多年生水稻，新的命题素材又来了！

作者 掷笔三叹 | 排版 杳杳

在国际权威学术期刊《科学》公布的“2022年度十大科学突破”中，云南大学胡凤益团队创制的多年生稻研究成果榜上有名，成为2022年唯一入选的中国成果。

多年生稻是什么？为什么它的研发可以算作是一项重大突破？

 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”是一个描述植物生长寿命的词。多年生植物种植一年可以生长两年以上，这类植物大多数是木本植物，比如各种“树”。此外，我们常吃的韭菜、甘蔗、莲藕和常见的竹子等植物，也都是多年生的。

“多年生”是相对于“一年生”而言的。一年生植物的寿命不超过一年，在一年时间内发芽、生长、开花、死亡。这种植物还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、秋之间；

【冬型】称越冬生植物，通常在秋季发芽，度过冬季后在来年早春开花结果。

知道了一年生和多年生植物的区别后，我们就可以来说说“多年生稻”了。

普通水稻是一年生植物，多年生稻却可以种植一次后连续收割多年。

我们先说说普通水稻。

以南方水稻产区为例，由于水热条件充足，一年可以种植两季水稻。第一季叫早稻，第二季叫晚稻。

早稻一般3月左右播种，6、7月份收割；收割后就要赶紧种下晚稻，最晚11月再次收割。

为了保证产量，晚稻越早种下越好。所以夏季需要一边收割早稻一边插秧，就是所谓的“早稻抢收、晚稻抢插”（称为“双抢”）。“双抢”时间紧、任务重、劳动强度大，是水稻生产中最为紧张繁忙的时段。

水稻收割完留在田里的剩余部分叫做稻茬，这些稻茬通常被翻耕还田，以免滋生害虫。

多年生稻的情况和普通水稻可不一样。

早稻收割后，稻茬就留在田里，接下来要做的，就是把一切交给时间，静静等待它不久后的再次萌芽，如此循环往复好几年。

目前胡凤益团队研发的多年生稻品种，最早的是从2016年种植，到目前已生长了7年，收割了十二三次。用胡凤益教授的话说就是“割一次长一次”，把收水稻变得像割韭菜、收甘蔗一样。

 02 

  多年生稻怎么来？  怎么种？在哪儿种？

知道了什么是多年生稻，可能你会好奇一个问题：多年生稻是怎么研发出来的？

其实，野生水稻原本就是一种多年生植物。只不过人类为了提高产量和品质，克服野生水稻的不利之处，把野生水稻驯化成产量高、口感好的栽培稻。但同时，也不得不放弃了原本可以多年生长的基因。

胡凤益教授的团队所做的，就是将丢失的多年生基因找回来。

简单来说，就是用多年生野生稻与一年生栽培稻进行杂交，运用育种技术将野生稻的多年生和栽培稻的高产相结合，这项工作他们坚持探索了20多年，最终成功培育出多年生稻。

多年生稻种起来会不会很困难呢？

其实，多年生稻和普通水稻在种植流程上其实并没有太大差别。

首先是要选择一个合适的种植环境。一年中最低月均温不低于13.5℃，持续低于4℃的时间不超过5天的稻作区都可以种植多年生稻，这样的地区主要分布在南北纬40°之间。

在这一范围内，光热较充足的地区（如我国云南西双版纳）可以“一种收多年”；光热相对欠缺，越冬条件较差的地区（如我国的长江流域），也能实现一年“一种两收”（种一次收两回之后再将稻茬处理掉）。

接下来进行的，就是选种、育秧、栽秧、田间管理和收获等一系列工作。收割后无需处理稻茬，无需再次插秧，只需要清理杂草、稻草，为下一季稻苗的再生提供良好的生长环境。

到2022年止，多年生稻技术已经在贵州、广西、云南等南方十多个省区试验示范，并获得成功。

 03 

多年生稻好在哪里？

讲了这么多，可能你已经发现了多年生稻的不少好处。但作为一项重大科学突破，它带来的意义，值得我们在这里展开讲讲：

• 提高粮食产量，保障粮食安全

我国是稻米的主要消费国，对稻米的需求量居于世界第一。因此，为了保证供给，必须不断提高水稻产量。

多年生稻每年可以收获两季，每季的平均产量相当于普通水稻一年的产量，在光热条件较好的地区（如我国北纬27°以南地区）增产明显。不仅产生了更大的经济效益，增加了农民收入，而且对保障国家粮食安全也具有重大意义。

不仅如此，从2018年起，在缅甸、泰国、柬埔寨、孟加拉等南亚东南亚国家及科特迪瓦（非洲稻作中心）、乌干达等非洲国家也开始多年生稻的试验工作，在“一带一路”沿线国家表现出良好的发展势头。多年生稻向全世界的推广，为世界稻作生产贡献了中国智慧和中国方案。

