我国现有13亿多人口，很快就会达到14亿；同时，我国的耕地逐年减少。面对这种人增地减的严峻形势，惟有通过科技进步大幅度提高粮食作物的单位面积产量，才能解决全国人民吃饱饭的难题。为此，我们正在实施三项粮食增产工程。

追求作物高产、更高产是永恒的主题。水稻是我国也是世界第一大粮食作物。为了大幅度提高水稻的产量，日本率先于1981年开展了水稻的超高产育种，计划在15年内把水稻的单产提高到每公顷12吨；但是时至今日，34年过去了，尚未实现。国际水稻研究所于1989年正式启动了选育超级稻（super rice）后改为新株型稻的研究，计划到2000年育成每公顷产12~12.5吨的超级稻，同样至今也未成功。由此可见，要育成每公顷产12吨的高产超级稻，难度极大。

为了满足全国人民在21世纪对粮食的需求，中华人民共和国农业部和科学技术部分别于1996年和1997年立项和启动了中国超级稻育种计划，分四个时期的产量指标（以每6.7公顷/100亩的平均产量计算，1亩=1/15公顷）为：

第一期：1996—2000年，每公顷10.5吨或每亩700公斤；

第二期：2001—2005年，每公顷12吨或每亩800公斤；

第三期：2006—2015年，每公顷13.5吨或每亩900公斤；

第四期：2016—2020年，每公顷15吨或每亩1000公斤。

通过形态改良和利用亚种间杂种优势的技术路线，加上我们团队不辞劳苦地钻研攻关，上述产量指标均逐一按期或提前实现了。第一期的代表品种是“两优培九”，是与江苏省农业科学院合作选育的。21世纪初的几年间，在大面积上应用，最高年推广面积近千万亩，平均亩产550公斤左右；第二期的代表品种是“Y两优1号”，2014年的种植面积达800万亩，平均亩产600公斤左右；第三期的代表品种是“Y两优2号”，2012年在湖南省隆回县百亩示范片亩产926.6公斤（每公顷13.9吨），2013年开始推广，2014年种植面积达到100万亩以上，产量又上了一个台阶，亩产为650公斤左右；第四期的代表品种是“Y两优900”，2014年湖南省4个百亩示范片亩产超千公斤，其中溆浦县创亩产1026.7公斤（每公顷15.4吨），遥遥领先于全球水稻产量水平。预计大面积推广后单产又可再上一个台阶。生产实践表明，这个台阶的高度为每亩50公斤。

理论上，水稻蕴藏着巨大的产量潜力。当前，我们正在向16t·hm^–2攻关，代表品种是“超优千号”，形势很好。2015年4月9日在海南省三亚市召开了现场观摩会，三百多位专家和种业界人士目睹了该品种的特优表现，每个人都感到惊喜万分，印度著名育种家Ish Kumar博士在现场流连忘返，问他的感受，回答是“More than excited（加倍的激动）。”目前该品种处在黄熟期，欢迎对超级稻感兴趣和持怀疑态度的人士到三亚参观、考察和指导，“百闻不如一见”。

“种三产四”丰产工程，即种3亩超级杂交稻，产原有水平（前5年平均）4亩田的粮。此项目主要在中低产区实施。2007年湖南省率先启动，20个示范县参与了项目实施，其中18个县达标，即比2002—2006年5年平均单产增加了33%。2014年扩大到52个县（市、区）共1146万亩。项目8年累计种植面积达4335.3万亩，增产稻谷47.33亿公斤。计划2017年力争发展到1500万亩，届时将产出丰产项目实施前5年（2002—2006年）平均单产水平2000万亩的粮食，等于增加了500万亩耕地，可年增粮食20亿公斤（2002—2006年5年平均单产约每亩400公斤）。四川、贵州、安徽、广东、广西、浙江、河南等省（区）也要求参与该项工程，其中广东、贵州、广西、四川、安徽已启动实施，效果很好。建议此项目纳入国家计划，在5年内全国发展到6000万亩，产出现有水平8000万亩的粮食，即等于增加了2000万亩的稻田。按亩产400公斤计算，能年增粮食80亿公斤，可供北京或上海等特大城市人口全年的口粮。

三分地养活一个人的粮食高产工程，简称“三一工程”，即三分地年产粮360公斤（亩产1200公斤），足够一个人全年的口粮。这项工程从2014年开始在湖南省16个县的高产地区实施，有3种模式：①双季超级稻，早稻亩产550公斤，晚稻亩产650公斤；②一季超级中稻+马铃薯，水稻亩产700公斤，马铃薯亩产2000公斤（折合稻谷为500公斤）；③春玉米+一季超级稻，玉米亩产500公斤，水稻亩产700公斤。2014年采用双季超级稻模式的湘潭县和醴陵县产量达到设计指标，如湘潭县雨湖区，310亩示范田的早稻平均亩产584.5公斤，晚稻平均亩产662.5公斤。采用超级杂交稻+马铃薯模式的石门县、龙山县和永顺县，全年亩产原粮都在1200公斤以上。这项工程要在有关部门的支持和配合下，力争到2020年发展到1100万亩，占湖南省耕地面积的19%，产出的粮食可供全省一半人口之需。建议生态条件与湖南省相似或更好的省（市、区）可借鉴湖南省的经验，因地制宜地实施这项工程，为保障国家的粮食安全做出更大的贡献。

稻谷产量=收获指数×生物学产量

现今的改良品种收获指数已很高（>0.5），再提高的潜力有限，因此，进一步提高稻谷产量应以增加生物学产量为主。按形态学的观点，增加植株的高度是提高生物学产量最简易、最有效的办法。事物发展的规律一般是呈螺旋式上升的。水稻品种的改良史也符合此规律，即株高呈矮→半矮→半高→新高→超高的趋势发展。古老的水稻品种，株高达1.7~1.8米，属高秆类型，草多谷少，收获指数只有0.3，产量潜力每亩为250公斤左右。我国20世纪60年代初首创的矮杆品种，株高为70厘米左右，收获指数提高到0.5，从而产量潜力上升到每亩400公斤左右；今天生产的主栽品种属于半矮杆类型，株高为90~100厘米，生物学产量随株高的增加而增加了，收获指数仍在0.5以上，从而稻谷产量亦增加，其产量潜力为每亩600公斤。我们新近育成的超级杂交稻，株高在1.2米左右，产量潜力为每亩1000公斤左右。要使产量再上新台阶，预计株高还须增加。

科学技术发展无止境，预计每公顷产16吨的超级杂交稻可望在2016年成功实现。