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习近平总书记在两院院士大会上指出，中国要强盛、要复兴，就一定要大力发展科学技术，努力成为世界主要科学中心和创新高地。广大科技工作者一定要把握大势、抢占先机，直面问题，迎难而上，肩负起历史赋予的重任，争做新时代科技创新的排头兵。
纵观世界农业发展史，农业生产活动大体上经历了原始农业、传统农业和现代农业三个发展阶段。传统农业以实践经验为基础，现代农业则是以科学技术为基础。科学在理论上的突破，带来技术上的进步，推动了生产的飞跃。
科技创新推动农业生产
世界种植业跨上三个台阶，都与农业科学技术突破相关联。第一个台阶是18世纪的英国农业革命，泰伊尔将豆科牧草加入到草田轮作体系，既提高了地力，又促使了农牧业结合，使欧洲粮食单产翻了一番，由50公斤提高到100公斤。第二个台阶来源于1840年德国化学家李比希的矿质营养归还学说，导致化肥工业的兴起，为农业系统增加了物质流，粮食单产又翻了一番，平均亩产由100公斤提高到200公斤。第三个台阶归功于孟德尔的“豌豆试验”和摩尔根的“果蝇试验”，揭示了生物的遗传规律，催生了农作物杂交育种技术，使得美国玉米单产达到450公斤。
在我国稻作界，不仅有黄耀祥院士的水 稻矮化育种技术的突破、袁隆平院士杂交水稻育种的成功，更有沈阳农业大学以杨守仁教授为代表的几代稻作人几十年的努力，创新了水稻育种理论与方法，探索出一条前人没有走过的育种科学新路：籼粳稻杂交理想株型超高产育种，引起国际水稻界广泛关注，触发了“中国超级稻育种”重大科技计划的启动（农业部，1996），组织全国联合攻关，并确定了单产超过12吨/公顷的中国超级稻育种目标。
东北稻区率先迎难而上，攻克了粳型超级稻育种难关。先是沈阳农业大学于1997年率先育成了直立大穗型中国超级稻新品种“沈农265”，实现了一季单产12吨/公顷的目标。嗣后又先后育成了“沈农606”“辽星1号”“龙粳31”“吉粳88”和“辽粳4号”等。江淮粳稻区和西南粳稻区也育成了“南粳44”“宁粳3号”“楚粳28”等。截至2016年，粳型超级稻累积推广面积超过3亿亩。其中，东北粳稻区超过2.2亿亩，覆盖了东北粳稻种植面积的60%以上，创造了显著的经济、社会和生态效益。具有国际领先水平的中国超级稻育种成果，支撑了粳稻生产发展，充分证明了习近平总书记关于创新是第一动力的论断。
伴随我国工业化、城镇化的推进，城镇人口不断增加以及人们对美好生活的追求，人们对优质粳米的需求逐年增加。据近15年统计，人均粳米年消耗量已由25公斤增加到35公斤，年均增加0. 65公斤，并呈持续增长趋势。我国粮食安全的核心是口粮，口粮自给的重点是稻米，稻米供给的关键是粳稻。我们在努力守住18亿亩耕地红线的时候，耕地质量红线却早已失守。由此可见，我国确保口粮绝对安全，发展粳稻生产的重任自然就落到东北这片黑土地上。
历史上的东北地区是我国一个比较完整且相对独立的自然经济区域，东、北、西三面环山，构成了东北生态系统的天然屏障。中部由三江平原、松嫩平原和遼河平原构成的东北大平原，面积位居我国三大平原之首。大陆性季风气候，雨热同季，是我国农业资源禀赋最好、粮食增产潜力最大的地区。现已成为我国重要的商品粮基地和牧业生产基地，外调到主销区的商品粮占全国商品粮总量的60%，己成为确保国家粮食安全的“粮仓”和粮食市场的“稳定器”。尤其是其中103万平方公里的黑土地，土壤肥沃，农田、水资源基本没有重金属污染，且冬季寒冷，病虫越冬基数低，单位面积化肥、农药施用量较其他粳稻区减少近一半，利于优质绿色粳稻生产。东北平原地势平坦，土地集中连片，便于机械作业，机械化水平和优质粳稻种植技术水平高，规模化优质粳稻生产技术优势已经形成，并己成为我国最大的优质粳米主产区。2017年种植面积己达8280多万亩，总产量4120多万吨，种植面积和总产量均占全国60%以上。现今东北粳米己成为对东北亚国家具有价格优势，对东南亚、南亚国家稻米具有品质优势，在国际粮食市场上唯一具有竞争力的大宗农产品。
