蹲点深一度|黄河三角洲:盐碱地农业新概念

2021-11-22 07:20 大众报业·大众日报客户端阅读 (87567) 扫描到手机

原标题:蹲点深一度|盐碱地农业新概念

◎从“改地适种”到“改种适地”

“改种适地”关键在于育种,离不开育种人才尤其是高层次科研团队支撑

把盐碱地变成丰产田,一直是黄河三角洲地区百姓的梦想,而实现梦想的路径,以往就是一条——改造盐碱地。但“改地适种”的弊端也明显:成本高,每亩改造费用数千元甚至更多;维护难,有的地块甚至要压四遍水才能种植。不同于“改地适种”以挖沟修渠等工程方式为主,“改种适地”的关键在于育种,离不开育种人才尤其是高层次科研团队的支撑。本土研发力量有限,东营搭建高层次平台,吸引大院大所,引入高层次人才,在黄河口形成种业“科技会战”。

◎想出好成果,就得把科研环境打造好

不同机构之间分工明确、协同合作,方能达到效果最优

一方面,选育耐盐碱植物,种质资源的收集、保护和鉴定评价又是基础中的基础,需要科研工作者有敢于吃苦、甘坐“冷板凳”的精神。另一方面,想让科研出好成果,就得把科研环境打造好,解决科研人员急难愁盼的问题。为吸引大院大所落户,东营推出优厚条件——向进驻的科研院所提供500-1500亩不等的试验用地。育种涉及许多学科,不同机构之间分工明确、协同合作,方能达到效果最优。

◎利用得当,盐碱地也能发挥出大潜力

“越是在盐碱地这种逆境条件下,风味物质产生得就越多,口感就会越好”

贫瘠的盐碱地也能产出优质农产品?答案是肯定的。“风味物质是植物本身的一种抗逆的反应,越是在盐碱地这种逆境条件下,风味物质产生得就越多,口感就会越好。”如此看来,盐碱地虽是农业发展的重要制约因素,但只要利用得当,盐碱地也能发挥出极大的潜力。黄河三角洲地区生态环境相对脆弱,在这里进行农业开发不得不考虑到环境的承载能力,尤其是水资源。如何能做到既挖掘盐碱地开发利用潜力,同时又节约水资源,实现绿色可持续发展?科研人员们正从不同角度求解。

盐碱地农业新概念

◆不同于“改地适种”以挖沟修渠等工程方式为主,“改种适地”的关键在于育种

◆“风味物质是植物本身的一种抗逆的反应,越是在盐碱地这种逆境条件下,风味物质产生得就越多,口感就会越好”

◆从一定意义上说,精准灌溉也能够起到控制盐碱、改良土壤的作用

大众日报记者 李振

紫中透亮的中紫4号紫米,维生素A和维生素B6含量分别比普通白米高出5倍和10倍;东航-D95大豆又被称为豆浆大豆,打出的豆浆醇香绵密没有腥味;浓味西红柿维生素C、蛋白质、番茄红素等营养指标比普通西红柿高20%以上……你可能想不到,这些品质优异、营养丰富的农产品,都产自黄河三角洲的贫瘠盐碱地。

盐碱地一度被称为土地的“绝症”。中国的盐碱地面积约为15亿亩,其中可利用的盐碱地约5.5亿亩,是一笔“沉睡”的宝贵资源。开展盐碱地综合利用,对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗具有重要战略意义。东营拥有盐碱地面积340万亩,是我国乃至世界范围内规模最大、利用难度最高的盐碱地之一。如何使盐碱地兼具生态效益与经济效益?日前记者来到东营蹲点采访。

从“改地适种”到“改种适地”

“改种适地”关键在于育种,离不开育种人才尤其是高层次科研团队支撑

11月6日上午,东营市现代农业示范区(以下简称“示范区”),中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员王建林屏气凝神,注视着稻田里专家们选点、测量面积、示意收割机启动收割……

11月6日,中国科学院遗传与发育生物学研究所邀请相关专家对该所选育的耐盐粳稻新品系“盐黄香粳”进行测产。

“‘盐黄香粳’在示范区含盐量为6‰的盐碱地上用微咸水灌溉,实现了515.31公斤的平均亩产,外观品质达到了一级米。”经过实打测产和品质分析,当天下午,水稻育种专家、中国工程院院士陈温福代表专家组宣布测产结果,现场掌声不断——适宜盐碱地的优质农作物家族,又增添了一个新成员。

