论稻｜二十余年节水抗旱稻，罗利军：不讲科学故事，育种家在田间

作为全世界一半以上人口的主食，水稻的品种选育工作一直处于金字塔尖。

全球变暖背景下，全球极端天气事件日益频发。对中国的农业生产来说，“天灾”同样是一把达摩克利斯之剑，今年夏季长江流域遭遇的罕见持续干旱正是警示之一。

无论是科学研究还是田间实践，有一个事实日益受到关注：全球气候变化正在抵消育种增长。现年61岁的罗利军在20多年前就开始寻找能够抵御干旱的水稻，今年他向团队正式提出，过往所有的工作归零。他们将重新出发，踏上水稻“蓝色革命”这一新的征程。

罗利军现任上海市农业生物基因中心首席科学家，在2001年之前，他工作于浙江杭州的中国水稻研究所，那里也是他作为育种家工作的起点。上世纪90年代，罗利军在我国首次采用三系法育成了亚种间超高产杂交稻“协优413”等中413系列组合，获得籼粳稻杂交的国家发明专利。这也是我国第一个超级稻，1995年生产示范亩产759公斤，刷新了浙江省的最高纪录。

1998年是其作为科学家和育种家前进道路上的分岔口。那一年，罗利军在位于菲律宾的国际水稻研究所做访问学者。在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者专访时，罗利军回忆道，这个分岔口出现得极其偶然。

一个周日的上午，和往常一样，“无所事事”的罗利军来到图书馆翻阅文献，当时国际水稻研究所的副所长，同时也是一名经济学家，其发表的一篇文章让罗利军陷入了茫然。“这篇文章提到，在亚洲国家的国民总用水量中，农业用水占70%，而在农业用水中，水稻生产用水又占了70%。这么一算，水稻就差不多用掉了一半的水。”

“我马上感觉到，自己的水稻研究搞不下去了。”中国是贫水大国，是世界上13个严重缺水的国家之一，这是客观存在的重大挑战。罗利军在近年来的一篇文章中写道：农业水资源紧缺已经成为继耕地之后，长期制约我国农业发展的因素，我国有限的水资源已不能满足水稻生产的需要。

肯定要改方向。往后的20多年时间里，罗利军毅然偏离其原本顺风顺水的主航道，一头扎进鲜少有育种家问津的旱稻研究。

二十年，起初的那张白纸已写满硕果。其间，罗利军获得国家科技进步一等奖1次、国家技术发明二等奖1次、上海市科技奖励一等奖5次。更使其欣慰的是，截至目前，全国节水抗旱稻年栽种面积已达300多万亩。以代表品种“旱优73”来说，目前已经是长三角地区种植面积最大的杂交稻品种。在高产田，节水抗旱稻可以节水、节肥；在中低产田，在保证关键生长期的用水后，也可保证600公斤亩产量；即使在“望天田”（仅靠自然降水生产的田），也可有400公斤的亩产量。此外，节水抗旱稻采用直播旱管的栽培方式，与水田相比可减少90%的甲烷排放。

今年5月，水稻“蓝色革命”吹响号角，罗利军提出节水抗旱稻“1522”新发展目标，即新增水稻（节水抗旱稻）种植面积1亿亩，增产稻谷500亿公斤，减少200亿吨水稻生产用水，减少200亿公斤碳排放。

“接下来发展空间很大，我今年61岁了，再过20年希望把这个新的目标实现，哪怕实现一半也好。”贯穿采访始末，罗利军始终提到一点，大“稻”自然——这四个字也挂在其办公室中，每一个选择，每一次前进，皆是如此。

产量是永恒的主题，但主航道有“隐患”

1961年，罗利军出生于湖北省崇阳县沙坪镇，成长于特殊历史时期。1978年，17岁的罗利军走进华中农学院（后改为华中农业大学）农学系。“那个时候没有什么选择，读农学院纯属偶然，老师当时觉得毕业之后到农业局工作还比较稳定，就建议填农学院，很简单。”