科技创新助力可持续发展
习近平总书记在两院院士大会上的讲话强调：“科技创新要以提高发展质量与效益为中心，以支撑供给侧结构性改革为主线。”同时要把满足人民对美好生活的向往作为科技创新的落脚点，把惠民、利民、富民、改善民生作为科技创新的重要方向。实行农业供给侧结构性改革以来，东北地区大幅调减了玉米面积。
由于农民种植粳稻的经济收入远高于种植玉米和大豆的收入，显露出扩大种植粳稻的意愿。民之所盼，政之所向、市之所需。在种植业结构调整时，要充分考虑农民要养家糊口，增加收入的期盼，在调减玉米种植，恢复大豆生产的同时，创造条件适度扩大粳稻生产，在未来10 15年内，将粳稻种植面积由现今的8000多万亩逐步扩大到1.2亿亩左右，借以确保我国“口粮绝对安全”，满足农民对美好生活向往的意愿。目前发展东北粳稻生产迫切需要解决的关键问题有三个。
一是进一步明确育种方向。粳稻品种选育，要从满足市场对优质粳米的需求和提高农民收益的角度，着重解决高产与优质相结合的问题。首先是针对稻米市场对优质粳米的需求旺盛，持续选育优质高产粳稻品种，以满足广大消费者对优质米的日益增长的需求；其次是针对农村劳动力持续转移，短缺，选育适应机械化作业的抗倒性、抗病性和抗虫性相结合的多抗品种，以适应未来发展轻简化栽培的需求；第三是选育适合“减肥、减药”栽培的水肥高效利用粳稻品种，以适应发展绿色、安全水稻生产的要求。
二是注意黑土地保护与湿地恢复。东北黑土区地处北温带大陆性季风气候区，由于大面积黑土垦植成农田后，夏季雨量集中，地表径流冲刷，春、秋强烈季风吹去表土，以及人为不适当的农事活动影响，造成水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀相互交织发生，导致黑土区农田年平均流失表层黑土0.1-1厘米。黑土层变薄，面积、体量缩小，土壤有机质下降，土地退化，己成为本区域头号的生态问题。为了保护和恢复黑土地，各地进行了大量积极的探索，取得了一定成效。其中，发展水田生产是最有效的途径。夏季稻田里有水层覆盖，土壤有机质分解缓慢，利于土壤有机质积累；冬季寒冷而漫长，冻土层厚达1米，稻田地表土层坚实，有稻茬覆盖，抗风蚀能力强。 水稻适宜连作，根量大，有利于有机质还田。据实测，在风干条件下水稻的籽粒、茎秆与根系的重量之比大致为1：1：0.75，亩产稻谷500公斤，大约有375公斤的根茬留在土壤里。东北地区较高产的稻田一般亩产约650公斤，稻草650公斤，另有约480公斤根茬留在地里，优质稻草还可经牛羊过腹还田。研究表明，一般每亩稻田每年还田350公斤生物质，即可维持土壤有机质的平衡，如果再增加稻草还田数量或增施有机肥，就可以逐年提高稻田土壤的有机质含量。在淹水缺氧的环境下，有机质分解缓慢，腐殖质得到积累，黑土地即可得到保护、恢复和可持续发展。
此外，水田属人工湿地，在固碳、涵养水源、净化水质和调节气候等方面，发挥的生态服务功能所创造的生态价值远远高于稻谷本身。
