袁隆平的「海水稻」，在科學史上處於什麼位置？

文 | 諶旭彬

據「新華社青島9月28日電」報道，「雜交水稻之父」袁隆平領銜的技術團隊培育出了最新一批「海水稻」：

「青島海水稻研究發展中心常務副主任張國棟說，這次培育的「海水稻」實現了多個技術突破，最重大的技術突破在於可以用含鹽6‰的鹹水直接灌溉並且產量大幅提高，620.95公斤的畝產量，已超過了目前已知含鹽6‰鹹水中生長的「海水稻」最高產量。」

回顧「海水稻」的研究史，有助於我們更具體理解袁隆平的上述成果的的價值。

1930年代國際上已開始研究

所謂「海水稻」，學術上一般稱作「抗鹽水稻」、「耐鹽水稻」、「耐鹽鹼水稻」。

國際上對該領域的研究，可以追溯到上世紀三、四十年代。

據「中國農業科學院作物品種資源研究所」學者王明珍、宋景芝80年代末的一份報告介紹：

「早在30年代末期，東南亞一些國家就開展了培育耐鹽水稻品種的研究。斯里蘭卡在1939年就繁殖了耐鹽水稻品種『Pokkali』，並在1945年予以推廣。印度也是較早開始培育耐鹽水稻的國家，在1943年，馬哈拉施特拉邦就推廣了耐鹽水稻『Kala Ratal-24』和『Bhura Rata 4-12』，現在印度幾乎各邦都發展了適合於當地的抗鹽水稻品種。國際水稻所成立以來，設立了『國際水稻耐鹽(鹼)觀察圖』，將水稻品種的耐鹽性作為對品種資源遺傳評價的內容之一。」

中國1950年代開始做零星試驗

中國在這方面的研究，起步相當落後。

在1959年出版的《植物生態學》一書中，植物學家何景介紹道：

「根據我們的調查和了解，福建沿海各縣就有許多抗鹽水稻品種，抗鹽力高到可以直接在新開星的海灘上種植。例如我們在廈門附近金定鄉找到的『青骨子』抗鹽水稻，在新開墾的海灘上，非常粘結的粘土中，用鑿穴插秧的方法，還可以得到每畝400斤的產量(一熟)，而且米粒飽滿，米質很好。我們曾經用不同濃度的食鹽平衡溶液來試驗其發芽率，在0.8%的食鹽溶液中，全部發芽而且還很整齊，生長茂盛。其後由於培養液水分的蒸發而濃度達到1.2%，生長還是很好。在1.4%的食鹽溶液中，依然能發芽……可惜由於設備關係，沒有能長期培養，也未能進行大田栽培。」

水稻在不同生長周期的耐鹽程度是不同的。何景的試驗觀察到的僅是「發芽率」。同樣的鹽濃度下，水稻是否能順利成長，這方面的資料付諸闕如。

官方立項，始於1976年

中國官方立項的較大規模的「選育耐鹽水稻品種的工作」，始於1976年，同樣遠落後於國際科學界。

據生物學家方宗熙等人1983年合寫的一份報告介紹，當時：

「從事耐鹽育種工作的主要有：美國加利福尼亞大學的Davis實驗室、國際水稻研究所、美國鹽土實驗室、印度中央鹽土研究所等。這些機構獲得的若干重大研究成果主要有：能在全部海水灌溉(45.8 mΩ/cm)條件下正常生長、平均產量為1082 kg/hm2，高產為1500 kg/hm2的大麥；能在50%海水、50%淡水灌溉條件下結實的春小麥；能在70%海水、30%淡水灌溉條件下正常結實的西紅柿；能在不同生育期分別耐0.25%～0.73%鹽濃度的水稻等。」

王明珍、宋景芝等人也承認：

「我國對作物品種資源耐鹽(鹼)性的研究工作起始較晚」，「（1979年才）將稻麥品種的耐鹽性列為遺傳評價的一項重要內容，並建立專題進行系統研究」。

在第六個五年計劃期間（1980-1985），中國農業科學院曾「組織有關單位協作，對2994份水稻資源進行了篩選鑒定，篩選出103份中度耐鹽的品種(系)。」，其試驗採用「淡水育秧」，移栽後「鹹水灌溉」，並保持田間灌溉水的鹽度相對穩定，其中「鹽水濃度高，土壤肥力低」，篩選條件很苛刻。結果得到了三個「確已證明其抗鹽性強，豐產性好，適應性強，是有希望可以直接推廣利用的耐鹽水稻品種」，另外，「如81-210、蘭勝、美國稻三個品種已在江蘇濱海縣等地推廣種植數萬畝。」

圖：2016年10月，一些媒體報道將1986年才開始研究「抗鹽鹼水稻」的陳日勝錯譽為「海水稻之父」。據羊城晚報2015年的報道，陳日勝的海水稻生長在含高鹽分海邊灘涂地里，畝產75~150公斤,不需施肥、抗病蟲、耐鹽鹼。具有這類特性和問題的野生耐鹽水稻，自80年代至今，不但國內發現者頗多（如吳榮生1989年在太湖流域發現的韭菜黃、老黃稻等，中國水稻研究所篩選出的毛稻、大芒稻、高粱稻等），中國農科院等機構還自國外引進相當數量的耐鹽稻種進行了篩選。目前並無任何研究能夠證明陳日勝發現的野水稻，較其他學者的發現更具優勢。

