沿着总书记的足迹➅ | 一块光板盐碱地,种出富民金豆子!搭乘神舟十二号的野大豆已“落地”黄三角农高区

2022-06-16 06:21 大众报业·半岛新闻阅读 (227076) 扫描到手机

牢记嘱托

要加强种质资源、耕地保护和利用等基础性研究,转变育种观念,由治理盐碱地适应作物向选育耐盐碱植物适应盐碱地转变,挖掘盐碱地开发利用潜力,努力在关键核心技术和重要创新领域取得突破,将科研成果加快转化为现实生产力。

——习近平2021年10月20日至21日在山东东营考察时的讲话

半岛全媒体记者 王好 景毅

时代的呼唤激励着担当者奋进的脚步。从“改地适种”到“改种适地”,对于正在推进现代农业强省建设的山东而言,盐碱地综合利用有了哪些新进展?又正在迸发哪些科研创新活力?项目现场,最能见真章。

日前,中国农业科学院启动“盐碱地农业综合利用与产能提升关键技术与集成示范”重大联合攻关任务,汇聚全院7个相关研究所20多个创新团队,采用“集团作战”的组织方式,在黄河三角洲盐碱区“安营扎寨”,针对盐碱地产能提升共性技术,以及轻度、中度、重度盐碱地开展技术示范。

作为此次联合攻关方案的编制人员之一,中国农业科学院烟草研究所(以下简称“烟草研究所”)“滨海盐碱地生物资源评价利用”创新团队首席科学家、研究员李义强告诉记者,团队目前正在针对不同农作物品种进行分期播种,随着这些经过实验室内耐盐碱能力鉴定的种子正式“下地”,再过大约三个月的生长期,它们中的佼佼者将有望成为我国盐碱地后备耕地资源开发利用的“生力军”。

200亩盐碱地“精耕细作”

三夏时节,全国各地农田里一片繁忙景象。走进占地12000亩的黄三角农高区核心示范区,广袤的盐碱地上,一个个如火如荼的项目现场,算得上这个三夏季最具科技含量的“种地”场景之一。

黄三角农高区由于海水侵袭等因素,80%以上都是盐碱地,土壤盐分含量从1‰~10‰自西向东梯次分布,覆盖轻度、中度和重度三种盐碱地类型,是滨海盐碱地的典型代表。“以前来说,滨海盐碱地盐分含量高,保水保肥能力低,所以相较普通农田,若开展夏种,发芽率会非常低。”2015年初,结合工作布局和青岛的区位优势,烟草研究所成立海洋农业研究中心,组建了“滩涂生物资源保护利用”团队。

“这是一次体制创新。”李义强告诉记者,作为烟草研究所里唯一不以烟草为主要研究方向的团队,他们瞄准“海洋+农业”,重点开展海洋资源农业利用、耐盐植物、滩涂保护的学科布局。就在最近,团队正式获批为“滨海盐碱地生物资源评价利用”创新团队,“我们今后的方向更加聚焦了,就是要蹚出科学开发利用盐碱地新路子。”

在此次中国农业科学院盐碱地重大联合攻关任务中,烟草研究所牵头承担最艰巨的“重度盐碱地适生特色植物栽培模式及高效利用技术”。“这次院里实施盐碱地协同攻关,我们前期有基础,又主动承担了重度盐碱地示范这块最难啃的硬骨头。”烟草研究所所长张忠锋告诉记者,通过为期三年的技术研究与集成示范,旨在解决盐碱地多元化利用和产能效益提升的核心目标,为我国盐碱地综合利用提供系统解决方案和示范样板。

“播种后再过大约3个月就可以测产了。”在黄三角农高区的试验田里,耐盐植物课题组长徐宗昌博士正在忙着对前期选育出的耐盐植物进行分期播种,“播种可以说是所有田间实验的第一步,之所以要分期播种,就是为了观察不同播期对于不同品种生物量和产量的影响,以便为后续研究积累尽可能丰富的资料支撑。”

记者了解到,在烟草研究所位于黄三角农高区约200亩的试验基地内,目前已播种了野大豆、黄豆、花生、田菁、苏丹草、油葵等近十种植物和农作物品种。而这种看似“广撒网”的背后,实则是科研人员们在盐碱地改良和品种选育方面孜孜不倦地“精耕细作”。

