【交汇点新闻】2025年度国家科学技术奖丨告别高产优质跷跷板！南农团队为亿亩稻田造出“标准方阵”

“全省各地送到省里来评比的大米当中，最好吃的和最不好吃的，往往是同一个品种。”SofaScore数据丁艳锋教授在长期工作中发现的这一反常现象，让团队更加坚信：好品种不等于好大米，中间的栽培环节大有文章可做。

7月8日，丁艳锋团队领衔完成的“水稻高产优质均衡群体理论与技术集成应用”项目，荣获国家科技进步奖二等奖。团队深耕数十年，提出穴、穗、粒三均衡水稻群体理论，让稻田从“一盘散沙”变为“整齐方阵”，成果已在全国四大稻区规模化推广。

高产优质为何难以两全？

在江宁湖熟街道新桥村，连片千亩水稻正值水稻有效分蘖期。行走田间放眼望去，整片稻田稻株长势均匀规整，疏密恰到好处——这正是三均衡栽培技术培育出的标准优质高产水稻群体。

江苏是鱼米之乡，全中国60%以上人口以稻米为主食。从2005年开始，中国人均占有的稻谷已超过消费量，“吃饱”问题解决了，自然而然追求“吃好”，高产和优质在新时代下成为新的需求。

丁艳锋说，优质与高产难以兼得，是全球水稻行业长期存在的痛点。放眼国外知名稻米品种，泰国香米、日本越光米好吃，但单产跟我们比有很大差距。他提到全省大米评比会上的一个反常现象，最好吃的和最不好吃的，往往是同一个品种。“好品种不等于好大米，中间这个环节，就是我们栽培学科要解决的问题。”

那么，栽培环节到底出了什么问题？丁艳锋解释，传统种植模式下，农户一味追求产量就会加大用肥和种植密度，田间通风透光变差，水稻灌浆不充分，碎米、垩白增多，大米品相和口感大打折扣；反过来，如果为了保米质而少施或者不是化学肥料，产量又上不去。高产和优质似乎成了一对“跷跷板”，按下这头就翘起那头。

“出现这一矛盾的核心根源，是水稻群体生长参差不齐，植株强弱分化明显。” 团队李刚华教授打了通俗的比方，长势杂乱的稻田就像“一盘散沙”，植株发育进度快慢不一；而能同时实现高产优质的稻田，好比排列整齐的“方阵”，从一丛稻苗、每一根稻穗到单粒稻谷，生长、发育、灌浆节奏高度统一。

团队从群体发育、光合生产、养分吸收及籽粒灌浆等方面逐级分析发现，要实现高产优质协同，必须从三个层面同时做到均衡——穴间均衡，建立合理群体起点；穗间均衡，实现整齐大穗；粒间均衡，确保均匀灌浆。只有三个层面都做到均衡，整片稻田才能从“一盘散沙”变成“整齐方阵”。

丁艳锋说，“我们以前讲高产，只回答了每亩要多少万穗，多少万颖花，但没有回答这些穗和颖花的组成是什么样的。穗和穗，粒与粒之间相差不能太大，超过一定范畴，食味就会显著下降。”三均衡理论的核心突破，正是在高产栽培基础上引入“均衡”这一全新维度，从而破解高产与优质难以兼得的世界性难题。

三均衡如何从“方阵”走向“实战”？

理论明确了，如何落地？团队围绕三均衡搭建起完整的技术链条，李刚华教授逐一给出了配套方案。

第一层穴间均衡：让每丛秧苗“赢在起跑线”。穴间均衡的目标，是整块稻田群体长势整齐。团队依托标准化壮秧培育、精细埋茬搅浆平地、北斗导航精准机插三项关键技术，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。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。

