原標題:由治理鹽鹼地適應作物,向選育耐鹽鹼植物適應鹽鹼地轉變,黃河三角洲農業高新技術産業示範區積極探索——把鹽鹼地變成豐産田(人民眼·糧食安全)
引子
九曲黃河,在山東省東營市奔流入海。河與海交融激蕩,孕育出一片廣袤的三角洲;水與鹽此消彼長,導致這裡的生態環境脆弱。
2021年10月21日上午,正在東營市考察的習近平總書記來到黃河三角洲農業高新技術産業示範區。由於海水侵襲等原因,這裡80%以上的土地是鹽鹼地。近年來,通過生態化利用和種業創新,鹽鹼地長出了産量高、品種好的多種耐鹽鹼作物。
農技人員介紹了示範區育種思路的轉變——從治理鹽鹼地適應植物,到選育耐鹽鹼植物適應鹽鹼地。
習近平總書記指出:“這就像發展旱作農業,不是治理旱地,而是要推廣適宜的耐旱植物品種。”
沿著田間道路,習近平總書記邊走邊看。兩側平整廣闊的地塊上,苜蓿蔥綠,藜麥泛紅,田菁長勢喜人。
正值大豆收穫季節,總書記走進田裏,彎下腰來摘了一個豆莢,剝出一粒大豆,放在口中細細咀嚼:“豆子長得很好。”
農業部門負責同志告訴總書記,全國有15億畝鹽鹼地,其中5億畝具有開發利用潛力。
“18億畝耕地紅線要守住,5億畝鹽鹼地也要充分開發利用。如果耐鹽鹼作物發展起來,對保障中國糧倉、中國飯碗將起到重要作用。”習近平總書記勉勵道。
中共中央、國務院2020年10月印發的《黃河流域生態保護和高品質發展規劃綱要》提出:“支援黃河流域農牧業科技創新,推動楊淩、黃河三角洲等農業高新技術産業示範區建設,在生物工程、育種、旱作農業、鹽鹼地農業等方面取得技術突破。”
今年1月印發的《中共中央 國務院關於做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》要求,“積極挖掘潛力增加耕地,支援將符合條件的鹽鹼地等後備資源適度有序開發為耕地。研究制定鹽鹼地綜合利用規劃和實施方案。分類改造鹽鹼地,推動由主要治理鹽鹼地適應作物向更多選育耐鹽鹼植物適應鹽鹼地轉變。支援鹽鹼地、乾旱半乾旱地區國家農業高新技術産業示範區建設。”
近日,記者走進黃河三角洲農業高新技術産業示範區,探尋鹽鹼地生態化利用和種業創新之路。
試驗田管理員李瑞田——
“鹽鹼地上建起農業高新技術産業示範區,科研工作者把良種良技送到田間地頭”
谷苗青青,隨風搖曳,春日的黃河三角洲滿目新綠。步入山東省黃河三角洲農業高新技術産業示範區鹽鹼地現代農業試驗示範基地,試驗田管理員李瑞田正蹲在田壟上,低頭察看莊稼長勢。
輕輕撥開谷苗根部的泥土,一株托著幾片嫩葉的纖細根莖映入眼簾。“開春氣溫回升,谷苗噌噌上躥,保準是個豐收年。”李瑞田小心翼翼地把土推了回去。
幾年前,他腳下的這片沃土還是白茫茫一片鹽鹼地。
東營地處黃河尾閭、渤海之濱。由於海水頂托,黃河至入海口處流速放緩,泥沙淤積形成一片廣袤的三角洲,因成陸時間短,地下水位埋深較淺,土壤鹽漬化嚴重,生態環境脆弱。目前,東營市鹽鹼地約為340萬畝,佔全省鹽鹼地面積的38.2%。
“春天白茫茫,夏天雨汪汪,十年九不收,糠菜半年糧。”李瑞田口中蹦出的這句民諺,道出了鹽鹼地上種糧之難。由於土壤含鹽量高,除鹼蓬等少數耐鹽鹼植物外,幾乎寸草不生。
52歲的李瑞田在東營長大,對黑黢黢的鹼蓬種子印象尤深。“那會兒糧食不夠吃時,父母就採鹼蓬種子當口糧。”1989年,李瑞田成為東營市原國營廣北農場的一名職工,耕種的20多畝土地,基本是土壤含鹽量高的低産田,長出的谷稈植株僅40釐米高。
如何喚醒沉睡的鹽鹼地?2009年12月,國家發展改革委印發《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》,提出“支援黃河三角洲荒鹼地綜合治理,有計劃地對荒鹼地進行開發治理及改造中低産田”。次年,李瑞田所在的廣北農場改制為東營市高效生態農業示範區。隨著一系列土壤改良技術推廣應用,原來的鹽鹼荒灘逐漸有了綠意。
