杂交水稻(利用雄性不育系作为遗传工具培育的水稻品种)

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杂交水稻（英文名：Hybrid Rice），是利用雄性不育系作为遗传工具培育出的具有杂种优势的高产、抗病、优质水稻品种。通常选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种进行杂交，生产出具有杂种优势的第一代杂交种。杂交水稻具有个体高度杂合性，杂种后代出现性状分离，故需年年制种。和杂交水稻相对应的是常规水稻。

1926年，美国的Jones首先提出水稻存在杂种优势。杂交水稻的基本思路与技术首次成功实现是由美国人Henry Beachell在1963年于印度尼西亚完成的，但由于该设想和方案存在缺陷，无法进行大规模的推广。1973年10月，袁隆平发表论文正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”配套成功，这是中国水稻育种的一个重大突破。1987年，袁隆平提出了杂交水稻从“三系”到“两系”的发展战略，开创了“两系”杂交水稻育种的新阶段。1996年，中国农业部正式立项中国超级稻育种计划。2019年10月，第三代杂交水稻在湖南省进行首次公开测产，亩产1046.3公斤。2023年10月14日，袁隆平团队培育的“超级稻”在凉山彝族自治州德昌县平均亩产1251.5公斤，创造了杂交水稻单季亩产的世界纪录。2026年3月，中国科研团队成功创制新型合成无融合生殖杂交稻（一系法杂交稻），为破解杂交稻制种难、成本高的世界性难题提供了新路径。

中国是世界上第一个成功研发和推广杂交水稻的国家。截至2023年，全球包括越南、印度、菲律宾和美国等数十个国家开展了杂交水稻的研究和示范种植，年种植面积近800万公顷，中国累计推广面积达90亿亩，累计增产稻谷超8000亿公斤。杂交水稻的研发成功和大规模推广，是世界作物科学与技术的重大突破，为全球粮食安全提供了重要保障。

定义

杂交水稻是利用雄性不育系作为遗传工具，培育具有杂种优势的高产、抗病、优质水稻品种。通常选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种用于生产。中国是世界上第一个成功研发和推广杂交水稻的国家。杂交水稻具有个体高度杂合性，杂种后代出现性状分离，故需年年制种。和杂交水稻相对应的是常规水稻。

发展历史

国际

1926年，美国的Jones首先提出水稻存在杂种优势，并受到各国育种家的重视。从1937年至1958年，印度、马来西亚、巴基斯坦、日本报道了水稻杂种优势研究结果。进入20世纪50~60年代，由于玉米、高粱杂种优势在生产上的广泛应用，水稻杂种优势的研究工作也相继活跃起来。

美国

杂交水稻的基本思想和技术，以及首次成功的实现是由美国人Henry Beachell在1963年于印度尼西亚完成的。由于Henry Beachell的设想和方案存在着某些缺陷，无法进行大规模的推广。1969年，美国的J.R.Erichson等人用中国台湾品种Bir-Co和非洲光壳稻（Oryza glaberrima Stend.）作母本，分别与粳稻Calrose、Caloro、Colusa杂交，都出现了雄性不育株。1972年，国际水稻研究所的Athwal和Virmani用台中本地1号与Pankhari203杂交，也分离出雄性不育株，育成了Pankhari203A雄性不育系。该不育系由于育性不稳定，无实用价值。1979年，美国开始引进中国的杂交水稻南优2号、汕优2号等组合，试验结果比当地推广的良种Lemont增产50%以上。由于引种试验成功，美国农业部的官员和育种家们对杂交水稻产生了浓厚的兴趣。1980年3月17日，美国圆环种子公司与中国种子公司在北京签署了“杂交水稻综合技术转让合同”，并于当月31日由中国国家进出口管理委员会正式批准生效。1981年6月，美国另一家跨国公司以同样的方式获得了中国杂交水稻的转让权。