本科毕业后短暂工作过一年，深感所学尚浅的罗利军选择重返母校继续读书，师从谢岳峰教授攻读作物遗传育种专业硕士学位，研究云南稻种资源。学习之余，罗利军形容硕士生涯是“蛮热闹的”：担任研究生会主席，创办华中农大研究生咨询公司并任总经理，办农村青年致富途径培训班……

笔头勤快的他甚至喜欢在各种杂志上发表“豆腐块”，告诉农民怎么种稻子、怎么打农药。“我们组织办了好多事情，搞一些培训班，为农民服务。我们也很关心国家大事，聂卫平下棋下赢了，我们上街游行欢庆。那个时期特别想提高自己的能力，方方面面都会去尝试。”

如何帮助农民？这对学农出身的罗利军来说，是跟随专业知识一起嵌入基因的。

1986年研究生毕业后，罗利军进入中国水稻研究所工作。“我们国家的种源收集保存工作基本是在新中国成立之后才开始的，之前比较凌乱，上世纪50年代之后全国慢慢开始做这件事。”罗利军被分到品种资源系，“当时国家前期的品种资源考察已经结束了，中国水稻研究所本身有个任务，就是要做资源的收集保存。”“比较有想法”的罗利军同时认为，资源仅仅收集保存起来还不够，更重要的是评价利用研究，“所以我们就成立了评价利用的一个研究组。”

1988年，罗利军赴国际水稻研究所，学习有关稻种资源的考察、搜集、鉴定、整理、编目、保存、评价和创新利用的基本原理和方法。回国后自然而然更加聚焦于重要资源的评价和创新研究。

在水稻高产的主航道上，罗利军提出了广亲和资源的可能来源及筛选方法，“水稻有两类，一类叫籼稻，一类叫粳稻，我们往往希望利用好它们之间遗传距离比较远这一特点，遗传距离越远，就意味着杂种优势就越强。但困难在于它们之间不亲和，需要一个资源，让这两类‘搭桥’亲和起来，那个时候我们花了很大的精力在做这些重要资源的创制上。”这项研究，获得了1997年度浙江省科技进步二等奖。

正是基于这些工作，罗利军育成了上述亚种间超高产杂交稻“协优413”。该品种在我国水稻界一度名声大振，“我去年到浙江衢州龙游，碰到一些种业的老人，大家还在怀念那个品种，我心里感到很兴奋。”

回看过去的半个世纪，中国的水稻育种实现了两次重要突破，成为世界范围内第一次“绿色革命”的重要组成部分。第一次是上世纪60年代矮化育种的成功，水稻单产提高了20%左右；第二次则是上世纪70年代中期杂交水稻的研究成功，水稻产量在矮秆良种的基础上继续增长20%左右。

1989 年，国际水稻研究所提出了“超级稻”(SuperRice) 的概念并启动了“超级稻育种计划”。在随后的30多年中，我国育种家通过创新育种技术、拓宽遗传基础，配制强优势杂交组合，育成一批超级稻新品种，使水稻单产水平不断获得突破。

然而，在产量阔步前进之际，问题随之浮现。第一，尽管超级稻陆续推出，但其条件是大肥大水，超级稻在中国70%的中低产田难以实现高产，水稻产量一度徘徊不前；第二，大量化肥等的使用，使得中国的资源环境面临严峻挑战；第三，对干旱缺水严重的中国来说，既不抗旱也不节水的水稻品种实际上藏着巨大隐患。

中科院院士、华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室主任张启发教授在2005年提出的“绿色超级稻”，即要求培育的品种不仅高产优质，而且具备抗病虫、高效的养分吸收利用、节水抗旱等绿色性状，达到生产上“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的目标。

罗利军感慨，“产量是永恒的主题，这是毫无疑问的，但如果要一直以高投入和破坏资源环境的方式去提高，那就没有必要了。”中国用占全球9%的耕地、6%的淡水资源，养活了近20%的人口，然而这一奇迹如何延续下去？这或可视作中国水稻的“卡脖子”问题。