• 简化生产过程，减少资源消耗

如果是种植普通一年生水稻，每次收获后都必须重新种植，这对农民来说是一项繁重的劳作。

有了多年生稻，一次收获后，农户不需要再购买种子、育秧、犁田、耙田、插秧等工作，也免去了被称为“农民炼狱”的“双抢”环节，大大减少了资金、劳力、时间的投入，“一种多收”让种水稻变得更加轻便简单，农民的种粮积极性也得到了提高。

除此之外，这种轻简的生产方式，让一些本不便于频繁耕作的丘陵山区也种上了水稻，从而拓展了水稻生产面积。

• 减少干预耕地，提升环境效益

土壤中也有它自己的生态系统，如果频繁地对土地进行耕作，土壤生态会受到破坏，有机质和水分也会减少，这时候，可能就需要人工施肥、灌溉来保证土壤养分、水分充足。

但多年生稻的种植是几乎免耕的，这样不仅节约肥料、节约水资源，还使土壤生态少受干扰，不仅是给农民减负，也是在给耕地减负。

同时，平稳的农田生态，还让一些能够分解温室气体的微生物得以生存，从使稻田有了强大的固碳功能，有助于实现“双碳”目标和农业可持续发展。

• 为其他多年生作物的研发提供借鉴

既然原本一年生的水稻可以变成多年生，而且好处多多，那么人们就自然而然地就开始想方设法让“多年生家族”进一步壮大。

例如，我国对另一种一年生作物——大豆的需求量同样非常巨大。但由于国内大豆生产利润低，国外大豆又物美价廉，我国大豆极度依赖进口。除了对国内大豆生产提供补贴刺激生产以外，能不能借鉴多年生稻的发明，从育种技术的角度，培育出多年生大豆呢？

事实上，人们早就已经开始研究野生多年生大豆的基因。但由于野生大豆基因非常复杂，一直难以突破。

但在2022年3月，山东一支科研团队首次成功解析了野生大豆的基因组。利用已发掘的影响大豆品质和产量的重要基因，该研究团队已成功选育出了高产高油大豆品种。相信在不久的将来，多年生大豆等一系列粮食作物，都能加入多年生家族，为我国粮食安全贡献力量。

 04 

  做道题再走~

近年来，我国农业专家培育的多年生稻（下图）在国内多个省区推广。多年生稻栽种一次，从第二年（季）起便无需买种、育秧、犁田和移栽等生产环节，仅需田间管理和收获就可实现3-4年（每年收获2季）的稻作生产，而且可以保证稻谷年产量不低于普通水稻。据此完成下面小题。

1.和普通水稻相比，种植多年生稻的主要优势在于（单选）

A. 提高水稻田单产

B. 技术投入较少

C. 降低劳动投入

D. 减少病虫害的发生

2.在我国水稻种植区，限制多年生稻推广种植的自然因素最可能为（单选）

A. 地形

B. 热量

C. 土壤

D. 光照

答案与解析 

1. C

【解析】由材料“多年生稻栽种一次，从第二年（季）起便无需买种、育秧、犁田和移栽等生产环节，仅需田间管理和收获就可实现3-4年（每年收获2季）的稻作生产，而且可以保证稻谷年产量不低于普通水稻”可知，和普通水稻相比，种植多年生稻的主要优势在于从次年减少了生产环节，大大降低了劳动力投入，C正确；多年生稻年产量不低于普通水稻，但不同地区增产效果不同，可能等于也可能高于，A错误；多年生稻的生产过程依然需要技术支持，B错误；和普通水稻相比，种植多年生稻并不能减少农田的病虫害，D错误。故选C。

2. B

【解析】水稻喜温喜湿，多年生稻可实现3—4年（每年收获2季）的稻作生产，则多年生水稻种植区，要求水源丰富、热量充足，可以保证多年生水稻的正常越冬；水源可以人为引水灌溉，但是作为大面积农田，热量条件的改善颇为困难，主要依赖于自然环境，故在我国水稻种植区，限制多年生稻推广种植的自然因素最可能为热量，B正确；我国水稻种植区地形相对平坦，起伏较小，且局部地形区可以实现人为的改造，A错误；水稻种植区多为水稻土，对于多年生稻的推广限制小，C错误；光照会影响水稻的生长，在我国水稻种植区，其光照条件相对充足，对普通水稻和多年生稻的影响并无明显差别，D错误。故选B。

参考资料

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

*声明：图像素材部分来源于网络，版权归原著所有，本号为整合发布。
*本文内容由作者提供，不代表本号立场