日本

1958年，东北大学的胜尾清以中国红芒野生稻与日本粳稻藤坂5号杂交和回交，育出了带中国红芒野生稻细胞质的藤坂5号不育系。1966年，日本琉球大学的新城长友以印度籼稻Chinsurah BoroⅡ与中国台湾粳稻台中市65杂交和连续回交，育出了Chinsurah BoroⅡ细胞质的台中65不育系、保持系和同质恢复系。1968年，日本农业技术研究所渡边以缅甸籼稻Lead rice与藤坂5号杂交和连续回交，培育成具有Lead细胞质的藤坂5号不育系，并测得了日本粳稻福山为恢复系，配制的杂种一代的结实率达85%。但由于杂种优势不强或种子生产不配套等，未能用于生产。日本人还提出了三系选育法来培育杂交水稻，提出可以寻找合适的野生的雄性不育株来作为培育杂交水稻的基础。虽然经过多年努力日本人找到了野生的雄性不育株，但是效果不是很好。另外日本人还提出了一系列的水稻育种新方法，比如赶粉等，但是最后由于种种原因没法完成杂交水稻的产业化。

其他国家

1980年，印度中央水稻研究所和旁遮普省（Punjab）农业大学与国际水稻研究所合作，制定了全印度杂交水稻育种规划。开始阶段是直接引用中国的胞质雄性不育系进行强优组合的选配，但所配组合由于不育系影响，不抗热带地区的病虫害，米质较差，无法直接利用。马来西亚回交转育成了Ru2340A、MR118A、MR83A、MR112A；泰国将野败不育细胞质进行转育，获得了RD21A-1、RD21A-23两个不育系；印度尼西亚培育出了IR19774A、IR19809A、TondanoA和M8601A；韩国将野败胞质和CoA胞质转入朝鲜优良品种（系）中，进行不育系选育。越南曾从国际水稻研究所引入IR46829A、IR46830A、IR48483A和IR54752A等4个不育系，分别与22个籼稻品种测交配组，经1987至1988年旱、雨两季鉴定试验，其中10个品种与4个不育系配组表现较好，其结实率均在80%以上，其他8个为半恢、4个为保持。之后，越南又引用中国的籼型杂交晚稻进行试种，试种成功后，在生产上大面积推广。

国际水稻研究所

1979年，国际水稻研究所重新开始杂交水稻的研究工作，引用中国育成的V20A和珍汕97A不育系进行测交和回交，并转育成适合于热带地区种植的一批新不育系，其中IR54752A和IR58025A两个不育系与三个恢复系配组成6个杂交组合，1990年，国际水稻研究所在印度进行比较试验，其中以IR58025A分别与IR9761-19-IR、IR29723-143-3R、IR35366-62-1-2-2-3R组配的3个杂交组合，其产量均比Jaya、IR26和Rasi增产10%以上。

中国

研究起步

1960年，袁隆平从一些学报上获悉杂交高梁、杂交玉米、无籽西瓜等，都已广泛应用于生产中。同年7月，他在早稻常规品种试验田里，发现了一株与众不同的水稻植株。第二年春天，他把这株变异株的种子播到试验田里，结果证明了上年发现的那个稻株是“天然杂交稻”。1964年到1965年两年的水稻开花季节里，袁隆平和助手们在稻田里找到了6株天然雄性不育的植株，经过两年的观察试验，对水稻雄性不育材料有了较丰富的认识。

1970年11月23日，袁隆平带领助手在海南岛的野生稻群落中，发现一株雄花败育株，并用广场矮、京引66等品种测交，发现其对野败不育株有保持能力，这就为培育水稻不育系和“三系”配套打开了突破口，给杂交稻研究带来了新的转机。1973年10月，袁隆平发表了题为《利用野败选育三系的进展》的论文，正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”配套成功，这是中国水稻育种的一个重大突破。之后，袁隆平和同事们又相继攻克了杂种“优势关”和“制种关”。

1971年2月，袁隆平被调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。为加强和协调杂交水稻的科学研究，1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构湖南杂交水稻研究中心，后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心，由袁隆平任中心主任。

