本书以天降大任开篇，系统梳理水稻从野生植物到主粮作物的万年驯化历程。书中创新揭示节水抗旱稻的研发突破：通过现代生物技术将水稻的抗逆基因与旱稻的节水特性结合，培育出既保持高产优势、又适应旱作环境的节水抗旱稻新品种。其核心技术创新在于构建旱优73等四大品系，实现旱地、山地、盐碱地等边际土地的高效利用，重构旱种旱管的耕作模式。
本书全景展现了团队在该领域的科研历程，从上海重固镇的小白楼实验室到全国18省市示范基地，记录科研团队在种质创新、栽培模式、产业推广等维度的突破。案例篇生动呈现节水抗旱稻改变农业生态的真实图景，印证着蓝色革命重塑粮食安全格局的现实价值。末章前瞻性提出1522战略目标，规划节水抗旱稻覆盖1亿亩边际土地、增产500亿斤粮食的生态农业蓝图。
全书突破传统科技著作范式，独创科普剧本、微电影脚本等多元表达，以《稻家之争》《穿上皮鞋种稻去》等文艺作品实现科研成果的雅俗共赏。媒体报道篇收录主流媒体对罗利军团队的深度追踪，展现科学家将论文写在大地上的家国情怀。

以中国科学家培育节水抗旱稻的突破性成果为核心，通过真实案例与创新科普形式，展现科技赋能粮食安全与乡村振兴的生动实践

稻家缤纷
这是一个美丽的传说：很久很久以前，我国南方遭遇连年灾荒，找不到食物的人们忧心忡忡。突然，天空上传来一阵悠扬的乐声，抬头望去，只见在五朵彩色的祥云之上，有五位身穿彩服的仙人，骑着五匹不同毛色的仙羊，仙羊口衔金色的稻穗，降临大地。仙人们把稻穗留了下来，告诉大家要好好种植水稻，以后便不会再有饥荒发生。这个美丽的故事启示我们，水稻是很重要的粮食作物，水稻的生产对于保障国家的粮食安全具有重要的意义。
事实上，约1万年以前，我们的祖先在采集野生植物为食的过程中，发现生长在沼泽地里的野生稻种子具有良好的食味，这引起了他们强烈的兴趣。他们从野生稻种子自然落粒、萌发生长和开花成熟的现象中得到启示，尝试着收取野生稻的种子，重复着播种与收获的过程，从而开创了水稻的种植业。与此同时，自然生长的野生稻也开启了新的进化历程。
一方面，随着地理、生态与气候的变化，野生稻在种植过程中受到严格的自然选择；另一方面，人类为了日益增长的生活需要，不断地进行着有意识的人工选择。这种自然与人工选择的结果，使野生稻进化成了栽培稻，并形成了种类丰富、缤纷多彩的水稻大家族。同时，水稻的种植范围也不断扩大，据估计，目前全世界种植水稻的国家已超过120个。
为了更好地种植水稻，首先需要了解水稻，明确水稻的不同类型。为此，科学家们进行了长达200年的研究，制订了包括形态特征、生理特性、遗传基础等各个方面的分类标准，提出了多种分类系统。最著名的是丁颖教授于1957年提出的水稻品种五级分类系统。
首先，将水稻分为籼稻和粳稻两个亚种，籼稻主要种植在南方，而粳稻则种植在北方；其次，在每个亚种内，根据种植季节和收获时期的不同分为早(中)稻和晚稻两个生态群；第三，在生态群内，根据对土壤水分的要求不同分为水稻和陆(旱)稻两个生态型；第四，在生态型内，根据籽粒的淀粉含量不同分为粘稻和糯稻两个变种；最后一级便是在生产上种植的品种，主要包括两类：一类是传统的地方品种，另一类是经过培育的改良品种。现在，生产上使用的都是经过改良的水稻品种。
长期以来，科学家们将提高水稻品种产量、改善稻米品质作为育种的首要目标。特别是近70年来，我国水稻产量有了两次重大的突破。
第一次是高秆变矮秆:在20世纪50年代以前，水稻生产主要是传统地方品种，秆子很高，超过130厘米，容易倒伏，每亩产量只有200千克左右(1亩=666.7平方米，下同)。丁颖教授的学生黄耀祥研究员于20世纪50年代末开始水稻矮化育种，并于1959年育成了我国第一个矮秆籼稻品种广场矮,这是世界水稻育种史上的一次重大突破。随后，国内外开展了广泛的矮化育种工作，育成了大量的矮秆水稻品种，使水稻单产翻了一番。
第二次是发展杂交水稻:杂种优势是自然界广泛存在的一种现象。为利用水稻的杂种优势，20世纪60年代，袁隆平研究员开始杂交水稻的育种工作；1973年，他带领团队育成了第一个籼型杂交水稻，国内其他科学家也相继育成了大量的杂交水稻，使水稻产量再次实现翻番，实现了水稻育种的第二次重大突破。
早期的杂交水稻都是利用亚种内的杂种优势，而亚种间的杂种优势更为明显。为了进一步提高水稻的产量潜力，科学家们开始尝试着利用籼稻和粳稻进行杂交配组，以便有效地利用水稻亚种间的杂种优势。1994年，笔者团队育成了我国第一个亚种间杂交水稻协优413,在浙江示范单产突破历史最高纪录，达到每亩750千克。应该指出的是，这样的高产是在高产稻田、水肥有充分保障的条件下取得的。
然而，一个严峻的事实摆在我们面前：我国的水稻田大多是中低产田，而中低产的主要原因是没有灌溉条件，易受干旱影响，从而导致减产甚至绝收；更为严重的是，我国是缺水大国，而水稻生产却是用水大户，消耗了总用水量的50%左右；水稻品种抗旱性差，农民习惯淹水种植，不仅造成面源污染，还会产生大量温室气体甲烷的排放；同时，传统水稻种植采用育秧移栽，不仅劳动强度大，而且生产效率低。导致这些问题的主要原因是水稻品种本身对水的需求量太大，节水抗旱性较差。
20世纪末，笔者团队开始注重水稻的节水抗旱研究，目标是培育既节水抗旱、又高产优质，既可在水田种植、又可在旱地栽培的水稻新品种。此后，通过近10年的研究与探索，于2009年在世界上首次提出了节水抗旱稻的理念与培育策略，2015年在农业部的支持下，制定了《节水抗旱稻 术语》行业标准并在全国颁布实施。
20余年来，围绕节水抗旱稻的研究，笔者团队主要做了五个方面的工作：一是建立水稻节水抗旱的研究平台；二是研究节水抗旱的遗传基础与分子机制；三是创制节水抗旱新种质，培育节水抗旱稻新品种；四是解析节水抗旱稻的生理特性、研发基于节水抗旱稻的栽培技术；五是进行节水抗旱稻的试种示范与推广。上述研究成果先后获得2013年度国家技术发明奖二等奖和2020年度国家科学技术进步奖一等奖。
与节水抗旱稻的基础研究同步，团队同时致力于节水抗旱稻相关知识和科研进展的科学普及与传播，并取得了喜人的成果：在著名科普期刊《科学画报》(创刊于1933年)上以专刊形式发表文章、拍摄发行《节水抗旱稻》科教片、出版《稻界奇兵》漫画丛书、创作《穿上皮鞋种稻去》舞台剧进行公开演出等，获得2020年度上海市科学技术普及奖一等奖。
本书是在上述科学研究与科普工作的基础上，力求以科普的语言系统地介绍节水抗旱稻的产生与发展，旨在有效地传播科学思想，宣传科学精神，普及节水抗旱稻的科学知识。同时，通过一些生动的事例和具体的技术介绍，指导农民选用良种，进行节水抗旱稻的绿色生产。
衷心感谢编写团队的辛勤劳动，生命科学研究日新月异，节水抗旱稻的研究也不断深化，将复杂的科学原理用通俗的语言表达出来实属不易。由于写作时间紧，涉及的内容广泛，书中难免有不足之处，敬请指正。
罗利军
2024年7月21日

