1960年罕見的天災人禍，帶來了嚴重的糧食饑荒，一個個蠟黃臉色的水腫病患者倒下了……隆平的5尺之軀也直接經歷了饑餓的痛苦。
袁隆平目睹了嚴酷的現實，他輾轉反側不能安睡。他想起舊社會，人民受統治階級的剝削壓迫，受戰爭的痛苦，缺衣少食，流離失所。今天，人民當家作主，但仍未擺脫饑餓對人們的威脅。他決心努力發揮自己的才智，用學過的專業知識，盡快培育出畝產過800斤、1000斤、2000斤的水稻新品種，讓糧食大幅度增產，用農業科學技術戰勝饑餓。
袁隆平贊成這樣一個公式:知識+汗水+靈感+機遇=成功。
他依據對遺傳學已有的較深的認識，對試驗田里的退化植株仔細進行觀察和統計分析，不僅論證“鶴立雞群”的稻株是“天然雜交稻”，而且從其第一代的良好長勢，充分證明水稻也存在明顯的雜交優勢現象，試驗結果使他確信，搞雜交水稻的研究，具有光明的前景!
可是，雜交水稻是世界難題。因為水稻是雌雄同花的作物，自花授粉，難以一朵一朵地去掉雄花搞雜交。這樣就需要培育出一個雄花不育的稻株，即雄性不育系，然后才能與其他品種雜交。這是一個難解的世界難題。袁隆平知難而進，他認為，雄性不育系的原始親本，是一株自然突變的雄性不育株，也能天然存在。中國有眾多的野生稻和栽培稻品種，蘊藏著豐富的種子資源，是水稻的自由王國，“外國沒有搞成功的，中國人不一定就不能成功”。
袁隆平邁開了雙腿，走進了水稻的莽莽綠海，去尋找這從未見過、而且中外資料沒見過報道的水稻雄性不育株。時間一天天過去，袁隆平頭頂烈日，腳踩爛泥，駝背彎腰地、一穗一穗地觀察尋找。“功夫不負有心人”，終于在第14天發現了一株雄花花藥不開裂、性狀奇特的植株。袁隆平欣喜若狂。
1964年6月到1965年7月，他和妻子鄧則，又找到了6株雄性不育的植株。成熟時，分別采收了自然授粉的第一代雄性不育材料種子。經過兩個春秋的試驗和科學數據的分析整理，撰寫出第一篇重要論文《水稻的雄性不孕性》，發表在1966年《科學通報》第17卷第4期上。文中還預言，通過進一步選育，可以從中獲得雄性不育系、保持系(使后代保持雄性不育的性狀)和恢復系(恢復雄性可育能力)，實現三系配套，使利用雜交水稻第一代優勢成為可能，將會給農業生產帶來大面積、大幅度的增產。這篇重要論文的發表，被一些同行們認為是“吹響了第二次綠色革命”的進軍號角。
又經過8年歷經磨難的“過五關”(提高雄性不育率關、三系配套關、育性穩定關、雜交優勢關、繁殖制種關)，到1974年配制種子成功，并組織了優勢鑒定。1975年又在湖南省委、省政府的支持下，獲大面積制種成功，為次年大面積推廣作好了種子準備，使該項研究成果進入大面積推廣階段。
1975年冬，國務院作出了迅速擴大試種和大量推廣雜交水稻的決定，國家投入了大量人力、物力、財力，一年三代地進行繁殖制種，以最快的速度推廣。1976年定點示范208萬畝，在全國范圍開始應用于生產，到1988年全國雜交稻面積1.94億畝，占水稻面積的39.6%，而總產量占18.5%。10年全國累計種植雜交稻面積12.56億畝，累計增產稻谷1000億公斤以上，增加總產值280億元，取得了巨大的經濟效益和社會效益。群眾交口稱贊靠兩“平”解決了吃飯問題，一靠黨中央政策的高水平，二靠袁隆平的雜交稻，人們用樸實的語言，說出了億萬中國農民的心里話。
隨著雜交水稻的培育成功和在全國大面積推廣，袁隆平名聲大震。在成績和榮譽面前，袁隆平公開聲稱現階段培育的雜交稻的缺點是“三個有余、三個不足”，即“前勁有余、后勁不足;分蘗有余，成穗不足;穗大有余，結實不足”，并組織助手們，從育種與栽培兩個方面，采取措施加以解決。
80年代初期，面對世界性的饑荒，袁隆平心中再一次萌發了一個驚人的設想，大膽提出了雜交水稻超高產育種的課題，試圖解決更大范圍內的饑餓問題。
1985年，袁隆平以強烈的責任感發表了《雜交水稻超高產育種探討》一文，提出了選育強優勢超高產組合的四個途徑，其中花力氣最大的是培育核質雜種。可是多年的育種實踐，卻沒有產生出符合生產要求的組合。他便果斷迅速地從核質雜種研究中跳了出來，向新的希望更大的研究領域去探索。
袁隆平憑著豐富的想象、敏銳的直覺和大膽的創造精神，認真總結了百年農作物育種史和20年“三系雜交稻”育種經驗，以及他所掌握的豐富的育種材料，于1987年提出了“雜交水稻育種的戰略設想”，高瞻遠矚地設想了雜交水稻的二個戰略發展階段，即三系法為主的器種間雜種優勢利用;兩系法為主的秈粳亞種雜種優勢利用;一系法為主的遠緣雜種優勢利用。這是袁隆平雜交水稻理論發展的又一座新高峰。
在袁隆平的戰略思想指引下，繼湖北石明松1973年在晚粳農墾58自然群體中發現一株不育的光敏核不育材料之后，1987年7月16日，李必湖的助手鄧華風，在安江農校秈稻三系育種材料中，找到一株光敏不育水稻。歷經兩年三代異地繁殖和觀察，該材料農藝性狀整齊一致，不育株率和不育度都達到了100%，不育期在安江穩定50天以上，并且育性轉換明顯和同步。
這一新成果，為雜交水稻從“三系法”過渡到“兩系法”開拓了新局面。關于水稻“無融合生殖”研究的進展，也使一系法遠緣雜種優勢利用研究邁出了可喜的一步。袁隆平對雜交水稻研究的前景，充滿必勝信心。
隨著雜交水稻在世界各國試驗試種，雜交稻已引起世界范圍的關注。袁隆平近年來，先后應邀到菲律賓、美國、日本、法國、英國、意大利、埃及、澳大利亞等8個國家講學、傳授技術、參加學術會議或進行技術合作研究等國際性學術活動19次。自1981年袁隆平的雜交水稻成果在國內獲得建國以來第一個特等發明獎之后，從1985～1988年的短短4年內，又連續榮獲了3個國際性科學大獎。國際水稻研究所所長、印度前農業部長斯瓦米納森博士高度評價說:“我們把袁隆平先生稱為‘雜交水稻之父’，因為他的成就不僅是中國的驕傲，也是世界的驕傲，他的成就給人類帶來了福音。”
袁隆平，從湖南省偏僻的安江農校里走來，從一個山村中等農校的青年教師，成長為舉世矚目的名人，登上了“雜交水稻之父”的寶座。雜交水稻研究事業方興未艾，正朝著袁隆平新的戰略設想的方向迅猛發展!
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