科技日报记者 金凤 通讯员 王璐
7月的江苏省南京市江宁湖熟街道新桥村，连片千亩水稻正值有效分蘖期，整齐的秧苗在田间排列，风过处掀起层层绿浪。放眼望去，整片稻田稻株长势均匀规整，疏密恰到好处。
稻田里，黄、蓝、白色的缓混肥如一粒粒珍珠，被精准送入田间，它们将为水稻不同生长阶段的营养需求保驾护航。
“这是我们的缓混一次施肥技术，通过一次轻简施肥，实现全生育期的营养均衡生长。”南京农业大学教授丁艳锋说。
这片稻田，正是南京农业大学水稻栽培创新团队二十年攻关的生动注脚——他们以“穴穗粒三均衡”理论为核心，研发配套技术体系和产品装备，打破水稻高产优质难以协同的世界难题，为中国乃至全球水稻产业提供“既要吃饱、又要吃好”的解决方案。
2022至2024年间，该成果在四大稻区累计应用超1.6亿亩，增产优质稻米365.8万吨，整精米率提高5.4%—8%，食味值提升4.9%—10%，总新增效益249.2亿元。
7月8日，2025年度国家科学技术奖揭晓，该团队牵头的项目“水稻高产优质均衡群体理论与技术集成应用”摘得国家科技进步奖二等奖。
“我们不仅要让中国人碗里装中国饭，而且要装中国的好饭！”丁艳锋的话语道出团队的科研初心。
理论破局：提出“穴穗粒三均衡”，为优质高产定标尺
水稻是我国第一大口粮作物，常年种植面积在4.3亿亩以上。“从2005年开始，中国人均占有的稻谷量已超过消费量，这解决了‘吃饱’的问题，但吃饱之后还要吃好，所以如何兼顾高产和优质是新的时代需求。”但丁艳锋多年研究发现，“高产必降质、优质必减产”如同水稻产业难以突破的魔咒。以日本越光米、泰国香米为例，他们虽然以优质闻名，但亩产却并不高。
高产和优质，为何难以兼得？丁艳锋解释，“农户追求高产，就会加大施肥量和水稻种植密度，田间通风透光性差，水稻不容易灌浆。碎米、垩白增多，大米品相和口感就会大打折扣；但如果少施或者不施化学肥料，产量又上不去。”
团队进一步研究发现，如果氮肥施加不当，不仅会让籽粒变得不均衡，降低产量，还会影响品质。团队成员、南农教授李刚华介绍，“籽粒有好吃的、有不好吃的，就会影响大米食味品质。米粒之间的大小差异越小，优质品种的优质食味越容易发挥。”
那么，该如何确保米粒均衡呢？在长达20年的时间里，团队摸着石头过河，寻找能兼顾产量和品质的最佳方案。
“经过多年研究，我们发现，在保证产量的基础上，如果想发挥优质品种的食味，要想米粒均衡，首先稻穗之间差异要小、稻穗要均衡。另外，稻穗是长在每个稻穴里的，稻穴之间的稻穗数也不能差异很大。”丁艳锋说，经过不断地探索、验证完善，团队提出“穴穗粒三均衡”理论。
究竟达到什么样的标准，才算“均衡”呢？团队边闯边试验，最终提出，穴间均衡，穴间穗数均匀度需大于75%，而达到穂间均衡，需要稻穗的干重达主茎60%以上的大分蘖占比超90%，单穗干重均匀度超75%，想实现粒间均衡，弱势粒充实度需达到80%以上。
技术攻关：三大路径重塑水稻生长全周期
看起来精确的标准体系，该通过什么方法实现？李刚华介绍，团队以“三均衡”理论为标尺，构建了“匀早发、调碳氮、稳灌浆”三大技术路径。
“想要‘穴间均衡’，首先要‘匀早发’。”李刚华解释，这需要稻穴的占地空间、萌发环境一样，以确保水稻分蘖数接近，让每丛秧苗都站在同一个“起跑线”。于是团队创建了以提升秧苗发根力和根系活力为核心的“齐苗促根、匀埋增氧”匀早发穴间均衡技术，依托标准化壮秧培育、精细埋茬搅浆平地、北斗导航精准机插，让每丛秧苗的土壤、水肥、光照条件基本一致，从移栽起点杜绝强弱苗分化，将秧苗整齐度提高4至10个百分点，穴间均匀度提高到75%以上。