上海市农业生物基因中心, 华南农业大学节水抗旱稻绿色产业研究院

第一章·天降大任栽培水稻逞辉煌001
一·稻的起源与演变001
二·孤独守望的陆稻006
三·水稻的使命与贡献012
四·困境与挑战018
第二章·稻亦有道节水抗旱显锋芒025
一·节水抗旱稻问世记025
二·节水与高产同样重要030
三·抗旱是B备的基本技能036
四·四大家族各领风骚040
第三章·广阔天地穿上皮鞋种稻去048
一·水田旱种不插秧048
二·旱地旱种保丰收053
三·山坡也能翻稻浪059
四·复垦耕地稻花香064
五·征服盐碱有力量068
六·沪上飘出八月香073
第四章·长夜行者众里寻他千百度081
一·学习和培训散记081
二·激情燃烧话重固101
三·无限风光小白楼110
四·致青春里那些追赶太阳的人117
五·一张蓝图绘到底，策源中心谋新篇记基因中心金山基地变迁发展史121
六·科研科普两翼齐飞127
第五章·研发平台合力成就多少事143
一·两次事业扩编记143
二·凤凰展翅记上海天谷生物科技股份有限公司的发展148
三·稻浪逐梦天谷米业的金色征程157
四·丰大稻路161
五·凝心聚力的新征程全国节水抗旱稻全产业链创新联盟170
第六章·不负众望人心所向成大道176
一·潘卫的选择：回家种稻去176
二·陪读妈妈成长记179
三·像种小麦一样种水稻181
四·节水抗旱稻圆了回家创业梦182
五·变危机为生机，节水抗旱稻助力农民提质增效二分田年糕厂诞生记185
七·漫说节水抗旱稻成长史293
第九章·媒体报道309
一·农民日报《稻水矛盾，破解何方?》 309
二·新廊下《稻之变》记上海市农业生物基因中心首席科学家罗利军的稻梦空间314
三·解放日报《非水稻主产区的稻种科学家》
记国家科学技术进步奖一等奖获得者、上海农业生物基因中心专家罗利军318四·闵行报《罗利军：以自然之理育生态之稻》324
五·新民晚报《能像种麦子一样种水稻，多好!》 328
六·联合时报《旱稻密码》331
七·《瞭望》新闻周刊《罗利军：把论文写在国情里》 342
八·东方城乡报《罗利军：国之所需，科研所向》348
蓝色的幽灵352