迄今無法用海水直接灌溉

值得注意的是，以上所有的耐鹽水稻，只能在程度較輕的鹽鹼地（含鹽量0.3%左右）進行規模化種植，並不能用海水直接灌溉（海水平均含鹽量3.5%左右）。

即便2000年之後細胞工程和基因工程法被應用於水稻耐鹽性研究之中，培育出來的水稻仍不足以在海水中直接生長。如「馮桂苓等(1996)利用逐漸增加培養基中鹽濃度的方法，多次繼代，獲得了在0.3%含鹽土壤上種植能正常生長的4個水稻耐鹽株系。」「盧德趙等(2003)利用農桿菌介導法和基因槍法將……獲得了具有一定耐鹽性狀的轉基因植株。在0.5%NaCl鹽濃度下生長良好。」「王慧中等(2000)利用農桿菌介導技術……轉基因T1代植株能夠在0.75%NaCl脅迫下正常生長、開花和結實。」

此次新華社報道的袁隆平團隊培育出的「海水稻」，乃是在「含鹽0.6%的鹹水」中生長。鹹水是依靠人工用海水和淡水混合調製而成：

「青島海水稻研發中心最西側是一個海水調節池，周邊海水被引入調節池中，再加入一定比例淡水，配製出不同濃度的鹹水，專門用於灌溉7號和8號試驗田。」

海水灌溉農業，中國未走在世界前列

不論是具體的水稻耐鹽性研究，還是整個的海水灌溉農業、鹽土農業，中國學術界從一開始就落後於國際學術界，時至今日也並未走在世界前列。

目前世界最知名、最成功的全海水灌溉經濟作物「畢氏海蓬子」，乃是美國Arizona大學與以色列Neher大學Dov Pasternak研究室合作，自1978年開始，歷時18年，耗資2000餘萬美元，所獲得的成果。

經選育馴化後，「畢氏海蓬子」耐鹽極限濃度可高達5%，超出了海水的鹽濃度。其種子含油量30%，含蛋白質量35%。已在墨西哥、阿聯酋、蘇丹、印度、以色列等國規模化種植。1998年，「畢氏海蓬子」自美國引入中國雷州半島，種植成功。

除海篷子外，同項研究還從800多種鹽生植物中培育出20多種生存能力強、產量高、品質優良的喜鹽植物。

在水稻的耐鹽性研究方面，中國學術界得益於國際學術界甚多。國內學術界承認：

「國際上早在20世紀30年代就已開始培育耐鹽水稻品種的研究。如斯里蘭卡的強耐鹽地方品種 Pokkali；印度推廣的水稻耐鹽品種KalaRata 1-4和 BhuraRata 4-10；孟加拉的耐鹽水稻品種 BRI、BR203-26-2、Sail等。1970年以來，國際水稻研究所從9000份水稻品種和家系中，鑒定出10份耐鹽品種，包括Pokkali、Getu和 NonaBokra等材料，為水稻耐鹽性品種選育提供了技術儲備。」

江蘇省農科院篩選出的耐鹽水稻品種80-85，就是與國際水稻所合作的成果；中國農科院篩選出的103個耐鹽品種，也是源自2808份外引水稻。

略言之：1、「海水稻」研究國際、國內有很長的一段歷史，在很長一段時期內中國是落後的，得益於國際學術界甚多。2、「海水稻」是否具備商業化價值，是不是可以規模化種植，取決於其耐鹽鹼度的提升（為降低種植成本，最好是能夠用海水直接灌溉）和產量的提高。

袁隆平團隊培育的「海水稻」，能否具備規模化種植的價值，值得拭目以待。

注釋

新華社，《我國高產「海水稻」試種成功 數億畝鹽鹼地有望成米糧倉》，2017年9月28日。王明珍、宋景芝，《引進國外水稻種質資源的耐鹽性篩選鑒定》，收錄於《作物抗逆性鑒定的原理與技術》，中國農學會遺傳資源學會、中國農業科學院作物品種資源研究所編 1989，P269-278。何景，《植物生態學》，高等教育出版社，1959，P270。周汝倫、侯家龍、方宗熙、王明珍、宋景芝、劉惠令，《耐鹽水稻品種選育初報》，《中國農業科學》1983年第5期。王明珍、宋景芝，《引進國外水稻種質資源的耐鹽性篩選鑒定》。《16省區試種海水稻 鹽鹼地能否變糧倉》，羊城晚報，2015/04/20。萬建民，《中國水稻遺傳育種與品種系譜 1986-2005》，中國農業出版社，2010，P178-179。林棲鳳，《耐鹽植物研究》，科學出版社，2004，P240-241。胡時開、陶紅劍、錢前、郭龍彪，《水稻耐鹽性的遺傳和分子育種的研究進展》，《分子植物育種》2010年第4期。

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