“要让每株水稻‘齐头并进’地生长，还需要全生育期的营养均衡。”李刚华介绍，团队构建了水稻机插缓混一次施肥技术，“这种技术不同于传统水稻施肥‘一炮轰’，而是通过不同肥料的分阶段缓慢释放，让水稻生长从‘暴饮暴食’变为‘适量多餐’，确保水稻生长前期，促健壮整齐分蘖，中期稳定穗型分化，后期持续养穗壮粒。实现全生长周期的营养均衡。”这项技术在提升肥料利用率的同时，还能降低分蘖期田面水铵态氮含量、减少氮素径流损失，生态效益明显。
这种“一次施肥，终身受用”的方法，再配套定量控水控蘖灌溉、叶色精准诊断补肥，可以让田间稻穗大小一致、抽穗进度统一，单穗重均匀度提高4.5个百分点，氮肥利用率提高到55%至60%。
水稻种植要“看天吃饭”，气温变化会影响水稻灌浆，从而影响大米品质。针对灌浆期高温、低温等不同气候条件，团队在育秧、整地、机插、施肥、灌溉、灌浆等环节，研发出差异化灌浆抗逆调控技术，分类施策，让强弱籽粒同步充实、成熟一致，弱势粒充实度提高8.0%，大幅降低空秕粒和碎米率，显著提升稻米外观品质与食味口感。
田间答卷：在四大稻区开展技术集成示范
中国幅员辽阔，水稻种植版图横贯东西、链接南北，不同稻区的气候、土壤环境差异极大，这套技术体系能否指导生产，让农民得到实惠，成为团队面临的重要课题。
丁艳锋记得，多年来，团队科研人员跑遍四大稻区，因地制宜建立了面向东北单季粳稻区、长江中下游籼粳稻区、西南中籼稻区和南方双季稻区的6套均衡群体构建技术体系。通过一系列新产品、新装备的创制，帮助种植户易学、易用，实现高产优质秘籍“田间直送”。
技术落地也离不开产品和装备“加持”。2010年起，团队与南京农业大学工学院何瑞银教授团队联合研发的智能化集排式侧深施肥机，行间排肥变异下降55.4%，施肥精度提高68.8%；而犁旋平一体机和水田埋茬搅浆平地复式作业机，更在提高秸秆还田埋茬率和均匀度方面大显身手。
多年来，团队瞄准“丰产优质协同、生理表型发掘、绿色栽培技术、气候智慧稻作”四大方向开展交叉融合研究的同时，还与校内水稻育种、农机装备团队的跨领域协同攻关，并联合四川农业大学、贵州大学、沈阳农业大学和全国农业技术推广服务中心等单位，在四大稻区开展技术集成示范。
“只有不断打破学科壁垒，才能更好地解决产业问题。”丁艳锋说。
技术好不好，农民说了算。南京江宁湖熟街道倪清家庭农场的负责人倪清采用团队技术种植“宁香粳9号”已有6年，种植面积从2020年的50亩发展到现在的1200亩，常年稳定在700至800公斤的高产“成绩”。更让他欣喜的是，因为近年来稻米品质显著提升，售价比普通大米每斤高出0.5—1元，每亩地节本增效达到500元。
“以前种稻靠经验，现在跟南农合作，靠先进技术！不仅产量高，米也更好吃，不愁卖。”倪清介绍，自己种的湖熟大米，还摘得了“南京好大米”评选特等奖。
“未来农业一定会告别‘面朝黄土背朝天’。我们要让农业轻松、快乐起来，才会有更多人来从事这个行业。”丁艳锋说，团队下一步的主攻方向，是在高产优质协同基础上，研发更多高效、绿色生态的技术，让农民在“下雨天、大太阳天也能轻松种稻”，同时面向极端气候变化，提供保障水稻高产优质的应对方案。
盛夏时节，千里之外的云南永胜，当年创下高产世界纪录的稻田里，新一季水稻正在拔节孕穗。风吹稻浪，似在讲述着团队的“稻济民生”梦想，和他们在新时代书写的粮食安全答卷。
（受访者供图）
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