三系法杂交水稻

1973年10月11日，袁隆平在全国杂交水稻科研协作组年会上宣告，籼型三系法杂交水稻研究成功了，通过培育雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的三系法途径来培育杂交水稻，可大幅度提高水稻产量。1976年至1980 年，中国累计播种杂交水稻面积 2.5 亿多亩，增产粮食 130 多亿公斤，增产效果显著。

两系法杂交水稻

与三系法杂交水稻相比，两系法杂交水稻的优点是配组自由、育种程序简化、育种周期缩短、不育系多样化，缺点是不育系繁殖和组合制种受到时空条件的限制。1986年，袁隆平提出“两系法亚种间杂种优势利用”的发展观点。1987年，袁隆平提出了杂交水稻从“三系”到“两系”的发展战略，开创了“两系”杂交水稻育种的新阶段。同年，在两系法杂交水稻研究列入国家“863”计划和袁隆平发表“杂交水稻育种的战略设想”以后，两系法杂交水稻的育种在中国广泛展开。

1988年，第一个进入生产性实验的两系杂交粳稻组合是N5047S/R9-1，到2000年中国通过省级和地市级审定的两系法杂交水稻品种只有27个，累计推广面积在300万公顷左右，是一个发展比较慢的时期。2001年，以两优培九为代表的4个两系法杂交水稻品种通过国家审定以后，两系法杂交水稻进入快速发展的时期。到2015年，通过国家审定的两系法杂交水稻135个、通过省级审定的两系法杂交稻品种816个（次）。

超级杂交稻

1996年，中国农业部正式立项中国超级稻育种计划，以期为满足中国日益增长的粮食需求目标服务。1997年，袁隆平提出“形态改良与杂种优势利用相结合”的杂交水稻超高产育种技术路线，成为中国超级杂交稻育种的灵魂思想。在该技术路线指引下，各个时期的超级杂交稻育种目标陆续实现。其中，先锋品种两优培九于2000年实现第1期超级杂交稻产量目标，累计推广超过700万公顷；第2期超级杂交稻产量目标于2004年实现，其代表品种Y两优1号自2010年以来即成为中国年推广面积最大的杂交水稻品种，累计推广已达400万公顷；2011年，Y两优2号百亩连片平均亩产达926.6公斤（13.9t/hm²），实现了第3期超级杂交稻单产13.5t/hm²的目标；2014年，第4期超级杂交稻代表品种Y两优900创造百亩连片平均亩产1026.7公斤（15.4t/hm²）的高产新纪录，两倍于中国水稻的平均产量。迄今为止，国家农业部已认定了125个超级稻品种，累计推广面积达7000万公顷。然而，随着人口不断增加、耕地面积显著减少以及环境的持续恶化，进一步提高水稻产量潜力以及在不同生态环境下的多抗性和适应性仍然是超级杂交稻育种的主要挑战。

第三代杂交水稻

第三代杂交水稻不仅兼有三系不育系育性稳定和两系不育系配组自由的优点，同时还克服了三系不育系配组受限，两系不育系可能因天气原因导致制种失败和繁殖产量低的缺点，在任何地区任何时候都是稳定不育的，且制种和繁殖都非常简便。第三代杂交水稻技术是以遗传工程雄性不育系为遗传工具，它让所有的水稻，在理论上都能找到适合自己的“另一半”，并产生优良后代。第三代杂交水稻最重要的一个特性就是缩短生长期的同时又保持了较高的产量。2019年10月21日至22日，第三代杂交水稻在衡南县清竹村进行首次公开测产，亩产1046.3公斤。

2020年11月2日，在湖南省衡阳市衡南县清竹村进行的袁隆平领衔的杂交水稻双季测产达到了亩产1530.76公斤，其中早稻619.06公斤、第三代杂交水稻晚稻品种“叁优一号”911.7公斤，超过了1500公斤的预期目标。2021年10月17日，国家杂交水稻工程技术中心（湖南杂交水稻研究中心）在湖南省衡南县开展2021年南方稻区双季亩产1500公斤攻关测产验收，测得晚稻平均亩产为936.1公斤。加上此前测得的早稻平均亩产667.81公斤，由袁隆平团队研发的杂交水稻双季测产为1603.9公斤，成功突破亩产1500公斤目标并创造新的纪录。11月26日，广东省广州市黄埔区洋田村，国家杂交水稻工程技术研究中心双季稻亩产3000斤高产攻关黄埔示范基地开展晚稻测产验收。测产结果显示，该基地晚稻平均亩产为726.4公斤，加上早稻测产平均亩产783.1公斤，杂交水稻双季亩产为1509.5公斤。