“盐黄香粳”是盐碱地孕育新生机的缩影。

“示范区的土地以中重度盐碱地为主,以前它们是这里的‘主宰’。”站在示范区的创新大道旁,示范区相关负责人指向路边一簇火红的碱蓬。“但现在向两侧看,基本都是各类耐盐植物的试验田。”顺着他手指的方向望去,东侧有可以做饲料用的偃麦草,西侧有能产橡胶的蒲公英,远处是刚刚收割完的耐盐碱水稻。

示范区规划建设了黄河三角洲种业创新产业园,在耐盐粮食、耐盐蔬菜、耐盐林草等方面开展试验示范,目的就是要培育黄河三角洲自主的种子品牌。目前由中国农科院作科所、中科院植物所、山东省农科院共同培育的 “中紫4号”高营养水稻完成水稻新品种认定,大豆材料TZX-805和TZX-1736刚刚完成实收测产,亩产分别达263.3公斤和264.8公斤,盐碱地大豆创高产。

把盐碱地变成丰产田,一直是黄河三角洲地区百姓的梦想,而实现梦想的路径,以往就是一条——改造盐碱地。

新中国成立后,国家在黄河三角洲地区启动了以引黄灌渠为代表的大型水利工程建设和以黄淮海平原农业资源综合开发为代表的土地整治,采取了包括挖沟排盐、种稻改盐、台田降盐、上农下渔等多种措施模式,一定程度上改善了盐碱地的农业生产条件。

但“改地适种”的弊端也明显:成本高,每亩改造费用数千元甚至更多;维护难,有的地块甚至要压四遍水才能种植。而随着“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”理念推进,传统大水漫灌压碱的水成本越来越高,选育耐盐碱植物适应盐碱地成为重要选择。

不同于“改地适种”以挖沟修渠等工程方式为主,“改种适地”的关键在于育种,离不开育种人才尤其是高层次科研团队的支撑。

位于广饶县的黄河三角洲农业高新技术产业示范区(以下简称“农高区”),现代化的科研大楼矗立在广袤的盐碱地上,116支科研团队在此扎根,开展农作物、林木、土壤等盐碱地综合利用的各类研究。

本土研发力量有限,东营搭建高层次平台,吸引大院大所,引入高层次人才,在黄河口形成种业“科技会战”。

东营市农业农村局副局长娄维佐介绍,依托农高区、示范区、东营市农业科学研究院三大平台,东营与中国科学院、中国农科院、中国林科院等机构合作,建设国家盐碱地综合利用技术创新中心、耐盐作物研究基地、黄河三角洲种业创新产业园等一批科技创新平台,已有一系列高产优质的耐盐作物新品种、新品系陆续问世。

“改种适地”初见曙光,东营建设了耐盐碱功能粮食、耐盐饲草、食药同源作物等种质资源圃669亩,为盐碱地种业创新奠定了种质基础。

耐盐品种的推广,让越来越多的农民尝到了甜头。“这些都是中国农科院作科所选育中饲系列的品种,中饲1877、中饲3297、中饲1640,都是优质饲草。”中农东营耐盐作物研究中心负责人曹爱礼,带记者来到播种刚一个月左右的小黑麦田。“就拿中饲1877来说,能在含盐量3‰左右的土壤中生存,亩产优质青贮饲草1.8吨,而且粗蛋白含量、纤维素质量显著优于玉米秸秆,受到奶牛饲养户的欢迎,养殖户的订种电话一天能接两三个。”他告诉记者,今年秋种前,中饲1877的种子就全部订完了,销售超过5万斤。今年中饲1877一共推广12000亩,预计明年还能增加15000亩。

曹爱礼给记者拿出一本印发于今年6月的小黑麦种植技术培训会培训材料。翻开这本图文并茂的小册子,小黑麦的特性、产业化优势、生产配套技术等信息介绍得清清楚楚。曹爱礼说,从2018年开始,园区专门安排小黑麦推荐会,邀请中国农科院的专家现场为种植大户、合作社、基层农机人员等介绍技术规范、种植流程等知识,发放介绍材料,带他们现场参观,提高了新品种的推广速度。

