2020年要实现第五期超级稻，我们争取三年之内取得突破。

四、结论

中国人完全能够依靠自己解决粮食问题，而且还可以帮助其他发展中国家解决粮食短缺问题。超级杂交稻对保障世界粮食安全和世界和平会做出很大的贡献。

（作者系湖南省政协副主席、中国工程院院士，本文根据作者在第二届隆平论坛上的学术报告的录音整理而成）