袁隆平院士的伟大贡献主要表现在四个方面：
第一，袁隆平不仅是杂交水稻事业的开创者，而且始终是这一研究领域的“领头雁”，创建了一门系统的新兴学科——杂交水稻学。四十多年来，杂交水稻研究的每一发展阶段、每一项重大创新，都离不开他所起到的关键作用，都体现了他非凡的经验智慧与学术思想。
1964年，他冲破当时流行的遗传学观点的束缚，在我国率先开展三系法培育杂交水稻的研究。20世纪70年代，他解决了三系法杂交稻研究中三系配套、优势组合选配和制种低产三大难题。20世纪80年代至90年代中期，他提出了杂交水稻的育种发展战略，并解决了两系法中的一些关键技术难题。
20世纪90年代中期以后，他设计出了以高冠层、矮穗层和中大穗为特征的超高产株型模式和培育超级杂交稻的技术路线,并在超级杂交稻研究方面频频取得重大进展。1982年，国际水稻研究所学术会首次公认：中国科学家袁隆平为世界“杂交水稻之父”。在科研实践的同时，袁隆平不断进行经验总结和理论升华。
从1966年发表我国杂交水稻研究的第一篇论文“水稻的雄性不孕性”以来，先后发表论文60多篇，其中在国外发表12篇；出版专著7部。袁隆平作为学术带头人，培养了一大批杂交水稻专家和技术骨干，在杂交水稻的研究和发展中建立和完善了一整套理论和应用技术体系，从而创建了一门系统的新兴学科——杂交水稻学。
第二，袁隆平的杂交水稻研究解决了中国人的吃饭问题，保障了国家粮食安全。有人曾经风趣地说，中国农民吃饭靠“两平”，一是靠邓小平的责任制，二是靠袁隆平的杂交水稻。从1976年开始，“三系”杂交稻在全国大面积推广，比常规稻平均增产20％左右，为解决我国粮食问题做出了历史性的贡献。
2000年，第一期超级杂交稻研究目标顺利通过了国家农业部组织的验收，原国务委员、国家科委原主任宋健院士赞扬说：“这一成果对保障21世纪我国粮食安全具有重要意义。”随后，袁隆平又提前实现了第二期超级杂交稻研究目标，它比一般杂交稻增产约30％。
据统计，到2006年止，我国累计推广种植杂交水稻56亿多亩，增加稻谷5200多亿公斤。近年来，全国杂交水稻年种植面积约2.4亿亩左右，年增产的稻谷可以养活7000多万人口。这是对上世纪90年代美国经济学家布朗提出的“未来谁来养活中国”的有力回答。
第三，袁隆平把“发展杂交水稻，造福世界人民”作为毕生最大的追求，为推动杂交水稻的国际发展、促进我国对外交往做出了巨大贡献。1980年，杂交水稻作为我国出口的第一项农业专利技术转让给美国，引起了国际社会的广泛关注。
90年代初，联合国粮农组织将推广杂交水稻列为解决发展中国家粮食短缺问题的战略措施。多年来，袁隆平7次赴国际水稻所开展合作研究，还被联合国粮农组织聘为该组织国际首席顾问，十几次赴印度、越南、缅甸、孟加拉等国指导发展杂交水稻。同时，他还在国内主持举办了20多期杂交水稻国际培训班，为30多个国家培训了500名技术人才。
这些专家回到本国后都成为当地研究和推广杂交水稻的技术骨干。目前，越南、印度、菲律宾已成为大面积生产应用杂交水稻的国家，杂交水稻的增产效果也十分显著。如越南，2004年种植杂交水稻面积已达65万公顷，每公顷6.3吨，比其全国平均水稻单产增产40%。如菲律宾，2005年种植杂交水稻面积达37万公顷，平均每公顷6.5吨，比其全国水稻平均单产高80%，使菲律宾粮食短缺的局面大为改观。
菲政府计划，到2007年发展杂交水稻300万公顷，实现粮食自给。由于各方面条件已经成熟，2005年7月，袁隆平提出了“杂交水稻外交”的建议，即积极在发展中国家推广杂交水稻，扩大中国的影响，以此进一步促进双边关系的发展。
这一建议得到了国家领导人和有关部门的高度重视，“杂交水稻外交”将成为我国“走出去”战略的一项重要内容。2005年10月，袁隆平在外交部第四期大使参赞学习班上做报告，我国驻80多个国家的大使、总领事和参赞听取了报告。
第四，袁隆平培养了大批杂交水稻研究和推广人才。四十多年来，在他的亲自培养、直接教导和间接影响下，不论是在他的研究中心，还是在全国杂交水稻技术攻关协作单位，已经形成了一支梯队结合、协同作战的杂交水稻技术队伍，肩负着将杂交水稻向纵深发展的重任。
如在国家杂交水稻工程技术研究中心，多年来他总是每年把与美国水稻技术公司合作所得到的顾问费捐献出来作为所长基金，累计捐资达100多万元，资助科研人员特别是年轻人开展有希望和潜力的项目研究。每年几乎都有几个课题获得2-5万元的资助。
他不但支持本单位的科技人员，也扶持其他单位的科研人员，如福建农业大学的一位博士后，开展多倍体水稻育种的探索性研究，但苦于经费不足。袁隆平院士得知后，专门拨出一笔经费，鼓励他取得成果。袁隆平院士不仅思想开明，而且意识超前，他深知未来的农业科技仅靠常规技术必将落伍，而必须与现代生物技术结合起来，甚至深入到分子技术领域，才可能占领科技发展的前沿阵地。
为此，他主张建立起分子育种室，并不遗余力地加强对人才的引进和培养。现在，他的研究中心的人才队伍已形成高水准的梯形结构，高级研究人员超过30名，占科研人员总数的一半；同时，还相继培养出一批硕士、博士研究生，为大大提高科研水平准备了后备人才；他还先后输送了多名年轻科技人员出国或到香港深造。有人问：“袁老师，您这样不断地把他们送出去，就不怕他们不回来？”
袁隆平宽仁而语重心长地说：“要把眼光放长远点，只有把人家先进的技术学过来，才能把我们的技术水平提高。”目前，留学博士们都做出了突出的成绩。1995年，他们首次在野生稻中发现了两个重要的数量性状基因位点，每一个基因位点具有比现有高产杂交稻威优64增产18%的效应。
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