想出好成果,就得把科研环境打造好

不同机构之间分工明确、协同合作,方能达到效果最优

走进东营市农科院盐生植物与生态农业研究所实验室,仿佛进入一间大豆博物馆。栽培大豆、野生大豆、大豆植株、大豆籽粒、长期保存的、短期保存的、明年播种的……近2000个样本整齐码放。

拿出几个密封盒,分装着红色、绿色、黑色等颜色各异、大小不一的种子。“这就是野生大豆的籽粒。”盐生植物与生态农业研究所所长徐化凌小心翼翼地把几粒种子摊在掌心,“它们虽然个体小,但具有很高的育种价值。”

2017年,盐生植物与生态农业研究所把在黄河口采集的200多份野生大豆样本送到中国农科院作科所进行基因检测,结果发现所有样本全部含有苗期耐盐基因。“近期前沿研究发现,黄河三角洲的野生大豆进化出一种类似‘盐腺’的组织,能够把吸收进去的盐通过‘盐腺’排出。”徐化凌说。

选育耐盐碱植物,种质资源研究是基础,其中种质资源的收集、保护和鉴定评价又是基础中的基础。这一过程周期长,见效慢,出成果、发论文的机会少,需要科研工作者有敢于吃苦、甘坐“冷板凳”的精神。

东营市农科院盐生植物与生态农业研究所所长徐化凌观察大豆样本。

2016年开始,徐化凌带领团队在黄河三角洲开展系统性的野生大豆资源搜集。荒地滩汽车开不进,只能徒步,科研人员背着铁锨、网兜、标签,一边开路一边寻找样本,最终从217个点位成功采集到510多份样本资源。经过指纹图谱分析最终在这些样本中确定了74份遗传性唯一的样本,目前均已纳入黄河三角洲野生大豆核心种质资源库,得到了异位保护。

“不同地区的野生大豆特点不同,开展育种工作最好尽量多地拓展亲本库。”徐化凌说,前期他们的搜寻范围基本在黄河三角洲,下一步,计划去省内的南四湖以及省外一些地区搜集更丰富的育种材料。

徐化凌带领的团队已有一个饲用大豆通过审定,一个饲用大豆待审。不过,他最为期待的高产优质大豆,尚未诞生新品种。

“眼下处于即将迎来新品种的‘前夜’。”徐化凌说,目前他手上已有一批高产优质大豆材料稳定下来,最快的明年能进入区域试验,区域试验2-3年后就可以争取审定,“跨过了这道门槛,就能进入连续出品种的良性循环阶段。”

想让科研出好成果,就得把科研环境打造好,解决科研人员急难愁盼的问题。

育种专家最缺什么?大多情况下,是一片好的试验田。

“我2017年进驻示范区,一方面看中这里开展盐碱地研究得天独厚的自然条件,另一方面就是示范区优厚的土地供给。”王建林说,示范区给中国科学院遗传与发育生物学研究所提供了1000亩实验地,盐碱程度覆盖高中低三类,便于研发团队根据不同的土壤类型开展田间试验。

对于盐碱地研究来说,黄河三角洲滨海盐碱地的自然条件得天独厚,示范区内的土地更是各种类型兼具,且以中重度盐碱地为主,是绝佳试验场。此外,示范区属于国营农场改制单位,土地成方连片、权属清晰,规模化生产条件成熟,能够实现集约利用。为吸引大院大所落户,东营推出优厚条件——向进驻的科研院所提供500-1500亩不等的试验用地。

育种涉及许多学科,不同机构之间分工明确、协同合作,方能达到效果最优。

徐化凌说,在育种工作中有时会发现一些新的性状,可以观察到,但无法解释其发生的机理,这就需要与大院大所开展合作,交由他们开展基因层面的研究和解释。

盐生植物与生态农业研究所正与省内一家高校的生命科学院开展合作,他们开展常规的杂交后代分离,高校完成后期的实验室分子标记,把分子育种这一前沿技术应用到耐盐作物选育中来。

平台也要尽可能搭建桥梁,为进驻其中的科研机构提供交流和便利。今年得知中科院地理所规划建立盐生植物园,需要引入一批耐盐苗木,示范区工作人员电话打给同在示范区内、正推广新品种的中国林科院黄河三角洲综合实验中心。在示范区的牵线搭桥下,综合实验中心的200棵柽柳和70棵华健榆顺利交付盐生植物园。