2022年9月，湖南杂交水稻研究中心主持，国家杂交水稻工程技术研究中心高原育繁示范中心和云南个旧市种子管理站共同承担的“超级杂交中稻亩产1200公斤攻关与示范”项目完成专家现场测产验收，亩产达1211.15公斤。同期，湖南杂交水稻研究中心在建宁县里心镇上黎村连片种植的156亩爽两优132杂交制种示范片，亩产459.07公斤。10月13日，三亚市崖州区坝头南繁公共试验基地，再迎晚造测产。晚造平均亩产671.6公斤，加上5月早造平均亩产910公斤，共1581.6公斤，海南省连续两年实现“杂交水稻双季亩产1500公斤”攻关目标。

2023年10月14日，袁隆平团队培育的“超级稻”在凉山彝族自治州德昌县平均亩产1251.5公斤，创造了杂交水稻单季亩产的世界纪录。

一系法杂交稻

2026年3月，崖州湾国家实验室联合中国水稻研究所等多家单位组成的研究团队成功创制新型合成无融合生殖杂交稻（一系法杂交稻），在多地标准化大田试验中表现出优异的遗传稳定性与高产潜力，其单产达到甚至超过其亲本杂交稻水平。这一成果为破解杂交稻制种难、成本高的世界性难题提供了新路径。相关研究成果已在国际学术期刊《分子植物》上发表。

种植范围

国际

杂交水稻已有越南、印度、菲律宾和美国进行大面积生产，并取得了增产效果。截至2023年，全球已有数十个国家开展了杂交水稻的研究和示范种植，国外杂交水稻年种植面积近800万公顷。

中国

杂交水稻已在中国各地广为种植。从北纬43°的辽宁省（温带）到北纬18°的海南省（热带），从东经125°的上海市到东经95°的云南省，处处都种植有杂交水稻。1996年，中国两系法杂交水稻推广面积18.05万公顷，占杂交水稻种植面积的0.92%，到2013年推广面积发展到544.04万公顷，占杂交水稻种植面积的33.59%，18年间两系杂交稻面积扩大了30倍。其中推广面积最大的组合是两优培九（培矮64S/9311），累计推广面积超过800万公顷。广占63S及其衍生系配制的系列组合，如丰两优1号、扬两优6号、丰两优4号、丰两优香1号、两优6326、新两优6号等，累计推广面积超过1000万公顷。2016年，中国20个水稻种植省市，都有两系杂交水稻种植，主要是籼型两系杂交稻，年推广面积超过100万公顷的有湖南省、湖北、安徽三省，其中安徽和湖北，两系杂交稻面积已经超过三系杂交稻面积。

截至2023年，中国杂交水稻在国内累计推广面积达90亿亩，累计增产稻谷超8000亿公斤。

主要品种

栽培管理

栽培技术

整地

整地质量直接关系到出苗率、成苗率，是直播栽培法成败的关键措施之一。生产上要严格按照要求精细整地，做到畦面平整无禾本科杂草、排灌顺畅、不积水，并按畦宽4~6米开挖一条宽为0.6米、深0.1米的沟。

适时早播

合理安排播种期是保证水稻直播栽培全苗和安全齐穗的关键措施。播种过早，容易遭遇到春寒，造成烂种、死苗；播种过迟，则缩短营养生长期或延迟收获，影响产量和晚造生产。

选种

选用高产抗病优良良种，可以提高产量，增加经济效益。做好种子消毒和催芽工作，可减少病虫害的发生。为提高成秧率，需将种子催芽播种，其催芽标准为“根长一粒谷，芽长半粒谷”，以使播种后出苗快、成苗率高，否则出苗慢且不整齐，使用除草剂时，容易造成药害。

