新中国成立以来，我国粮食产量从2263.6亿斤，一路攀升到13000.0亿斤以上，平均亩产从68.6公斤增加到374.7公斤。良种是增产的核心要素，品种的更新换代，对提高我国粮食单产和总产发挥了举足轻重的作用。水稻、小麦、玉米、大豆大都经历了3至4次重要的品种更新换代，每一次换代都得益于育种技术的重大突破或优异种质资源的发掘利用。随着生命科学和信息技术的快速发展和应用，将大大加快新一轮品种更新换代的到来，推动我国粮食产量的进一步提升。
更新换代情况。建国以来，我国水稻播种面积从3.8亿亩增加到4.0亿亩，水稻产量从972.9亿斤提高到 4256.8亿斤，平均亩产从126.2公斤增加到474.2公斤。在此期间，我国水稻育种经历了矮化育种、杂种优势利用以及超级稻育种三次重大飞跃，带动品种更新换代，推动我国水稻单产不断创出新高，产量持续增长。第一次更新换代，1949-1975年，矮秆品种。水稻矮化育种成功，“广场矮”“珍珠矮”等矮秆品种推广应用，解决了高秆水稻品种易倒伏、施肥受限、单产较低等突出问题，单产达到了234.3公斤，比原有高秆品种增加30%左右，实现了我国水稻产量的第一次飞跃。第二次更新换代，1976-2000年，杂交稻品种。“三系”和“两系”杂交水稻育种技术取得突破，南优2号、桂朝2号、汕优63等杂交水稻品种大面积推广应用，带动全国水稻亩产稳定迈上400公斤台阶。第三次更新换代，2001-2012年，超级稻品种。1996年起，我部启动“中国超级稻研究”重大项目，通过籼粳亚种间杂种优势和超级稻育种理论技术的应用，育成推广了一批高产优质、抗逆抗病、适应性广的超级稻品种，代表性品种有两优培九、Ⅱ优838、武运粳3号等，推动全国水稻亩产突破450公斤。
当前发展定位。2013年至今，处于第四次更新换代阶段，产量、品质、抗性、广适性协同改良。水稻育种技术创新，生物育种、分子育种的应用日趋成熟，两系杂交稻品种推广应用面积快速扩大。2013年以来，我国选育推广了一大批高产超级杂交稻、常规稻品种并在生产上大面积推广应用。2019年我国水稻平均亩产首次突破470公斤，代表性品种有绥粳27、龙粳31号、晶两优华占等。这些品种呈现出产量水平更高，稳产丰产性更好，并出现优质食味稻、加工专用稻等更加多样的类型，综合性状的协调性得到明显提升。
更新换代情况。新中国成立以来，我国小麦产量从276.2亿斤提高到 2739.0亿斤，平均亩产从43.0公斤增加至387.4公斤。在此期间，我国小麦育种通过优良地方品种筛选、矮化育种、远缘杂交育种、抗病育种、品质育种等方式持续带动品种更新换代，推动我国小麦单产不断创出新高，产量持续增长。第一次更新换代，1949-1962年，优良地方品种筛选和国外引进品种。优良地方品种、国外引进品种和新育成的抗条锈品种在提高单产中发挥了重要作用，代表性品种为碧玉麦、南大2419、碧蚂4号等。此期间平均亩产从43.0公斤增加至63.0公斤。第二次更新换代，1963-1977年，半矮杆品种。生产条件逐步改善、半矮杆高产品种推广应用，代表性品种为北京8号、石家庄54、济南9号等，此期间单产突破118.0公斤。第三次更新换代，1978-1997年，资源交流育种。小麦育种得到新的发展，形成引进、交换、收集、保存、研究、利用的全国性组织网络，并与世界小麦主产国和相关国际组织建立了小麦品种资源交换的固定联系。开展了全国小麦品种区域试验，代表性品种有小偃6号、冀麦30、扬麦158等，此期间单产突破270.0公斤。第四次更新换代，1998-2007年，综合性状育种。品种选育在丰产性基础上，兼顾节水、优质、抗病等特性，基本结束了我国优质麦过度依靠进口的历史，代表性品种有郑麦9023、烟农19、济南17等，此期间单产突破300.0公斤。
