袁隆平、周坤爐等育出了“二九南一號”、“威20”不育係和保持係；江西萍鄉市農業科研所的顏龍安等育出了“珍汕97”不育係和保持係；
福建的楊聚寶等育出了“威41”不育係和保持係。
但是，恢複係仍然沒有找到。
“三係”不能配套，雜交水稻依然不算培育成功。
水稻“三係”能否配套成功呢？這是當時理論界爭論的焦點之一。有人曾經預言：“袁隆平等人60年代搞的不育材料，易找恢複係，但沒有保持係；而現在的‘野敗’不育材料正好相反，雖獲得了保持係，但不一定找得到恢複係。”
袁隆平並不為理論界的這些評頭品足所動搖，他是一個實幹家，他的研究是從實踐起步的，也堅信能從實踐中找到解決的辦法。他充滿自信地推斷，恢複係一定會在近期篩選出來。
1972年3月，雜交水稻研究被國家科委列為全國重點科研項目。9月，在湖南長沙召開了第一次全國雜交水稻研究科研協作會。許多農業科研機構和大專院校參與基礎理論研究，與育種工作者緊密配合，形成了全國性的協作攻關陣勢。
這年秋天，袁隆平帶著10來名助手從長沙動身去海南島。周坤爐把浸過的穀種捆在身上，利用自身體溫加速催芽。因為人的體溫正好是催芽所需的溫度，盡管浸濕的稻種捆在身上不舒服，為了加快催芽，他可管不了自己舒服不舒服。
火車上沒有座位，助手們把行李堆在過道邊，給袁隆平當“軟席”坐。一路上，大家吸著喇叭筒煙，跟羅孝和開著玩笑，談笑風生。
到達南紅農場，捆在周坤爐身上的種子立即被播進實驗田。
各省的南繁實驗組輪番來請袁隆平去做指導。為了避免千軍萬馬在同一層麵上實驗的情況，袁隆平指導大家各有側重，從不同的方麵去突破。
有一天，外省科研組的幾個人來湖南組請教工作，袁隆平留他們吃飯，不好意思收飯費，自己以前也在人家那裏吃過嘛。管夥食的羅孝和感到為難了，不知道從哪裏支付這餐飯錢。那時候，每人一天的補貼為0.27元，生活確實清苦。他們想買一副兩毛多錢的撲克牌都舍不得。羅孝和把客人的飯錢記在袁隆平的名下。他想，你袁老師窮得吸生煙絲卷的喇叭筒煙，看你心痛不心痛。
那段時間裏，尹華奇行蹤有點詭秘，一有空閑就單獨往外跑。後來大家才知道，他談上戀愛了，贏得了三亞當地一位姑娘的愛情。有一天，他把對象帶來見袁老師，大家開他的玩笑說：“我們來隻是育稻種，你倒好，人種也育上了。”
1973年，在突破了“不育係”和“保持係”的基礎上，各地科技人員廣泛選用長江流域、華南地區、東南亞、美洲、歐洲等地約1000多個品種，進行測交篩選，找到了100多個具有恢複能力的品種。袁隆平、張先程等率先在東南亞品種中，找到了一個優勢強、花藥發達、花粉量大、恢複率在90%以上的“恢複係”。
這年9月，在長沙馬坡嶺實驗田，袁隆平和周坤爐轉育的“二九南1號”不育係，經過連續3年共7代的測交和回交，10個株係共3000株實驗稻，終於達到了100%不育且性狀與父本完全一致的標準。
10月份，在蘇州召開的全國雜交水稻會議上，袁隆平發表了題為“利用‘野敗’選育‘三係’的進展”的論文，正式宣告我國秈型雜交稻“三係”配套成功！
這一預示著我國應用水稻雜種優勢的時刻即將來臨的成功，並沒有獲得農學界權威應有的肯定。有人說，去年日本的新城長友教授訪華，承認他在1968年搞成功的“三係”配套由於沒有表現出明顯的優勢，不能應用於生產。言下之意就是，你袁隆平的這個“三係”配套也不過如此。
但是，新城長友搞的是粳稻，袁隆平搞的是秈稻。秈型雜交稻“三係”配套成功後，到底有沒有大田生產的應用價值？袁隆平感到壓力很大，他隻有用事實來說話。
顯示雜交優勢
不巧的是，蘇州會議對雜交水稻本來已經有了異議，長沙的實驗田裏出現了新情況，為這種異議提供了把柄。
袁隆平參加會議回來，遇上羅孝和一副愁眉苦臉的樣子。