刀耕火种的启示：旱稻到节水抗旱稻

实际上，除1998年那个沉思的周日上午之外，再往前10年的一次经历也在罗利军心里埋下了伏笔。

1988年，他在国内进行种源考察，广西田林县山上的旱稻引起了其注意。所谓的旱稻，又称陆稻、山栏稻，生长于山坡地，在我国西南、华南有着悠久的种植历史。

广西的苗民们往往在每年3月放火烧山，然后采取点播或撒播的方式，将旱稻种子直播于山坡地，待种子吸水萌发生长。整个生育期没有灌溉，完全靠雨水，不施肥料与农药。到了10月之后，苗民们就上山收稻子。

这类旱稻属于传统的地方品种，产量水平低，一般为1.50-2.25吨/公顷。尽管在产量与米质等方面，“放养”的旱稻大大落后于大面积种植的水稻品种，然而却拥有着水稻没有的节水抗旱、耐直播的能力。“直到现在，有些地区仍然保持着刀耕火种的习惯。”

现有的研究显示，栽培稻 (Oryza sativa L.)由普通野生稻 (Oryza rufipogon L.) 进化而来。野生稻则起源于干湿交替的沼泽地带，属于中生植物，对水生和旱生环境具有双重适应性。在野生稻通往栽培稻的长久演化过程中，首先进化成旱稻，可以在干旱条件下完成其生长发育过程，然后，随着水利条件的不断改善，演化成适应于水生环境的水稻。

回到1998年罗利军迷茫之际，方向怎么改？“一开始想到的就是旱稻。”初步尝试后困难重重：从上个世纪50年代起，大家都在做水稻，水稻产量、米质都提升到了一个很高的层次，旱稻基本没人研究，还是在山上，整个科技进展比水稻落后60年。

“完全在旱稻的基础上做了一两年，觉得产量进步太慢了，后来就考虑不能这么干，还是要借助水稻的力量，就是在水稻整个科技进步的基础之上，把水稻的好东西保留下来，然后把它在进化过程中丢掉的那些东西找回来。”节水抗旱稻的方向基本定下。

2001年5月，在时任上海市农科院院长潘迎捷等人8次赴杭州，希望引进人才团队之后，罗利军带领11人团队来到上海，负责即将建成的上海农业基因库。值得关注的是，1999年7月的一场暴雨将上海市农科院的1万多份种质资源淹于汪洋之中，同年11月，上海市政府专题会议讨论并决定由上海市农科院起草筹建“上海市农业基因库”的可行性报告。2000年6月，上海市计委批复立项，列为市重大工程项目，建设总经费4177万元。

“把跟留住”是该项目的初衷。罗利军在2001年10月则建议将“上海市农业基因库”更名为“上海市农业生物基因中心”，理由和当年在中国水稻研究所建议成立资源评价利用研究组类似，“仅仅是基因库，还不够。”

2002年7月27日，上海市农业生物基因中心正式成立，今年也是该中心成立20周年之际。也是在这20年时间里，罗利军带领团队在节水抗旱稻领域进行着多项从无到有的开创工作。

育种初期，罗利军采取的是邓小平同志“不管白猫黑猫，抓住老鼠就是好猫”的理论。“我们从理论到实践都把它逐渐丰富起来了，但当初就是种在山上，表现好的选出来就行。”他再次谈及，这是一个过程，也就是大“稻”自然，但重要的是一旦想到了就要坚持做下去。

“刚开始我们只考虑水的问题，后来才想到，我们国家不但缺水，而且70%的水稻田都是中低产田。这些田特别容易受干旱影响，所以在好的田里面需要做到节水，在不好的田里又需要抗旱。”罗利军尤其强调，尽管超级稻的“成绩”越来越漂亮，但是实际的平均亩产却是另一回事，“主要原因就在于中低产田，导致产能潜力发挥不出来。”

2003年，罗利军团队培育出全球第一个优质旱稻不育系“沪旱1A”和首例“杂交节水抗旱稻”，两个新组合“旱优2号”和“旱优3号”在节水50%的情况下，产量潜力与大面积推广的杂交水稻持平，分别通过国家与省级审定。2008 年，罗利军育成粳型节水抗旱稻不育系“沪旱 2A”。短短几年间，包括籼型、粳型、杂交和常规四个系列的节水抗旱稻相继问世。