记者采访发现,在一些基层育种机构,科研用人紧张的情况依然存在。某事业单位性质的研究机构长期以来一直维持5人编制,想要招聘人才扩大规模,但编制数量无法突破,成为开展科研工作的瓶颈——该机构目前承担了3项省级课题,而其他同样很有研究潜力的课题因为人员有限只能忍痛放弃。该机构负责人表示,该所最近几年每年开展的杂交组合数量在130个左右,如果再增加一名研究人员,就能多开展组合数量十余个,发现有价值材料的可能性也随之增加。

利用得当,盐碱地也能发挥出大潜力

“越是在盐碱地这种逆境条件下,风味物质产生得就越多,口感就会越好”

抓一把“盐黄香粳”,米粒颗颗饱满,呈半透明状。“晶莹剔透说明大米中含有的垩白粒少。”王建林解释。“盐黄香粳”的垩白粒率仅为0.3‰,而按照国家标准,垩白粒率在10%以下即达到一级优质米标准,“盐黄香粳”可谓优中之优。

贫瘠的盐碱地也能产出优质农产品?“是的。”王建林给出了肯定的回答。他拿水稻举例,虽然大米中淀粉、蛋白质的含量在99%以上,但甾醇、芳烃等极微量物质才是决定大米口感的风味物质。“风味物质是植物本身的一种抗逆的反应,越是在盐碱地这种逆境条件下,风味物质产生得就越多,口感就会越好。”

如此看来,盐碱地虽是农业发展的重要制约因素,但只要利用得当,盐碱地也能发挥出极大的潜力。

东营市中天农业技术开发有限公司育种家靳振东,已经看到了盐碱地作物抗逆反应的“钱”景。11月3日下午,收割机隆隆作响,这是今年收割的最后一片大豆,靳振东走进豆田,摘下几个豆荚仔细查看,籽粒圆润饱满。靳振东在农高区种植了700亩航天大豆,其中东航-D95亩产可达200公斤以上,蛋白质含量48%,而且没有豆腥味,十分适合制作豆浆,目前零售价格达16.8元/斤,是普通黄豆的3倍还多。“下一步计划研发富硒黄豆、抗氧化黄豆等特色品种,满足不同层次的消费需求。”

黄河三角洲地区生态环境相对脆弱,在这里进行农业开发不得不考虑到环境的承载能力,尤其是水资源。如何能做到既挖掘盐碱地开发利用潜力,同时又节约水资源,实现绿色可持续发展?科研人员们正从不同角度求解。

“盐黄香粳”就是一个节水型的水稻品种。王建林说,这种水稻能够生长在含盐量为6‰的盐碱地上,并用含盐量3‰左右的微咸水灌溉,每亩地的淡水消耗在300-400立方米,仅为种植普通水稻的三分之一左右。

“如果某地区的年平均降水量是500毫米,一种作物的耗水量大约800毫米,我们除了额外增加一部分淋洗水量,只需要再补充灌溉水300毫米就行。”见到中国科学院烟台海岸带研究所博士董世德时,他正在农高区的一块试验田里,指导工人布设灌溉管道。

这是他即将开展的一项耐盐作物耗水规律研究,通过摸清特定作物对水的准确需求,实现精准灌溉、节约用水。

“灌溉水过多会造成地下水位上升,不能及时排泄,反而会加重土壤的盐碱化。”董世德说,从这个意义上说,精准灌溉也能够起到控制盐碱、改良土壤的作用。

“改种适地”不意味着完全放弃对盐碱地的治理。黄河三角洲地区的土地不仅含盐量高,而且还存在板结、瘠薄的问题,要让其成为优质农作物的良田,对土壤的生态化改良之路还要继续走下去。

依托黄河三角洲农田生态系统观测研究站,眼下,烟台海岸带研究所有绿肥轮作还田改善盐碱地土壤结构、土壤改良剂添加、土壤健康检测平台建设3个研究课题正在推进。

“短期我们关注的是土壤结构的改变和肥力快速提升。”董世德指向一片开展绿肥轮作还田的试验田说,中长期更将关注土壤综合环境的改善和作物的产量品质状况,目标就是把中低产田改造为高产田。