2015年10月,國務院批復同意設立黃河三角洲農業高新技術産業示範區,這是我國第二個國家級農業高新技術産業示範區。國務院批復指出,示範區要在鹽鹼地綜合治理、探索土地經營管理新機制、發展現代農業方面走在前列。
在黃河三角洲農業高新技術産業示範區,鹽鹼土壤面積達43.97萬畝,佔總面積的80%以上;土壤鹽分含量從1‰至10‰自西向東梯次分佈,覆蓋了輕度、中度和重度3種鹽鹼地類型,是濱海鹽鹼地的典型代表,也是探索荒鹼地治理新技術的天然試驗場。東營市和黃河三角洲農業高新技術産業示範區出臺了一系列政策措施,向進駐示範區的科研院所提供試驗田和必要的科研條件,中國科學院、中國農業科學院等單位的科研團隊紛至遝來。
一場科技會戰在黃河口悄然打響。李瑞田由農場職工轉型為試驗田管理員,精心呵護科研工作者栽種的耐鹽鹼新品種。1.28萬畝的鹽鹼地現代農業試驗示範基地上,相繼種上了黑小麥、藜麥、大豆等耐鹽鹼糧食作物和苜蓿、燕麥等耐鹽鹼牧草。
“鹽鹼地上建起農業高新技術産業示範區,科研工作者把良種良技送到田間地頭。”李瑞田很快感受到了變化。看著原本乾裂板結的土地逐漸變得鬆軟,綠油油的谷苗從土裏鑽出來,他的眼睛亮了——這麼多年來,他是頭一次看到穀子長得如此齊整。經過土地排鹼、降鹽培肥等一系列生態化改良舉措,植株高度近80釐米,飽滿的大穗兒把穀子壓彎了腰。
2016年秋天,李瑞田收割完最後一茬穀子,掰著指頭細細一算,眼睛笑成一條縫:穀子畝産量從2015年的300斤躍升至600斤,提高了一倍。近年來,示範區鹽鹼地現代農業試驗示範基地好消息連連:黑小麥畝産900斤、藜麥畝産380斤……昔日“十年九不收”的鹽鹼地展露新顏。
節水技術研發人員王光美——
“改大水漫灌排鹼為微噴滴灌,單次灌溉畝均用水量由120立方米降至25立方米”
放眼田間,一條條黑色微噴帶順著地壟鋪展開來;定睛細瞧,一個個針眼大小的水孔遍佈微噴帶上。李瑞田扭開閥門後,水如細雨般噴出,落在一株株嫩苗上。
“老李,莊稼吃水沒問題吧?”中國科學院煙臺海岸帶研究所黃河三角洲農田生態系統野外科學觀測研究站站長王光美打著招呼走過來。正在鏟土的李瑞田抬頭答道:“放心,供水足足的。”近期風力較大,李瑞田鏟土壓實微噴帶,以免被風刮跑。
“治理鹽鹼地,水是關鍵。”王光美説,土地缺水時鹽鹼上侵,水足則能沖走鹽鹼。然而東營市淡水資源匱乏,全市每人平均水資源佔有量不到全國的1/6。如何用好有限的水資源?
2014年4月,國家發展改革委、科技部等10部門出臺《關於加強鹽鹼地治理的指導意見》,提出合理開發利用水資源、深入推進鹽鹼地治理科研工作等7項措施,其中提出“提升暗管改鹼技術裝備水準,加強節水型治理技術研發,明溝排水與暗管排鹽相結合,耐鹽抗旱作物與控制灌溉技術相結合,爭取以較少的淡水資源取得最大的治理效果”“中國科學院做好技術支撐與服務,將各類治理技術進行整合與優化組合,因地制宜建立鹽鹼地治理利用技術模式,不斷提升技術模式的工程化程度和便捷性、實用性”。
2018年3月,中國科學院煙臺海岸帶研究所與黃河三角洲農業高新技術産業示範區簽訂協議,共建黃河三角洲農田生態系統野外科學觀測研究站。王光美帶領兩名剛畢業的碩士研究生紮下根來,重點圍繞節水技術開展鹽鹼地治理研究。
萬畝田野間,溝裏的水靜靜地流淌,勾起了李瑞田的回憶。過去,當地人挖掘深溝大壑排鹼,通過大水漫灌沖走土壤裏的鹽分,生態擾動大,用水成本高,有的地塊甚至要壓4遍水才能種植。如今小溝縱橫相連,在地裏舖設微噴帶、滴灌細管等節水設備,精準滴灌既控鹽又節水,技術維護成本低。
“改大水漫灌排鹼為微噴滴灌,單次灌溉畝均用水量由120立方米降至25立方米。”王光美隨手撿起一個土疙瘩,放在手心輕輕一握,細土順著指間滑落。土壤含鹽量持續下降,土質愈發鬆軟。