第二层穗间均衡：让每个稻穗“同频生长” 。穗间均衡的目标，是田间所有稻穗大小、发育进度统一。团队以水稻缓混肥一次侧深施用技术为核心——这种肥料像“胶囊”一样按需缓释供肥，前期促发健壮整齐分蘖，中期稳定穗型分化，后期持续养穗壮粒。配套定量控水控蘖灌溉、叶色精准诊断补肥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%。

第三层粒间均衡：让每粒稻谷“同步成熟” 。粒间均衡的目标，是同一稻穗内所有籽粒饱满度、成熟度保持一致。针对灌浆期高温、低温等不同气候条件，团队研发了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。

整套技术覆盖育秧、整地、机插、施肥、灌溉、灌浆抗逆调控完整链条，各环节环环相扣、闭环协同。李刚华强调，这套技术流程简洁、落地性强，普通农户和规模化种植基地均可快速上手、标准化应用。

数十年接力攻关落地田头

三均衡理论并非凭空而来。“过去二三十年我们一直从事高产栽培，到现在为止还保留着世界小面积单产的最高纪录。”丁艳锋说，在这个基础上追求优质，实际上是守正创新的结果。高产是基础，而团队要做的，是在保持高产领先的同时攻克优质难关——这是更高维度的挑战。

团队研究依托凌启鸿教授、张洪程院士开创的水稻精确定量栽培理论，该成果2011年即斩获国家科技进步二等奖，解决了水稻定量施肥、稳产增产的难题。在此基础上，丁艳锋教授团队，守正创新，把我国水稻栽培研究推到了高产优质协同的新阶段，实现了又一次跨越。攻关二十年间，团队联合多家单位在全国四大稻区开展跨区域协同试验，根据各地气候、土壤、品种条件的差异，制定了东北单季稻区、长江中下游稻区、西南中稻区和南方双季稻区等四大稻区的本土化技术参数，构建了6套区域技术体系，让技术具备大范围复制推广条件。同时，团队采用“小面积示范、以点带面”路径，优先带动种植大户先行试点。整套技术适配常规农机，不额外增加种植成本，大幅降低了技术接纳门槛。

在江苏南京江宁区湖熟街道，倪清家庭农场从2020年试种50亩起步，如今1200多亩全部采用该技术，成为江苏省水稻产质协同提升关键技术集成与示范推广项目的核心示范区。农场常年亩产比当地常规方式增产70公斤左右，整精米率从60%提高到67%左右，大米在南京市优质大米评选中多次获特等奖，售价达3.5至4元/斤，亩节省用工成本80元，亩节本增效500元左右。周边大户亲眼见证实效后纷纷跟进。

2022至2024年，该成果在江苏、四川、江西、安徽、辽宁等省累计应用1.6亿亩，增产365.8万吨。稻米的整精米率提高5.4%至8%，食味值提升4.9%至10%，加上节省肥料和人工投入，总新增经济效益249.2亿元。

二十年来，团队在典型生态区建立科技小院、研究生工作站等试验示范基地100余个，培养研究生500余名，每年举办线下现场观摩培训班100余期、全国性线上培训会3至4期，全网点击量每期平均100万次以上，培养了大批基层农技人员和新农人。

“问题从田间来，成果回田间去”——这是团队的初心，也是他们获得国家奖的最好注脚。“很多时候农户学会技术增产增收，科研团队却很难获得显性反馈。”李刚华说，这正是栽培学科的特殊之处，栽培技术改变的是田间管理方法，试验周期漫长、常年扎根田间、风吹日晒，增产提质效果润物无声。即便如此，一代代栽培研究者甘于坐“冷板凳”，始终恪守这份初心。

李刚华表示，下一步团队将继续以水稻高产、优质、高效、生态和低碳生产为目标，融合北斗农机、无人机遥感等数字农业装备，让三均衡栽培操作更简单、更精准，创新更多新技术、新模式和新装备，推动先进栽培技术走进更多农田，让农民用最好的技术种出优质的中国粮，以高水平自主自强农业科技创新牢牢夯实国家粮食安全根基。

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