杂交水稻和杂交小麦的选育（1960—2000年）——面向国民经济主战场的新中国农业科技
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稻、麦“良种＋良法”的科学种植模式
农业生产上，一个优良品种潜能的实现，必须有相应的栽培种植的“良法”相配合；只有“良种＋良法”，才能达到高产优质的目标。我国先后通过“三系杂交”“两系杂交”的途径选育出一大批水稻良种之后，农业专家提出了新的粮食高产路径，实行“良种＋良法”科学种植模式。
超级稻栽培模式研究
1996 年，农业部启动旨在提高水稻产量潜力的“中国超级稻研究”重大项目，明确提出超级稻要通过理想株型塑造与杂种优势利用相结合的技术路线，培育大幅提高单产、重点提升大米品质、综合抗性较强的新型水稻品种。2000 年前后，“协优 9308”“两优培九”“沈农 265”等一批超高产新品种完成第一阶段超级稻育种目标，进入大面积推广阶段。此后，超级稻百亩示范的单产水平不断取得突破，每公顷产量先后于 2004 年、2011 年和 2014 年达到 12 000 千克、13 500 千克和 15 000 千克的高产目标。截至 2017 年，农业部先后 12 批次确认了 166 个超级稻品种。由此可见，超级稻已经实现了单季亩产超过 1 吨的高产目标。
围绕杂交稻高产高效开展综合配套高产栽培技术集成应用研究，发明了许多因地制宜的高产栽培模式。例如：南方稻区集成和推广了“稀少平”“叶龄模式”“小群体、壮个体、高积累”“少免耕与抛秧高产”“三高一增”“双两大”“纸筒育苗抛秧”和“多蘖壮秧少本”等栽培技术；东北稻区形成了“旱育稀植高产”与“节水灌溉”等栽培技术。这些技术从不同层面推动了我国稻作水平的大幅提升。水稻新品种选育与栽培种植技术进步，带动我国水稻单产实现新的飞跃。1998 年全国平均单产达到 6．37 吨／公顷，比 1976 年增长 84％，比 1952 年增幅达到 164％。
进入 21 世纪以来，农业科学家在系统探明水稻高产群体生育基本规律的基础上，完善了“叶龄模式”“群体质量指标”等理论，建立了“水稻生育各期诊断指标”，创建了“水稻精确定量栽培理论”，指导水稻栽培技术的创新。此外，提出了“水稻实地氮肥管理理论与技术”“水稻籽粒灌浆与调控”“水稻主要生长指标的光谱监测机理与定量诊断技术”等创新理论和技术改进方面的新技术与新方法，为水稻高产高效栽培提供了理论指导和技术方法。
通过水稻栽培理论和新技术的综合运用，注重高产与高效协同演进的一系列技术模式的应用，实现了“精确定量栽培”“双季稻旺根壮秆重穗栽培”“实地养分氮肥管理栽培”“水稻高产与水分养分高效利用栽培”“水稻钵形毯状秧苗机插技术”“超级稻高产栽培”“超级稻三定栽培”“机插水稻高产栽培”“基于模型与 GIS 耦合水稻管理决策支持系统”等在各水稻产区增产提优中发挥重要作用。
稻、麦栽培技术的重奖成果
2008 年，“中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究”荣获国家科学技术进步奖一等奖。该成果采用常规分析与生物技术相结合的方法，从分子标记—生化标记—籽粒和面粉性状—食品加工品质 4 个层次首次创立了符合国际标准的中国小麦品种品质评价体系，包括 7 类 72 个指标及其标准化的测试方法，其中 24 个指标（占 33％）为国际最早报道；建立了中国面条的标准化实验室制作与评价方法，提出并验证面条小麦的选种指标和分子标记选择体系。我国用 20 年时间使原来落后国际 50 年的小麦品质研究在国际上占有了重要一席。
2010 年，“抗条纹叶枯病高产优质粳稻新品种选育及应用”荣获国家科学技术进步奖一等奖。针对我国水稻条纹叶枯病抗性鉴定和分子标记聚合育种技术体系尚未建立，以及抗病种质、基因和品种匮乏等突出问题，开展了抗条纹叶枯病高产优质粳稻新品种选育及应用研究，育成不同生态类型的抗条纹叶枯病优质高产水稻新品种 10 个，实现了南方粳稻区抗病品种的快速覆盖。通过种质、基因、技术和信息共享，构建了南方粳稻品种选育与应用的综合平台，围绕抗条纹叶枯病育种开展联合攻关。2009 年推广面积占南方粳稻区种植面积的 78％，有效解决了南方粳稻区受条纹叶枯病流行危害的难题，极大地促进了水稻生产的发展，为保障我国粮食安全、农民增收和农业可持续发展作出了重要贡献。
2017 年，“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”荣获国家自然科学奖一等奖。围绕“水稻理想株型与品质形成的分子机理”这一重大科学问题，鉴定、创制和利用水稻资源，创建了直接利用自然材料与生产品种进行复杂性状遗传解析的新方法；揭示了影响水稻产量的理想株型形成的关键基因和分子基础；阐明了稻米食用品质精细调控网络，用于指导优质稻米品种培育；示范了高产优质为基础的分子设计育种，为解决水稻产量品质协同改良的难题提供了有效策略。研究成果引领了水稻遗传学的发展，是“绿色革命”的新突破和新起点。