当前发展定位。2008年-至今，处于第五次更新换代阶段，联合攻关育种。在此期间，农业科技投入不断加大，启动国家小麦良种联合攻关。在育种材料创新上，利用野生近缘物种优异基因进行小麦种质创新。在育种技术和手段上，建立了以常规杂交育种技术为基础，染色体工程育种、细胞工程育种、诱变育种、轮回选择育种和分子标记育种技术相融合的小麦育种技术体系。区域性主导品种的推广，使得这一阶段小麦品种增产潜力进一步得到提升。代表性品种有济麦22、矮抗58、百农207等，此期间单产突破380.0公斤
更新换代情况。新中国成立以来，我国玉米产量从248.4亿斤提高到 5451.0亿斤，平均亩产从64.4公斤增加到419.4公斤。在此期间，我国玉米育种经历了品种间杂交种、双交种以及单交种三次重大飞跃，带动品种更新换代，推动我国玉米单产不断创出新高，产量持续增长。第一次更新换代，1949-1959年，品种间杂交种。在整理和评选地方品种基础上，开展了品种间杂交种选育工作，育成和推广了坊杂2号、百杂2号、春杂2号等品种，在此期间，全国玉米平均亩产从64.4公斤提高到90.5公斤。第二次更新换代，1960-1964年，双交种。1960年2月，在山西省太原市召开的“全国玉米研究工作会议”上，原农业部提出《关于多快好省选育自交系间杂交种和四年普及自交系间杂交种的意见》。这一时期，选育推广的代表品种有农大3号、川农7号、双跃3号等，全国玉米平均亩产提高到105.8公斤。第三次更新换代，1965年-至今，单交种。此阶段又经历了6次大规模的品种更新换代。第一次（1965 -1970年），我国玉米育种进入单交种时代。1963年育成新单1号，比当时品种增产30-40%，全国玉米平均亩产从105.8公斤提高到141.4公斤。第二次（1971-1981年），玉米单交种的组配和推广进入相对成熟阶段，代表品种有中单2号、丹玉6号等，全国玉米平均亩产提高到231.6公斤。第三次（1982-1991年），国外兰卡斯特群种质和我国本土种质（黄早四）的有机结合，代表品种有丹玉13、烟单14、掖单2号等，全国玉米平均亩产从231.6公斤提高到318.4公斤。第四次（1992-1998年），PA群种质广泛利用，开创我国紧凑型玉米育种生产的先河。代表品种有掖单13号、掖单12号、沈单7号等，全国玉米平均亩产从318.4公斤提高到330.0公斤。第五次（1999-2004年），PB群种质的应用，选育推广了以农大108、豫玉22、鲁单50等为代表的第五代品种，全国玉米平均亩产徘徊在320.0公斤左右。
当前发展定位。目前处于单交种第六次更新换代，2005年-至今，广泛应用以郑58等为代表的PA种质、昌7-2为代表的四平头种质及跨国公司引入我国的PH6WC等早熟、耐密、脱水快种质。改变了传统的高秆、大穗玉米育种模式，将耐密性作为育种核心目标，育成品种适宜轻简化栽培和机械化作业，代表品种有郑单958、先玉335、浚单20、京科968、登海605等。这一时期，全国玉米平均亩产从331.2公斤提高到419.4公斤，增加了26.62%。