近3年來,示範區鹽鹼地現代農業試驗示範基地的土壤肥力普遍提升了1至2個等級。“地力肥了,能多打糧嘍!”李瑞田笑道。
近期,王光美團隊正在試驗田裏舖設新的滴灌管道,準備用於微鹹水灌溉實驗。這一實驗旨在根據農作物各生育時期承受的鹽度上限制定灌溉計劃,將作物根區鹽分調控在可耕種水準,3年內能將鹽鹼地土壤鹽分從4‰至6‰降至3‰以下,節約淡水38%以上。
改地來適種,土地變“健康”,這是鹽鹼地農業生産的基礎條件。但要挖掘鹽鹼地開發利用潛力,僅改地還不夠,需要從根源上尋突破,解決好“誰適應誰”的問題。
種質資源採集人員徐化淩——
“蒐集野生大豆樣本522份,篩選耐鹽野生大豆核心種質74份”
簸箕輕抖,豆粒翻飛,李瑞田從中拈起一顆仔細打量,通體黝黑透亮。這種編號為HSJ104—2的野生大豆還沒有正式命名,由東營市農業科學研究院鹽生植物與生態農業研究所所長徐化淩團隊從偏僻的鹽鹼灘上採集而來,經李瑞田悉心呵護,已在鹽鹼地現代農業試驗示範基地生根發芽,不僅蛋白質含量高,而且耐鹽鹼性和抗旱能力俱佳,改良栽培後前景看好。
“要選育耐鹽鹼植物,種質資源研究是基礎性工作,而種質資源的收集、保護和鑒定評價是基礎中的基礎。”徐化淩説,“我們團隊走遍了黃河三角洲的角角落落,目的正是採集優質種質資源,選育耐鹽鹼植物。”
“野外採集種子不易,猶如沙裏淘金。”徐化淩坦言,重度鹽鹼區和荒灘路尤其難走,越野車有時會陷入泥坑,團隊技術人員就拿著鐵锨,把泥一點點鏟出來,再墊上磚。越野車開不進去,科研人員就兵分幾路,帶上鐵锨、網兜、標簽,徒步深入荒灘,一邊開路一邊尋找樣本。
徐化淩攤開一張地圖,上面密密麻麻標記了近300個點位,記錄著他和團隊的尋種足跡。每抵達一地,科研人員都會通過衛星定位標記。
“採集時能吃得了苦,篩選時要靜得下心。”徐化淩説,經過反覆鑒定檢測,篩掉重復資源後,才能選出具備高蛋白、多莢多粒、抗病性強、耐鹽鹼等性狀的優質樣本。“這一過程週期長、見效慢,需要科研工作者甘坐‘冷板凳’。”
“近年來,東營市農業科學研究院團隊累計蒐集野生大豆樣本522份,篩選耐鹽野生大豆核心種質74份,全部納入黃河三角洲野生大豆種質庫。”隨徐化淩步入東營市農業科學研究院鹽生植物與生態農業研究所實驗室,仿佛走進了一間大豆博物館。野生大豆、大豆植株、大豆籽粒等近2000個樣本整齊碼放。2017年,實驗室把從黃河口採集的200多份野生大豆樣本送至中國農業科學院作物科學研究所進行基因檢測,結果顯示所有樣本全部含有苗期耐鹽基因。
“近期研究發現,黃河三角洲的野生大豆進化出了一種類似‘鹽腺’的組織,具有較好的耐鹽表現。”徐化淩説,黃河三角洲農業高新技術産業示範區已建成鹽生植物種質資源庫,蒐集本地和國內外糧食、飼草、藥用植物、果蔬等鹽生作物種質資源13科42屬89種,共計1.5萬份,為後期育種打下了堅實基礎。
育種實驗人員寧凱——
“各育種團隊初步選育新品係37個,示範推廣9.2萬畝,畝增效益15%至20%”
夜色漸濃,東營市農業科學研究院鹽生植物與生態農業研究所燈火通明。實驗室內,徐化淩的同事寧凱手持鑷子,將豆粒小心翼翼地放入培養皿中。“既是搶救性保護,也是加速度研發。”寧凱將萬里挑一的育種過程形容為“大海中撈針”:選育一個優良品種長達8至10年,不僅要從野外採集的種質資源中篩出符合條件的親本,還得在試驗田中反覆試種。
雨後艷陽高照,寧凱匆匆趕往試驗場察看豆苗。原來,鹽鹼地土壤遇水後板結變硬,新萌發的幼苗拱不動地皮,容易造成幼苗莖部折斷。新苗長高成株後,寧凱到試驗田的次數也愈發頻繁,他蹲在地裏觀察半晌,仔細記錄葉型、植株高度、豆莢茸毛顏色等。