浸种

①活水浸种。有条件的地方可将种子装在干净的编织袋或尼龙袋内放在山泉或小溪里浸种；无活水浸种条件的，应做到勤换水、勤冲洗，防止种子发酸、发臭。

②药剂浸种。种子用清水浸6~8小时，洗净沥干，再用三氯异氰尿酸500倍药液浸种6~8小时，进行杀菌消毒，可有效防治恶苗病和稻瘟病，捞出洗净药液后，再用清水浸种6~8小时。一般浸种12~18小时后不经催芽直接播种、湿润育秧为佳。

催芽

催芽过程应掌握适宜的温度、适当的水分和适时换气。水稻种子发芽最适宜温度是30~35℃，超过45℃时就会引起“烧芽”。因此，催芽过程应做到高温破胸，适温催芽，适时淋水，定时换气。种子刚催芽时把温度控制在35℃，以利种子破胸，80%以上种子破胸后即可播种。

疏播匀播

直播栽培是将种子直接播入大田，无须任何保护措施，易受鸟鼠为害及烂籽死苗。为确保足苗，必须加大用种量，播种量常规稻种子为37.5kg/hm²，杂交稻种子18.75kg/hm²，一般比正常育苗增加15%~20%的用量。播种要均匀，播后要埋芽，可用木板轻踏使谷芽入土，同时做好防鸟鼠害工作。

田间管理

直播稻一般进行2次除草，第1次于播种后至立针期，用40%直播清900g/hm²拌375~750kg/hm²细土撒施，也可在秧苗二叶一心期用直播清600~900g/hm²杀稗王375g/hm²对水675kg/hm²喷雾。第2次在播后25~30天，用乙卞除草剂15g/hm²，尿素52.5~75.0kg/hm²撒施。一叶一心期前要保持湿润，保持秧田湿润，要避免灌水上秧板引起翻根倒芽，造成烂秧。秧田追肥以“少吃多餐”为原则，同时要注意病虫草害的防治，避免禾本科杂草与秧苗争光、争肥，直接影响秧苗的素质。

施肥

施足基肥

由于直播栽培从幼苗开始就直接在大田生长，因此施足基肥对直播栽培获得高产更为重要。施腐熟人畜粪尿7.5~15.0t/hm²、25%水稻专用肥450~600kg/hm²。

分次追肥

直播稻施肥应遵循“少吃多餐，追肥要勤，每次用量要少”的原则。分5次追肥，第1次追提苗肥，在秧苗三叶期施尿素75~105kg/hm²；第2次追分蘖肥，在秧苗5~6片叶后将尿素150kg/hm²+氯化钾150~225kg/hm²撒施；第3次追拔节肥，在秧苗分蘖盛末期即稻田田块将满后，施尿素75~105kg/hm²；第4次追穗肥，于秧苗拔节后施用，施尿素60~75kg/hm²；第5次追扬花肥，于水稻孕穗破口期将尿素45~60kg/hm²施用。

钾肥施用技术

（1）根据土壤特性施用。对缺钾严重的土壤，施用钾肥效果显著。据调查，速效钾含量在50mg/kg以下的砂质田，单季杂交稻施氯化钾150kg/hm²，比不施钾肥增产10.2%；而含钾比较丰富的农田（85~100mg/kg），施用效果不如砂质田。

（2）钾肥要与氮、磷配合使用。只有在三要素合理搭配的前提下，增施钾肥才能充分发挥其增产效果。试验结果表明，缺钾田施纯氮180kg/hm²，五氧化二磷90kg/hm²，氯化钾112.5~150kg/hm²，配比为理想，增产显著。

病虫害防治

直播水稻秧苗期要着重抓好稻直鬃蓟马防治，分蘖期抓好稻纵卷叶螟、纹枯病防治，孕穗期要抓好二化螟和稻曲病防治。坚持综合防治和达标防治的原则，根据水稻病虫害发生规律，按无公害标准化生产技术要求，推广高效、低毒、低残留农药。