2009年，罗利军在上海主持召开第三次“世界干旱大会”。会上，罗利军首次正式提出了发展“节水抗旱稻”的策略与方法。2016年，农业农村部正式颁布《节水抗旱稻术语》（NY/T2862-2015）、《节水抗旱稻抗旱性鉴定技术规范》（NY/T2863-2015）行业标准。2018年，经国家品种审定委员会批准，把节水抗旱稻作为一种特殊类型的水稻品种，启动国家区域试验。

其在一篇论文中详细写道：节水抗旱稻 (water-saving and drought-resistance rice, WDR)是指既具有水稻的高产优质特性，又具有旱稻的节水抗旱特性的一种新的栽培稻品种类型。它是在水稻科技进步的基础上，引进旱稻的节水抗旱特性而育成的新品种。在灌溉条件下，其产量、米质与水稻基本持平，但可节水50%以上；在没有灌溉条件的中低产田种植，具有较好的抵抗干旱的能力，可实现旱直播旱管，增产稳产；在栽培上，简单易行，既可在水田节水栽培，又可在旱地直播种植，生产过程中节能低碳环保。

回首过往，罗利军仍对一路支持的各方心怀感恩。2001年，在美国洛克菲勒基金的资助下 ，他们将研究方向聚焦于水稻的节水抗旱研究，并建立了节水抗旱研究平台。随后，相关研究陆续获得国家 “863” 计划、国家白然科学基金重点项目、上海市科委和农委重大重点项目的支持。2008年，比尔盖茨先生亲自到罗利军的试验田考察，随后，比尔及梅琳达·盖茨基金会立项，对其进行了长达10年的支持，为后期的节水抗旱稻品种在亚非多国示范推广打下了良好的基础。

如果说最初所在的中国水稻研究所是农业“国家队”，罗利军自称来到上海是进入了“地方队”，方向也从主航道改到了“冷门”。“主航道上容易出现同质化的东西，但我们20多年来将节水抗旱稻上做到了极致，创新也往往在这种地方产生。”

水稻“蓝色革命”：会有困难，但这是一件正确的事

近20年心血至此结满硕果。2021年11月初，在2020年度国家科学技术奖励大会上，罗利军代表团队获得国家科学技术进步一等奖走上了奖台。该奖项打破了农业领域在此奖项上连续8年的沉寂，更是上海市农业领域在此奖项上的第一次。

2021年11月23日，中央农办主任、农业农村部部长唐仁健一行到上海市农业生物基因中心调研指导。唐仁健在不到二十分钟的座谈中，三次评价节水抗旱稻“是一个宝！”。这个“宝”如何让更多的农民获益？这是罗利军未来的工作重心。就在今年7月，罗利军团队在植物学权威期刊《分子植物》（Molecular Plant）上发表了一篇观点文章，题为“在碳中和下保障粮食安全的“蓝色”革命：节水抗旱稻所展示的成功案例”（ Blue revolution for food security under carbon neutrality: A case from the water-saving and drought-resistance rice）。

他们总结了20年来在节水抗旱稻理论和应用研究中的发现，向全世界提出水稻“蓝色”革命，即通过创新培育节水抗旱稻，实现旱种旱管的稻作生产模式，使水稻生产摆脱对水的过度依赖，大幅减少稻田温室气体排放，促进水稻生产向资源节约、环境友好的可持续生产方式转型。

“提出‘革命’是要有勇气的，也会面临很多困难，但我觉得也不怕，这本身是一件正确的事，我们原来也是做水稻的，也是在‘自我革命’。”罗利军如是表示。

其介绍，围绕水稻“蓝色”革命，团队提出了节水抗旱稻“1522”新发展目标。“‘1’就是要拓展节水抗旱稻种植面积1亿亩。”罗利军进一步解释，“我国目前水稻生产面积大约4.5亿亩，那么我们希望能不能拓展1亿亩至5.5亿亩，这1亿亩我们希望在北方做到7000万亩，南方做到3000万亩。”