“育種需要科技支撐,也離不開汗水澆灌。”寧凱説,每年豆花綻放時節,是人工授粉的關鍵階段。那時天氣潮濕悶熱,茂密的葉子磨得皮膚火辣辣地疼,臉上沾了花粉後格外瘙癢,更別説還要忍受田間蚊蟲叮咬……對此,寧凱並不在意。他説,每次授粉結束後,大家的衣服能擰出水來。
“人工授粉的成功率只有30%,但我們要付出100%的努力。”寧凱介紹,研究所還從國內外引進栽培大豆良種200多份,利用野大豆多莢多粒、抗病性強、耐鹽鹼等性狀,對栽培大豆實施改良,培育出了一系列適合黃河三角洲地區的大豆新品係。
“黃河三角洲農業高新技術産業示範區成立以來,各育種團隊初步選育新品係37個,示範推廣9.2萬畝,畝增效益15%至20%。”寧凱説,為解決鹽鹼地適生植物育種難、育種週期長、制種産量低等瓶頸問題,中國科學院主持設計並建成了耐鹽鹼植物數字化育種加速器,為黃河三角洲農業高新技術産業示範區構建起“實驗室分子設計育種——人工模擬環境育種加速——田間耐鹽梯度測試鑒定”三級育種體系,變傳統田間經驗育種為分子設計育種。
走進黃河三角洲農業高新技術産業示範區耐鹽鹼植物數字化育種平臺,一個個長滿綠植的玻璃櫥窗映入眼簾。在人工模擬環境中,甜高粱、黑麥草、紫花苜蓿、田菁等作物長勢喜人。往年冬天,不少耐鹽鹼植物育種專家要赴海南省南繁科研育種基地開展農作物新品種加代繁育。如今有了數字化育種加速器,這裡的工作人員在室內就可完成植物育種。
“得益於智慧控制系統,每年可育種6至8代,速度是溫室育種的3至4倍、大田育種的5至6倍。”對這款耐鹽鹼植物數字化育種加速器,黃河三角洲農業高新技術産業示範區鹽鹼地綜合利用技術創新中心負責人羅守玉讚賞有加。
技術創新中心負責人羅守玉——
“匯聚56家科研院所的116支專家團隊,把論文寫在鹽鹼地上”
陽春時節,黃河三角洲農業高新技術産業示範區一派繁忙景象,4台無人駕駛的智慧農機往來穿梭,犁鏵掘進之處,泥土翻飛如浪。中國科學院計算技術研究所智慧農機團隊正在開展智慧農機無人化旋耕作業。羅守玉操控遙控手柄,一架無人機騰空躍起,螢幕上隨即傳回鹽鹼地現代農業試驗示範基地的俯瞰畫面:萬畝大田宛如一幅綠意濃濃的巨型畫布。
“從白茫茫一片鹽鹼地,到如今目之所及的濃濃綠意,每一抹綠色都凝結了科研工作者的汗水。”羅守玉介紹,依照國務院批復意見,黃河三角洲農業高新技術産業示範區納入國家高新技術産業開發區序列,實行現行的國家高新區政策。示範區通過與中國科學院、中國農業科學院、中國林業科學研究院等機構合作,建設了智慧農機、鹽地種業、生物技術、益蟲資源、鹽鹼地生態系統觀測等5個中試研發平臺和設施農業測試驗證平臺。
“目前,黃河三角洲農業高新技術産業示範區已匯聚56家科研院所的116支專家團隊,把論文寫在鹽鹼地上。”羅守玉説,依託鹽鹼地綜合利用技術創新中心的協作機制,示範區定期邀請科研人員座談交流,幾乎每次都能帶來技術突破、豐産豐收的好消息。
“示範區有一塊鹽鹼地大豆畝産再創新高,突破了470斤。”在去年11月召開的一次座談會上,李瑞田帶來的好消息,立即引發科研人員熱議。
“鹽鹼地,勤中耕,才有季季好收成。”徐化淩説,儘管試驗田大豆畝産持續創出新高,但2020年東營市大豆平均畝産僅232斤,“這説明增産潛力大,還需要加大中低産田改造力度,不斷提高大豆等糧油作物的單位産量。”
“今年中央一號文件提出‘大力實施大豆和油料産能提升工程’,並要求‘開展鹽鹼地種植大豆示範’。牢牢端穩中國飯碗,必須把‘藏糧于地、藏糧于技’落實到位。”王光美接過話茬説道,依託黃河三角洲農田生態系統野外科學觀測研究站,中國科學院煙臺海岸帶研究所正在持續推進綠肥輪作還田改善鹽鹼地土壤結構、土壤改良劑添加、土壤健康檢測平臺建設等3個研究課題。“未來,白茫茫的鹽鹼地上將結出更多‘金燦燦’‘綠油油’‘紅艷艷’的碩果。”
本報記者 徐錦庚 李 蕊 《 人民日報 》( 2022年04月08日 第 13 版)