三是合理开发利用水资源，确保可持续发展。东北地区地处松辽流域，西、北、东三面环山，南临黄、渤海。流域内江河纵横，自成体系。但流域内降水普遍偏少，呈现“北丰南欠，东多西少”“边缘多，腹地少”的特点。目前水资源开发利用存在的主要问题是开发过度与开发不足并存。由于大型调度工程缺位，控水能力差，致使辽河、浑河、太子河水资源开发利用超过80%；黑龙江干流、乌苏里江、鸭绿江等界河水资源开发利用仅为10%左右；额尔古纳河少至3.6%，造成出境水总量78.91亿立方米，远高于入境水量17.50亿立方米。
东北地区粳稻主要分布在江河流域、低洼地和滨海盐碱地。建国以来粳稻种植由辽河下游盐碱地逐步向北延伸。由于水利工程不配套，打井種稻成为主要技术支撑，从而造成地下水开采过度。现今井灌面积65%分布于黑龙江稻区，主要集中在三江平原，对湿地构成威胁。
此外，由于排灌设施标准低、不配套、工程老化，使得灌溉水有效利用系数仅为0.47，远低于全国平均水平。
通过水利工程建设，提高东北地区尤其是黑龙江地区的控水能力，是保证东北优质粳稻扩大种植需水的关键。目前国家在《松辽流域水资源综合规划》的基础上，又陆续规划建设了辽宁大伙房输水工程、辽西北调水工程，吉林省东水西调、引嫩（嫩江）入白（白城）工程，以及黑龙江省“两江一湖”等河湖水系连通工程。预计比原《规划》新增调水量100亿 122亿立方米。这样到2030年可实现供水总量839亿961亿立方米，比2015年松辽流域供水量新增134亿163亿立方米。
若未来松辽流域（含内蒙古东四盟）水田面积达到1.2亿亩。则比《松辽流域水资源综合规划》新增水田面积3200万亩。按水田灌溉定额约650立方米/亩计，则需要新增灌溉水量约210亿立方米，这与目前开展和前期己建成发挥作用的新增工程供水规划相比，尚存在供水缺口约80亿立方米，可通过发展节水种稻技术加以解决。
为了确保口粮绝对安全，国家应采取积极措施，除继续扩大水利工程建设、开发水资源外，还要在中、小型配套工程建设方面下功夫，切实解决“最后一公里”问题，克服松辽流域灌溉水利用率低的问题，同时，要加强节水种稻技术创新，通过提高利用率来弥补供水缺口，以确保可持续发展目标的实现。
纵观世界农业发展史，农业生产活动大体上经历了原始农业、传统农业和现代农业三个发展阶段。传统农业以实践经验为基础，现代农业则是以科学技术为基础。科学在理论上的突破，带来技术上的进步，推动了生产的飞跃。
科技创新推动农业生产
世界种植业跨上三个台阶，都与农业科学技术突破相关联。第一个台阶是18世纪的英国农业革命，泰伊尔将豆科牧草加入到草田轮作体系，既提高了地力，又促使了农牧业结合，使欧洲粮食单产翻了一番，由50公斤提高到100公斤。第二个台阶来源于1840年德国化学家李比希的矿质营养归还学说，导致化肥工业的兴起，为农业系统增加了物质流，粮食单产又翻了一番，平均亩产由100公斤提高到200公斤。第三个台阶归功于孟德尔的“豌豆试验”和摩尔根的“果蝇试验”，揭示了生物的遗传规律，催生了农作物杂交育种技术，使得美国玉米单产达到450公斤。
在我国稻作界，不仅有黄耀祥院士的水 稻矮化育种技术的突破、袁隆平院士杂交水稻育种的成功，更有沈阳农业大学以杨守仁教授为代表的几代稻作人几十年的努力，创新了水稻育种理论与方法，探索出一条前人没有走过的育种科学新路：籼粳稻杂交理想株型超高产育种，引起国际水稻界广泛关注，触发了“中国超级稻育种”重大科技计划的启动（农业部，1996），组织全国联合攻关，并确定了单产超过12吨/公顷的中国超级稻育种目标。