原來，羅孝和在省農科院的實驗田裏種了一丘四分地的“三超稻”，也就是說它的產量要超過父本、母本和對照品種。這丘雜交優勢實驗田，禾苗生長得特別旺盛，引起了人們極大的興趣。收割時，實驗田稻穀的產量與對照品種湘矮早4號持平，稻草卻增加了一倍。
對雜交水稻持懷疑態度的人，抓住這一事實不放。他們說：“水稻即使有雜種優勢，也隻能表現在稻草上，而不在稻穀上。可人吃的是飯，不是草呀！這個雜交水稻，弄來弄去，生產上還是沒有價值。”
這些議論，把羅孝和搞得心灰意懶，抬不起頭來。
袁隆平認真地分析了這次試驗，滿懷信心地對助手們說：“這次試驗，表麵上看是失敗了，但實質上卻蘊含著極大的成功。有無優勢是雜交稻研究有沒有前途的關鍵，稻草的成倍增長顯示，雜交優勢在水稻這個自花授粉的作物上是客觀存在的。至於朝哪個方向發展，則屬於技術上的問題。這次稻草增產了，我們可以改良組合，下次優勢不就朝稻穀上麵發展了嗎？”
這番精辟的分析，使羅孝和心裏熱乎起來。
為了使雜交水稻盡快應用於生產，1973年春，袁隆平在海南島親自配製了10多公斤雜交稻種，分給助手試種。這年秋天，在湖南省農科院1.2畝的試驗田裏，這些種子收獲了畝產505公斤的高產量。
這一事實，讓雜交水稻的優勢初露鋒芒。
第二年，袁隆平擴大了試驗，各個試種點都取得了顯著效果。以湖南的一些試驗田為例，在與常規良種稻同等管理條件下，雜交稻畝產稻穀增加了50～100公斤，增產率為20%左右。常規良種稻的草與穀之比為1:1，雜交稻則為1:1.4。雜交優勢已經很大程度地發揮到稻穀上來了。
1974年，袁隆平育成了中國第一個強優勢組合“南優2號”，在安江農校試種，中稻畝產628公斤；作雙季晚稻示範栽培了20多畝水田，畝產511公斤，分別比常規水稻增產30%以上。
到了雜交早稻“威優35”問世後，事實雄辯地證實了雜交稻的優勢。袁隆平和他率領的技術人員終於闖過了雜交水稻配組的優勢關。
攻克製種關
袁隆平實現了“三係”配套，又闖過了優勢關，現在麵臨著製種產量低、雜交種子成本太高的難關。
製種試驗田生產出的雜交種子，畝產隻有5.5公斤。經過成本核算，雜交種子要達到畝產40公斤才合算，農民才會樂於接受。否則，畝產增收的稻穀與種子成本兩相抵消了，農民還是得不到實惠。
日本雜交稻研究比中國早，未能用於實際生產的原因，除育性不穩定、優勢不強之外，就是繁殖製種產量沒有過關。
這一關過不了，雜交水稻就無法大麵積推廣種植。
袁隆平深入田間地頭，經過仔細觀察調查，發現雜交製種的關鍵，主要不是那些書齋裏的學者指出的花穎太小、花粉太少的原因，更主要的是取決於父本和母本的揚花時間能否步調一致，如果兩者花期相遇，花粉能均勻地散落在母本花蕊上，達到每畝有154萬粒稻穀授精成熟，畝產雜交種子就可達40公斤。
抓住了問題的關鍵，他開始了高產製種試驗，親自觀察父本和母本的開花習性，尋找葉齡與花期的關係，推算播種時期，一套具有袁隆平特色的製種辦法在他的腦子裏成熟了。
他設計了父本與母本分壟間種的栽培模式，母本成畦，父本成行，以確保母本均勻受粉。
在采取父本和母本分期播種的基礎上，袁隆平還指導技術人員采用調節花期、割葉、剝包、噴射“920”、人工輔助授粉等綜合性措施，目的就是讓父本和母本的花期同步，充分受粉，從而提高雜交種子的產量。
用這套辦法實驗的結果是，1975年春，湖南協作組27畝製種田，畝產上升到29公斤，其中高產田過了畝產50公斤。
幾年後，中國雜交水稻享譽世界，外國專家來到製種田參觀，看到中國的技術員用繩子在揚花的稻子上趕來趕去，他們不知道那是施什麼“魔法”，大感奇怪。了解到這是“趕花粉”，目的是幫助母本盡可能地多受粉多結籽，他們才恍然大悟，讚歎不已。
實踐證明，袁隆平的理論設想和技術設計非常實用，效果顯著。他係統地總結了這期間製種攻關的經驗，寫出了《雜交水稻製種與高產的關鍵技術》這篇重要論文，有力地指導了全國的雜交水稻製種。