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科学家在植物工厂内种出成熟的水稻,生长周期只要60天!

在位于成都科学城的国家成都农业科技中心,有一批“特殊”的稻谷正在生长着。

在位于成都科学城的国家成都农业科技中心,有一批“特殊”的稻谷正在生长着。

↑水稻在实验室中躲开了气候的束缚

有科技的加持,这批稻谷“逃”过了节气的约束,自由地“疯”长。他们的生育周期只有60天,一年可以收割5至6次。

在中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队首席科学家杨其长研究员的梦想里,“四川造”的水稻将以植物工厂的形式呈现,实现周年连续生产,未来或许还能“生长”在茫茫戈壁滩上。

这项技术被称为“植物工厂水稻育种加速器”。

大自然的遗传密码,藏在种子里。要保障粮食安全的根基,就必须破解种子的密码。“植物工厂水稻育种加速器”是四川种业振兴的缩影。

四川与海南、甘肃同为三大国家级育制种基地。“天府之国”的“川种”正在发力冲刺,着力破解保障粮食安全的种业“芯片”,全面实现由种业大省向种业强省跨越的目标。

1亩产可达650公斤 

实验室里的水稻一年可收割5至6次

春归夏至,雨润大地,百谷成长。

在国家成都农业科技中心的实验室里,一批稻谷也正在生长。它们从节气中逃脱,不受气候的约束,敞开了生长。

“在我们这里,水稻60天左右即可收获,生育期比传统生产方式减少一半。”中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队科研骨干卞中华博士介绍到,从一颗水稻种子到整片水稻的收获,即“从种子到种子”,这是一个全生育周期。正常情况下,在户外种植的水稻全生育周期一般为120天到160天。

时间缩短后,产量如何?每亩650公斤。

此外,周期缩短到60天左右,这意味着一年至少可以收割水稻5至6次。

↑植物工厂水稻育种加速器

卞中华和同事们不断进行着试验,实验室里的水稻品种名叫“浙福802M”,是一款矮化水稻,高度仅为50厘米左右。与户外大田种植的水稻相比,其淀粉和蛋白质的含量并无什么差别。“口感也不错,未来甚至还可以定制口味。

怎样才能达到这个成绩?光、温、水、气、肥,五大元素缺一不可。按照一个科学的模式配比,形成一道道调控“配方”,养润着实验室里的稻米。实际上,这些配方可以称之为“秘方”。卞中华告诉记者,他们已经为此申请中美两国的发明专利。

2让戈壁成为稻田?
推广植物工厂种水稻需解决电力问题

在卞中华看来,虽然水稻长在实验室里,但他并不是在培育温室里的“娇花”。水稻的未来,可以在中国的广袤大地上,以一种新的栽种模式减少对土地和环境的依赖。

2021年10月,在国家“十三五”科技创新成就展中,“植物工厂水稻育种加速器”首次向世人亮相,受到社会广泛关注。当时还是第二代水稻,如今已经发展到了第五代。一系列的实验表明:育种周期缩短了,亩产提高了,品质也不错。

下一步主要是推广的问题。“最大的成本在于电费。”要实现植物工厂育种加速器商业化推广,首先得解决电的问题。

放眼全国,哪里地广人稀,哪里电源充沛?杨其长研究员将目光瞄准了新疆。

↑口味未来可以定制

“你想想,新疆光照资源丰富,全年日照时数达2550-3500小时,光伏发电能力很强。如果能在新疆的荒漠与戈壁滩上建立水稻工厂,那将是一幅怎样的景象啊!”一个伟大的梦想在杨其长研究员的心中酝酿。

或许,杨其长研究员的梦想有一天会实现,四川造的水稻将以植物工厂的形态,“生长”在戈壁滩上。今年3月,中国农业科学院与喀什地区签署协议,支撑当地农业农村高质量发展,加大对喀什现代农业发展和乡村振兴的科技支撑,重点在优质棉、林果业、蔬菜、现代畜牧业、现代种业等方面加强合作。4月,农业农村部正式批复中国农业科学院都市农业研究所在新疆建立“喀什科研基地”,着力开展戈壁设施农业技术示范工作,戈壁水稻的梦想又更近了一步。

↑植物工厂创新团队首席科学家杨其长与科研骨干卞中华博士

3从种业大省到种业强省 
四川实施种业振兴五大行动

缩短生长周期的意义不仅在于增加产量,其更加重要的意义在于提高了育种效率。

四川与海南、甘肃同为三大国家级育制种基地之一。作为全国种业大省、国家重要粮仓,四川的农作物种质资源、地方畜禽遗传资源均居全国第二;杂交水稻制种面积占全国五分之一,杂交油菜制种面积居全国第一,在全国具有比较优势和重要战略地位。

然而,短板也十分明显。四川虽然是农业种质资源大省,但目前种质资源的利用率还不高。省介绍,目前四川开展深度鉴定评价和利用的种质资源不足2%。

↑杨其长正在实验室研究水稻

↑央视新闻联播报道

2022年,四川省正加紧种业振兴战略布局,在提升“种业”竞争能力方面强劲发力,密集补短板。

新《种子法》3月1日起正式施行。同样在3月,四川种业集团正式揭牌。4月,召开“种业振兴大会”,提出实施种业振兴五大行动,全面实现由种业大省向种业强省跨越目标。

“不管是科研人才,还是种业企业,四川都呈现小而散的状态。”四川种业集团相关部门人员表示,四川种业集团将优化资源配置,加快现有种业企业的整合。

此外,针对四川种业企业“小、散、弱”,四川将实施种业企业扶优行动,力争到“十四五”末,四川10家以上企业进入全国种业企业50强。四川种业集团的目标是到“十五五”末力争进入全国种业10强,旗下培育出两家以上科创板上市企业。

四川种业集团计划在2022年重点在生猪、水稻、油菜、大豆种业产业上率先布局,年内建成外种猪、本土猪和农作物种业专业公司,培育“川种”品牌1个以上,取得品种权1个以上。

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