东北稻区率先迎难而上，攻克了粳型超级稻育种难关。先是沈阳农业大学于1997年率先育成了直立大穗型中国超级稻新品种“沈农265”，实现了一季单产12吨/公顷的目标。嗣后又先后育成了“沈农606”“辽星1号”“龙粳31”“吉粳88”和“辽粳4号”等。江淮粳稻区和西南粳稻区也育成了“南粳44”“宁粳3号”“楚粳28”等。截至2016年，粳型超级稻累积推广面积超过3亿亩。其中，东北粳稻区超过2.2亿亩，覆盖了东北粳稻种植面积的60%以上，创造了显著的经济、社会和生态效益。具有国际领先水平的中国超级稻育种成果，支撑了粳稻生产发展，充分证明了习近平总书记关于创新是第一动力的论断。
伴随我国工业化、城镇化的推进，城镇人口不断增加以及人们对美好生活的追求，人们对优质粳米的需求逐年增加。据近15年统计，人均粳米年消耗量已由25公斤增加到35公斤，年均增加0. 65公斤，并呈持续增长趋势。我国粮食安全的核心是口粮，口粮自给的重点是稻米，稻米供给的关键是粳稻。我们在努力守住18亿亩耕地红线的时候，耕地质量红线却早已失守。由此可见，我国确保口粮绝对安全，发展粳稻生产的重任自然就落到东北这片黑土地上。
历史上的东北地区是我国一个比较完整且相对独立的自然经济区域，东、北、西三面环山，构成了东北生态系统的天然屏障。中部由三江平原、松嫩平原和遼河平原构成的东北大平原，面积位居我国三大平原之首。大陆性季风气候，雨热同季，是我国农业资源禀赋最好、粮食增产潜力最大的地区。现已成为我国重要的商品粮基地和牧业生产基地，外调到主销区的商品粮占全国商品粮总量的60%，己成为确保国家粮食安全的“粮仓”和粮食市场的“稳定器”。尤其是其中103万平方公里的黑土地，土壤肥沃，农田、水资源基本没有重金属污染，且冬季寒冷，病虫越冬基数低，单位面积化肥、农药施用量较其他粳稻区减少近一半，利于优质绿色粳稻生产。东北平原地势平坦，土地集中连片，便于机械作业，机械化水平和优质粳稻种植技术水平高，规模化优质粳稻生产技术优势已经形成，并己成为我国最大的优质粳米主产区。2017年种植面积己达8280多万亩，总产量4120多万吨，种植面积和总产量均占全国60%以上。现今东北粳米己成为对东北亚国家具有价格优势，对东南亚、南亚国家稻米具有品质优势，在国际粮食市场上唯一具有竞争力的大宗农产品。
科技创新助力可持续发展
习近平总书记在两院院士大会上的讲话强调：“科技创新要以提高发展质量与效益为中心，以支撑供给侧结构性改革为主线。”同时要把满足人民对美好生活的向往作为科技创新的落脚点，把惠民、利民、富民、改善民生作为科技创新的重要方向。实行农业供给侧结构性改革以来，东北地区大幅调减了玉米面积。
由于农民种植粳稻的经济收入远高于种植玉米和大豆的收入，显露出扩大种植粳稻的意愿。民之所盼，政之所向、市之所需。在种植业结构调整时，要充分考虑农民要养家糊口，增加收入的期盼，在调减玉米种植，恢复大豆生产的同时，创造条件适度扩大粳稻生产，在未来10 15年内，将粳稻种植面积由现今的8000多万亩逐步扩大到1.2亿亩左右，借以确保我国“口粮绝对安全”，满足农民对美好生活向往的意愿。目前发展东北粳稻生产迫切需要解决的关键问题有三个。
一是进一步明确育种方向。粳稻品种选育，要从满足市场对优质粳米的需求和提高农民收益的角度，着重解决高产与优质相结合的问题。首先是针对稻米市场对优质粳米的需求旺盛，持续选育优质高产粳稻品种，以满足广大消费者对优质米的日益增长的需求；其次是针对农村劳动力持续转移，短缺，选育适应机械化作业的抗倒性、抗病性和抗虫性相结合的多抗品种，以适应未来发展轻简化栽培的需求；第三是选育适合“减肥、减药”栽培的水肥高效利用粳稻品种，以适应发展绿色、安全水稻生产的要求。