“5”是在上述拓展的1亿亩中，每亩产量达500公斤、总产量达500亿公斤，也就是“两增”。此外还包括“两减”，即在现有的近1亿亩易受干旱影响的水稻田中推广5000万亩，可减少200亿吨水稻生产用水，减少200亿公斤碳排放。

截至目前，全国节水抗旱稻年栽种面积达300多万亩。罗利军认为，未来的发展空间很大，“再过20年希望把这个目标实现，哪怕实现一半也好。”

罗利军将节水抗旱稻视为一项事业。在上述目标实现的过程中，团队仍需攻克诸多工作。“第一，在理论上我们要搞清楚它为什么能节水抗旱，涉及到哪些基因、哪些机制？理论上越清晰，才越有利于掌握进一步改良需要的资源。”

第二，育种永远在路上，团队需育成不同类型的新品种。“要不断地改良它，特别是我们现在要拓展到更大范围去推广应用，南方北方要求都不一样，包括 ‘一带一路’国家，需要适应不同生态环境的品种。”以和上海相距4000公里的新疆克拉玛依为例，罗利军团队的“沪旱6220”以其节水抗旱、抗热、抗寒、抗大风、结实率高等优势，去年在那里成功试种，亩产高出当地旱稻品种100公斤左右。

第三，建立与之相应的栽培技术体系。“不同地方要采取不同的种植方式，我们同样要重视栽培技术。”

第四，则要发展全产业链。“不仅仅是围绕着种子，还有农机合作、杂草、病虫害控制，还有可降解膜等农业生产资料，甚至还包括稻米深加工，我们要组织一个很大的团队，把全产业链建立起来。”

值得一提的是，就在今年9月，在安徽合肥举行的2022年全国节水抗旱稻现场观摩与技术研讨活动上，全国节水抗旱稻全产业链创新联盟正式启动。该联盟由全国农业技术推广服务中心、上海市农业生物基因中心等发起，由从事节水抗旱稻科研育种、种子经营、生产推广、加工流通、农机农资、碳交易、生态经济评估及种业管理服务的单位、社会团体、企业和个人自愿联合组成。

全国农业技术推广服务中心副主任刘信当时表示，希望各地种子部门、推广机构、种业企业、科研单位行动起来，采取切实可行的有效措施，创新联盟体制机制，积极构建资源整合、优势互补、协同推进的政产学研合作格局，努力形成高质量技术创新和服务供给合力，早日把节水抗旱稻应用引向深入、推向高潮。

罗利军团队着手在做的另一块工作则是生态评估。顾名思义，水稻种植离不开水，而水层在滋养水稻的同时，也把土壤和氧气隔离开来，被水层覆盖的土壤会滋生大量厌氧菌，由此产生甲烷等温室气体。有数据显示，稻田排放的甲烷占全球甲烷排放量的10%-12%。

在“双碳”目标之下，千百年来耕种稻田传统模式的更新恰逢其时，这对解决生态环境和粮食安全之间难以兼顾的难题也提供了新的思路。2019-2020年，研究团队曾在安徽7个县进行了稻田温室气体排放监测。结果显示，节水抗旱稻旱种旱管的碳排放相较水田减少90%以上，与玉米等旱作作物持平。

罗利军提到，目前上海市农业生物基因中心正在与腾讯科技（北京）有限公司合作，进一步推动减排检测和评估。就在上述的2022年全国节水抗旱稻现场观摩与技术研讨活动上，双方签订了“节水抗旱稻减排及数字化”项目协议。

据介绍，这次合作由上海市农业生物基因中心与腾讯可持续社会价值事业部（SSV）碳中和实验室共同发起，旨在通过数字化技术支持节水抗旱稻温室气体减排量的监测与计量，提升节水抗旱稻的经济性，降低种植技术门槛，助力节水抗旱稻推广，从而推动农业领域新兴减排技术的发展。