秧苗期防治稻蓟马，5月底至6月初防治二化螟；在稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟最佳防治时期，使用药剂进行防治，同时加用吡虫啉类药剂，兼治稻飞虱，控制稻飞虱基数；关注稻飞虱发生动态，适时防治稻飞虱；在破口前7天和见穗期各喷施药物，防治稻曲病；分蘖末期和孕穗期各喷施1次药物，防治纹枯病。

价值意义

杂交水稻的研发成功和大规模推广，是世界作物科学与技术的重大突破，为全球粮食安全提供了重要保障。

中国粮食安全的保障

杂交水稻技术对保障中国自给的粮食作出了巨大贡献。20世纪70年代，杂交水稻自袁隆平尝试培育第一个杂交水稻开始被中国各地推广，有效提高了中国稻谷的生产量。相较于一般的水稻品种，杂交水稻产量增加10%~20%，这使得中国能够通过杂交水稻的使用实现国家的粮食自给自足，并且有效减少了粮食的进口。

杂交水稻的成熟，推动中国农业生产效率的提高。袁隆平的研究推进了整个中国农村的农业改革创新运动，在农村的生产中使农业生产由人力生产转向机械生产、高产高效率生产，从而使得粮食生产有产量保障，农民生产收入增加，农业生产可持续发展。在杂交水稻大规模推广的过程中，中国政府通过政策导向、构建农业推广体系，在促进杂交水稻推广普及的过程中推进了中国农村的农业生产发展。

杂交水稻的种植应用在应对极端气候变化问题上也发挥了积极作用。气候变化使得农业生产的威胁越发加大，而杂交水稻品种具有更强的耐灾害的特性，可以有效面对恶劣的气候条件以及各种害虫的影响，其抗灾抗害的性能能够帮助中国农业有效面对气候变化，保证中国农业生产的高产，并为下阶段农业生产建设提供强有力的支持。

对全球农业的影响

中国通过杂交水稻的技术创新，不仅实现了从农业大国到强国的转变，还通过杂交水稻的国际交流合作推动了全世界的农业现代化进程，为中国和非洲、东南亚、南美洲等发展中国家出现的粮食问题提供了解决的方法，促进了杂交水稻粮食生产的国际交流与合作，有效提升当地粮食产量与粮食安全保障能力。

中国杂交水稻技术推广的国际援助项目在马达加斯加等国施行后，通过中国专家对当地民众的种植方式传授，当地水稻收成上升明显。这些合作项目不仅是成功的技术输出，还构建了未来较长阶段的农业技术培训机制，让当地农业运作开始走上现代化，这类项目显示了中国在世界农业中技术领先的角色，强调了中国的科技责任感。

在应对人口增加及气候变化对世界粮食安全造成冲击的过程中，杂交水稻技术体现了在降低农业抗灾风险方面的优势。有学者提出国际农业技术援助在促进粮食增产及实现发展中国家更有效的气候变化适应方面是可行的，而未来的杂交水稻推广仍将是解决世界饥饿、缔造公平且可持续的全球粮食体系的重要组成部分；杂交水稻技术的推广将增加全世界对中国农业生产技术水平的肯定程度，从而推动发展中国家的粮食安全，同时国际农业合作的开展，还将加快促进杂交水稻技术在世界农业生产和粮食供应结构的稳定与发展。

交流合作

2024年10月26日，中国与文莱杂交水稻高级专家顾问项目启动仪式在文莱首都斯里巴加湾市举行。项目启动后，来自隆平高科、湖南杂交水稻研究中心、湖南农业大学等单位的中国专家们会围绕杂交水稻选育栽培、病虫害防治、土壤改良、水稻施肥与文莱开展深入细致的授课培训和技术交流，进一步加强杂交水稻农业科技合作。

2025年2月，《中华人民共和国和文莱达鲁萨兰国关于深化战略合作伙伴关系、推进中文命运共同体建设的联合声明》发布，声明表示，文莱期待中方支持并推动深化杂交水稻研究合作，包括发展当地专业技能，增强杂交水稻生产研发能力，为文莱粮食安全作出贡献。

定义