二是注意黑土地保护与湿地恢复。东北黑土区地处北温带大陆性季风气候区，由于大面积黑土垦植成农田后，夏季雨量集中，地表径流冲刷，春、秋强烈季风吹去表土，以及人为不适当的农事活动影响，造成水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀相互交织发生，导致黑土区农田年平均流失表层黑土0.1-1厘米。黑土层变薄，面积、体量缩小，土壤有机质下降，土地退化，己成为本区域头号的生态问题。为了保护和恢复黑土地，各地进行了大量积极的探索，取得了一定成效。其中，发展水田生产是最有效的途径。夏季稻田里有水层覆盖，土壤有机质分解缓慢，利于土壤有机质积累；冬季寒冷而漫长，冻土层厚达1米，稻田地表土层坚实，有稻茬覆盖，抗风蚀能力强。 水稻适宜连作，根量大，有利于有机质还田。据实测，在风干条件下水稻的籽粒、茎秆与根系的重量之比大致为1：1：0.75，亩产稻谷500公斤，大约有375公斤的根茬留在土壤里。东北地区较高产的稻田一般亩产约650公斤，稻草650公斤，另有约480公斤根茬留在地里，优质稻草还可经牛羊过腹还田。研究表明，一般每亩稻田每年还田350公斤生物质，即可维持土壤有机质的平衡，如果再增加稻草还田数量或增施有机肥，就可以逐年提高稻田土壤的有机质含量。在淹水缺氧的环境下，有机质分解缓慢，腐殖质得到积累，黑土地即可得到保护、恢复和可持续发展。
此外，水田属人工湿地，在固碳、涵养水源、净化水质和调节气候等方面，发挥的生态服务功能所创造的生态价值远远高于稻谷本身。
三是合理开发利用水资源，确保可持续发展。东北地区地处松辽流域，西、北、东三面环山，南临黄、渤海。流域内江河纵横，自成体系。但流域内降水普遍偏少，呈现“北丰南欠，东多西少”“边缘多，腹地少”的特点。目前水资源开发利用存在的主要问题是开发过度与开发不足并存。由于大型调度工程缺位，控水能力差，致使辽河、浑河、太子河水资源开发利用超过80%；黑龙江干流、乌苏里江、鸭绿江等界河水资源开发利用仅为10%左右；额尔古纳河少至3.6%，造成出境水总量78.91亿立方米，远高于入境水量17.50亿立方米。
东北地区粳稻主要分布在江河流域、低洼地和滨海盐碱地。建国以来粳稻种植由辽河下游盐碱地逐步向北延伸。由于水利工程不配套，打井種稻成为主要技术支撑，从而造成地下水开采过度。现今井灌面积65%分布于黑龙江稻区，主要集中在三江平原，对湿地构成威胁。
此外，由于排灌设施标准低、不配套、工程老化，使得灌溉水有效利用系数仅为0.47，远低于全国平均水平。
通过水利工程建设，提高东北地区尤其是黑龙江地区的控水能力，是保证东北优质粳稻扩大种植需水的关键。目前国家在《松辽流域水资源综合规划》的基础上，又陆续规划建设了辽宁大伙房输水工程、辽西北调水工程，吉林省东水西调、引嫩（嫩江）入白（白城）工程，以及黑龙江省“两江一湖”等河湖水系连通工程。预计比原《规划》新增调水量100亿 122亿立方米。这样到2030年可实现供水总量839亿961亿立方米，比2015年松辽流域供水量新增134亿163亿立方米。
若未来松辽流域（含内蒙古东四盟）水田面积达到1.2亿亩。则比《松辽流域水资源综合规划》新增水田面积3200万亩。按水田灌溉定额约650立方米/亩计，则需要新增灌溉水量约210亿立方米，这与目前开展和前期己建成发挥作用的新增工程供水规划相比，尚存在供水缺口约80亿立方米，可通过发展节水种稻技术加以解决。
为了确保口粮绝对安全，国家应采取积极措施，除继续扩大水利工程建设、开发水资源外，还要在中、小型配套工程建设方面下功夫，切实解决“最后一公里”问题，克服松辽流域灌溉水利用率低的问题，同时，要加强节水种稻技术创新，通过提高利用率来弥补供水缺口，以确保可持续发展目标的实现。