“通过采取盐碱地‘凹凸栽培法’,今年能多收棉花4万斤。”利津棉花种植大户王春儒经营的5000亩棉田都是盐碱地,过去棉花都是种在平地上,每到5月份的棉花苗期,返盐使得表土积累大量盐碱,盐碱会把苗“毒死”,进入雨季后又会因大量积水产生涝灾。

山东省农科院经济作物研究所棉花栽培生理创新团队设计的盐碱地抗盐防涝“凹凸栽培法”,解决了他的困扰:播种时开沟,将棉花种在沟里并盖上地膜,沟里的土壤盐分低,容易出苗和正常生长;盛蕾期前后,再将垄土培到棉苗基部,原来的垄变沟、沟变垄,便于雨后排水,既防涝也防倒。一凹一凸之间,每亩地就能增产籽棉80多斤。

“黄河三角洲不仅是重要的棉花生产基地,也是棉花生产技术的创新基地,山东的棉花生产技术可以从这里走向全国,走向其他产棉国。”山东省农科院棉花首席专家董合忠说,挖掘盐碱地开发利用潜力除了改种改地,种植技术创新优化也很关键。眼下发源于山东的“凹凸栽培法”,已累计推广100多万亩,并走入巴基斯坦、塔吉克斯坦等“一带一路”沿线国家。

记者在采访中发现,盐碱地相关科研项目涉及的学科专业繁杂,参与的科研院所机构数量庞大,涵盖国家、省、市、区多个层级,如果缺乏全盘统筹,容易使项目课题重合、研究碎片化,导致科研资源的浪费。“有的机构长于盐碱地障碍消减,有的长于水肥统筹,有的则在养分管理方面有优势,跨机构、跨地域、跨学科进行课题的联合攻关,比一家一户单打独斗效率更高。”有专家建议,应从顶层设计上加大对盐碱地相关科研统筹,各地各机构明确科研主攻方向,并以此为基础进行合作。

“挖掘盐碱地开发利用潜力,一定要把经济效益与生态效益相统一,树立系统观念。”董合忠呼吁,对盐碱地要走分类开发的路子,重度盐碱地种植耐盐性强的植物,不宜过分强调经济效益,要以生态保护为主;中度的可搭配种植耐盐作物,如棉花、高粱、油菜、药用植物等;轻度盐碱地可以开展粮油作物种植,但要改变过去“小麦+玉米”的单一种植模式,提倡粮食作物与棉花、大豆、花生等间作、轮作,用养结合,培肥地力,实现可持续发展。

(□记者 贾瑞君 李广寅 李明 参与采写)

科学开发 尊重自然

大众日报记者 李 振 贾瑞君 李广寅 李 明

走进黄河三角洲,深切感受到这片土地上孕育的希望。

土壤表层泛起的白色盐渍,丝毫挡不住绿意与生机。全国各地盐碱地科研工作者会聚于此,掀起“科技会战”,育种、土壤改良、节水灌溉……切入点各异而万象归一,一条条科学开发利用盐碱地的新路径在这里诞生,并以此为起点走向全国、走向世界。

我国盐碱地总面积约15亿亩,占国土总面积的10%左右,其中可利用盐碱地资源约5.5亿亩,具有较好农业开发价值的盐碱地集中分布在东北、中北部、西北、滨海和华北五大区域。黄河三角洲地区拥有未利用土地近800万亩,其中盐碱地270万亩。后备土地资源是守牢18亿亩耕地红线的重要保障。从这一角度看,黄河三角洲盐碱地具有深远的战略意义。

挖掘盐碱地潜力的同时也要看到,滨海盐碱地区植物资源相对贫乏,历史上经历粗放耕作、盲目垦殖等人为活动,加上水资源紧张,生态系统结构简单、稳定性差、易受外界干扰,开发利用必须牢牢守住生态保护这条底线。要科学评估盐碱地的开发适宜性,宜农则农、宜水则水。同时精准划定适宜保护性开发的盐碱地区块及其规模,摸清未利用地中需要限制开发的地类和规模,确定不同盐碱程度的区块适宜种植的植物种类,推广耐盐品种要因地制宜,循序渐进,不搞“一刀切”。

火红的碱蓬、雪白的芦花,深秋的黄河三角洲显露出最美的一面。这美好,值得我们好好珍惜与呵护。我们应以敬畏之心,尊重自然、顺应自然、保护自然,实现生态资源环境与经济社会协调可持续发展,在黄河尾闾构建人与自然和谐共生的美好家园。