更新换代情况。新中国成立以来，我国大豆产量从101.8亿斤提高到 328.0亿斤，平均亩产从40.8公斤增加到132.4公斤。在此期间，公海赌赌船官网我国大豆育种经历了系统选育、杂交育种、早熟抗逆育种三次重大飞跃，带动品种更新换代，推动我国大豆单产不断创出新高，产量持续增长。第一次更新换代，1949-1976年，系统选育育种。解放初期系统选育品种逐步替代地方品种，但仍未摆脱地方品种的局限性。20世纪60-70年代，大豆育种方法由系统选育向杂交育种过渡。代表性品种有，东农4号、黑河3号、跃进5号等，大豆平均亩产由40.8公斤提高到65.0公斤。第二次更新换代，1977-1994年，杂交育种。大豆杂交育种技术全面普及，品种株型不断改良。大豆品种株高降低，耐肥性增强，抗倒性显著提高，代表的品种为合丰25、绥农14等，这一阶段大豆产量稳步增长，平均亩产由65.0公斤提高到115.0公斤。第三次更新换代，1995-2015年，早熟抗逆育种。育成一批早熟、抗逆、抗倒、宜机品种，代表性品种有黑河38、合丰55、中黄13等。这一阶段大豆产量徘徊增长，平均亩产由115.0公斤提高到120.0公斤。
当前发展定位。目前处于第四次更新换代，2016年-至今，大豆联合育种。国家大豆振兴计划和大豆育种联合攻关等项目实施，我国大豆科技进步明显加快，新品种、新技术不断涌现，良种良法结合，在各产区创造了高产高效典型。高产、稳产、耐逆、宜机大豆品种大面积推广，代表性品种有黑河43、克山1号、齐黄34等。这一阶段大豆产量快速增长，全国大豆平均亩产由120.0公斤提高到132.0公斤。
总结四大作物的品种更新换代历程，水稻育种主要经历了矮化育种、杂种优势利用；小麦育种主要经历了矮化育种、远缘杂交育种；玉米育种主要经历了杂种优势利用、优异种质资源利用；大豆育种主要经历了系统选育、杂交育种。每一次品种更新换代都得益于育种技术的重大突破或优异种质资源的利用，进而培育出突破性新品种并在生产中推广应用，使产量大幅度跃升。
当前，现代生命科学和生物育种技术创新加快突破，与大数据、人工智能等现代信息技术交叉融合，逐步形成以智能精准设计为特征的高效农业生物育种体系，孕育着新一轮农业科技革命。随着优异种质资源的收集、鉴定和利用能力加强；优异基因资源不断发掘和重要育种价值材料持续创制，将极大丰富优异种质资源储备。
水稻，建立目标性状定向改良技术和杂交稻无融合生殖体系，进一步聚合优质、高产、多抗、广适、资源高效等优良性状，将推动重大突破性水稻新品种培育和品种更新换代。
小麦，建立快速育种和精准育种体系，加强优异小麦种质资源的收集利用和重要育种价值种质材料的创制，将推动重大突破性小麦新品种培育和品种更新换代。
玉米，建立精准设计育种技术体系和单倍体工程化育种体系，推广应用转基因抗虫、抗除草剂品种，将推动高产、优质、高效、绿色、宜机重大突破性玉米新品种培育和品种更新换代。
大豆，建立现代育种技术体系，提高育种效率和精度，深化种质资源创新与利用，推广应用转基因抗虫、抗除草剂品种，将推动高产、优质、专用、多抗重大突破性大豆新品种培育和品种更新换代。
1993-2020年，我国水稻单产平均增幅为0.6%/年，据此测算，预计2025年和2030年我国水稻亩产将分别达到485公斤和500公斤。2008-2021年，我国小麦单产平均增幅为4.12公斤/年，据此测算，预计2025年和2030年我国小麦亩产将分别达到404公斤和424公斤。2004-2021年，我国玉米生产遗传增益4.886公斤/亩/年，据此预测，2025年和2030年我国玉米单产将分别达到445公斤和470公斤。随着我国大豆生物育种产业化的推进，预计2025年和2030年我国大豆单产将分别达到160公斤和200公斤。
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