提及新品种的试种示范和推广，罗利军笑言，“我的策略是向毛主席学习，‘农村包围城市’，我先去大家不要干的中低产田。”其坚信一点，农民自己会选择“更划算”的品种。

他以安徽为例提到，目前节水抗旱稻在淮河流域的种植面积有近200万亩，其中100万亩是中低产田，另100万亩则是高产田。“这很简单，原来的主流稻，最好平均亩产高一点是六七百公斤，节水抗旱稻亩产最后也能达到近700公斤。而且农民只需要在小麦收割之前把稻种撒下，小麦收割之后稻子再长起来，不耕田不耙地，农民当然愿意干，也就主动把节水抗旱稻请到高产田去了。”

更让罗利军期待的是，未来如果能将减少的稻田碳排放纳入碳交易市场，那会帮助农民额外增收另一笔收入。“现在整个形势很好，今年所有种子都卖光了，供不应求，相信未来会有大的发展。”

不讲科学故事：育种家要解决问题

对育种家来说，能牢牢扎根在田间的优秀品种，才是他们最具说服力的工作。

罗利军始终强调一点，如果过于强调发表高影响因子的文章，那只是讲科学故事，“这种现象已经严重影响我们一些传统学科的发展。现在有完全没有种过水稻、光写写文章的人，来告诉别人怎么做育种，这种风气很糟糕。”

以近年来大热的基因相关技术为例，他直接“吐槽”道，“做遗传育种的不做遗传育种，去做基因功能；做栽培生理的不去研究栽培技术，也做基因功能；做植物保护的，不去认真研究这个品种种下去怎么保护它，有什么虫来了病来了把它消掉，也去做基因……这是很糟糕的事情，更合理的是这些学科都要均衡发展。”

当然，罗利军也谈到近年来广泛讨论的科技评价体系，“一个做栽培生理的研究人员，让他去和做生物医学的人去比，那发文章的影响因子几乎没办法比。”

罗利军尤其强调，对育种而言，就以其长期研究的抗旱而言，“这是一个生态系统层面的问题，涉及到太多的因素。因此，我不觉得某一项生物技术能够解决所有的问题，哪怕基因编辑，它只不过是一项补充技术。”

中国的水稻技术全球领先，如何保持这种优势？罗利军认为，无非就是继续加快研究，但值得注意的一点是，“特别是现在全球气候变化，那么人家意识到这些问题，前期基础很好，他们会做得更细，所以我们也要尽快地在整个战略上进行调整，气候变化下我们到底要解决什么问题？”

“中国传统的东西不能丢，传统的遗传育种学科要发展，新的技术和工具也要去吸收应用。更为关键的是，创新的主体将来一定要在企业，国际种业巨头都是如此，最优秀的、能真正解决问题的专家会去到公司，实实在在推动产业的发展。”

罗利军也一直以“致力于解决问题”来要求他的学生。“我曾经讲过我人生的三个目标，其中一个就是要培养100名学生，当然现在不止了。”

其培养学生的基本观念为，“第一，我比较关注个人人品，道德品质一塌糊涂社会会唾弃你；第二，围绕某一个问题、某一件事情，要有基本的解决能力，同时还能把它写出来、表达出来，这样学生毕业出去的时候能够找到工作，这是我对学生的一个基本要求；第三，在这个过程中，有些学生觉得蛮有信心，要坚持做下去，那么这部分学生基本都留下来了，或者推荐出去到其他相关专业。”

然而，罗利军坦言，让他感到头疼的是，真正愿意留下来继续从事农业的学生并不多，即使在像他这样的“强队”中，比例也不超过50%。实际上，高质量农业人才的缺乏已成为行业痛点，而高质量的人才队伍是确保粮食安全的根本。“目前这种现象仍在持续下去，是一个亟须解决的复杂的社会问题。”

回到自身的选择，罗利军如是表示，“我比较幸运，从大学毕业开始一直到现在60多岁了，没有改过方向。我们班上那么多同学，现在真的在这行的没几个人，大多改行了，但我一直没有变。”