近乎原始的稻作生产与稻农经历

起始于安徽凤阳的联产承包责任制，成为农业改革开放的春风吹遍神州大地。家乡所在稻区的农民每户都分得了自己的“一亩三分地”，生产积极性大增，从此告别了长年累月起早贪晚的劳作方式，“交够国家的，留足集体的，剩下都是自己的”。队里的水稻总产量在很短的时间大幅增产，其他经济作物的产量也不断增加。这是我们育种家很多年才能获得的遗传增益，尽管后来杂交水稻在产量的进一步提升中的确作出了很大的贡献。因此我常说，科学家们不要太高看了自己，不是仅靠科学技术就能完全解决食品的短缺问题，政策和体制也是重要的制约因素。后来当我遇到非洲朋友时，就给他们说，非洲人民要彻底解决食品安全问题只有靠他们自己，如果没有好的政策或体制，国外的救济粮食到了自家门口也没法正常分配到缺少食品的人手中。

高等学校招生制度的改革为很多稻农、棉农、麦农及其子女提供了上大学的机会。从上大学开始，就与水稻结下了不解之缘。本科期间跟随华中农业大学的水稻白叶枯病课题组做课程论文。毕业之后考上了浙江农业大学的水稻遗传育种硕士研究生，博士以及大学工作期间都是以水稻作为研究对象，虽然没有稻农那种长期田间劳作的艰辛，但也是泥里水里依靠手工从事基本的水稻试验操作。

直到在康奈尔大学博士后期间（1995-1998）与美国水稻技术公司（RiceTec.，Inc）开展合作研究之后，才有机会见识到完全不一样的水稻生产方式。在一望无际的田野上，通过飞机撒播稻子或大机器播种替代育苗和插秧，通过喷施除草剂替代人工除草，通过施用化肥替代农家肥。整个水稻生产期间几乎是全程飞机操作，只有到了收割的时候才有联合收割机下地。原来世界上还有这种根本不需要人脚落地的水稻生产，水稻也可以像小麦一样种植。如果中国的稻作生产也能这样，我也愿意一辈子做农民啊。

后来通过访问和交流，有机会见识了水稻生产机械化比较发达的日本和台湾地区。这两地的机械化没有改变水稻的种植模式，依然采用育苗移栽。这样的种植模式就决定了生产机械化的难度和有限性。有一次在某个聊天群里讨论水稻直播的问题，江苏的一位朋友说早已实现了水稻直播化。我理解那种采用小型播种机在规模有限的稻田里来回穿梭的直播方式，只是减免了手工插秧的劳累，但就效率而言，完全没法与在一望无际的大型农场上的飞机直播相提并论。

我国现今农业发展对作物生产提出了全程机械化的要求。从手工生产到大规模全程机械化，品种必须彻底地更新换代。这种更新换代所需要的育种努力大大超出我们的想象，杂交水稻在美国的全程机械化就是一个典型的例子。

中国的杂交水稻成为中美建交之后第一个由中国转让给美国的农业专利。1980年代国内的杂交水稻生产从制种到稻谷生产完全依靠手工劳作（图2）。要把杂交水稻从手工劳作改变成为适合美国市场并全程机械化，要解决三个方面的难题。第一是品质问题。美国消费者对品质有特别的要求，整精米率要求达到60%以上，直链淀粉含量15-18%。当时中国杂交水稻的整精米率一般在45%。也就是即使杂交水稻稻谷增产30%，其整精米的产量仍然低于美国的常规水稻。由于美国的水稻产量只考虑完整米粒，碎米都会被扔掉，因此杂交稻的整精米率必须从当时的45% 提高到60%。而直链淀粉含量，杂交稻需要从22-25% 降低到15-18%。为了改变这两项品质性状，加上对粒形的特殊要求，中国杂交水稻及其亲本的几乎所有籽粒性状都必须改变。第二个方面的难题就是要将稻谷的生产方式由移栽改变为直播。这就必须改变杂交水稻的除草剂耐性、淹水条件下的发芽能力、杂草的竞争力、幼苗生长速率和扎根能力等性状。第三方面的难题是种子生产的机械化。让我印象特别深刻的一件事是，杂交水稻中心的邓小林研究员，根据杂交水稻专利转让和合作协议赴美提供杂交水稻育种和制种技术咨询。当邓老师看到水稻技术公司的制种基地时吃惊不小，发现根本没有办法采用国内观察和调节父母本花期的方式，因为田块太大，一望无际，走一遍都难啊，无法根据田间的生长状况采取调节花期的各种措施。而且父母本的种植宽度必须足够大，以便于机器收割。当时采用的人工赶粉技术也是完全不适用了。因此在育种上要培育花期比较接近且对温度和光照不太敏感的父母本（不育系、保持系和恢复系）。因此，要满足上述三方面的条件，同时考虑其他农艺性状的要求，中国引进材料的遗传背景几乎要完全替换，只有将不育性、保持性和恢复性转育到美国本土的材料中去。为此，美国水稻技术公司花了将近20年时间（1988-2007），才实现杂交水稻的本土化和全程机械化（图2）。制种时，将父本和母本都种植到足够大型机器播种和收获的宽度，开花期间利用直升飞机在稻田上空来回飞翔所产生的风力将花粉传播到几十米以外。几百公顷的制种地只要几分钟就能赶完一趟花粉。