以耐盐碱植物新品种选育为例,前期,“滨海盐碱地生物资源评价利用”创新团队广泛收集滨海滩涂土著耐盐植物种质资源,查明了山东滨海滩涂植物种类与分布情况,收集、鉴定并保存了耐盐碱植物种质材料366份。与此同时,利用现代育种技术加速耐盐碱植物“进化”。“我们将野大豆等耐盐碱作物新品种、新品系选育作为的重点方向,通过人工诱变获得基因突变体,以及通过‘神舟12’号搭载的太空诱变野大豆种质,创制了野大豆和罗布麻突变体材料两万余份,以加速耐盐碱植物品种选育进程。”徐宗昌介绍,包括经太空诱变获得的种质材料也将参与此次田间试验,其中罗布麻要立秋之后播种,野大豆近期已分头“入地”。

珍珠谷草和野大豆“共生”

18亿亩耕地红线要守住,5亿亩盐碱地也要充分开发利用。改造利用好盐碱地这一重要的潜在耕地资源,意义非凡。

资料显示,我国拥有各类可利用盐碱地资源约5.5亿亩,广泛分布在以北方为主的17个省区。据测算,近期具备农业利用潜力的盐碱地面积近1亿亩,集中分布在滨海、华北、黄河上中游、西北、东北五大区域。对上述1亿亩盐碱地合理改造和利用后,每年可增加200亿斤以上的粮油产量。

利用潜力巨大预期下,需要脚踏实地的科研攻关。“以往在盐碱地上做农业,更多关注的是改良治理土地,这也就意味着成本巨大,投入产出很可能不成正比。如今我们在做的,是从‘以地适种’变成‘以种适地’,通过育种和关键技术让盐碱地变成丰产田。”李义强介绍,目前团队正在进行的盐碱地协同攻关任务中,专门针对轻度、中度和重度盐碱地产能提升开展关键技术示范,目的就是帮助耐盐碱植物进一步增强“抗压能力”,有更好的产量表现。

黄三角农高区试验田里,5月初完成移苗的经济作物长势不错

例如,通过混播或间作技术,让珍珠谷草和玉米与野大豆实现“共生”。记者了解到,虽然在农业种植中,混播或者间作技术属于“常规操作”,但是想要在盐碱地上获得更好的产量,却是大有学问。

首先,作物选择有门道。“野大豆耐盐,但是它属于攀援植物,以往来说,一般都是通过田间人工搭建支架的方式,帮助野大豆生长。而这次课题的一个技术目的就是验证能否实现自然状态下的野大豆攀援,也就是说,需要选择一款高杆作物,来替代人工支架,同时还必须同样具有耐盐碱的特性。”徐宗昌介绍,在前期实验室阶段,他们进行了充分的品种筛选,最终,一款抗盐碱性较好的珍珠谷草杂交品种脱颖而出。“这样种植的好处多,一来为野大豆提供了天然的攀援支架,更重要的是,两种植物一起生长,可以提升产量,并且实现营养成分的取长补短,优势互补,为后续珍珠谷草的饲料开发利用奠定基础。”

其次,混播时机很关键。田间试验不同于实验室,容易受到光温水肥等因素影响。虽然珍珠谷草可以为野大豆提供天然的攀爬支架,但这也意味着需要更细致的种植技术加持。一旦播期不当,也可能导致生长协调性不好,非但不能实现野大豆的攀援生长,反而给彼此长势造成拖累。“目前团队正在加紧完善基础设施的布设,同时密切观察当地天气情况,打好基础,争取为未来的技术推广积累经验。”

虽然这是一次全新尝试,但是对于“滨海盐碱地生物资源评价利用”创新团队来说,经过多年研发积累,在针对野生大豆的盐碱地增产种植技术方面,已经是行家里手。此前,他们承担的山东省科技厅“盐碱地区重要经济作物提质增效技术集成研究与示范”项目,成功研发盐碱地土壤调理剂,帮助花生喜获丰收,实现增产20%以上。创新野大豆仿生设施辅助栽培技术,使常规每亩地产出只有30公斤~40公斤的野大豆,可以达到亩产175公斤~200公斤。

烟草也能变身“营养品”

《“十四五”生物经济发展规划》明确提出,推动生物技术和信息技术融合创新,加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业,做大做强生物经济。生物经济潜力何在?发展生物科技、生物产业,向植物动物微生物要热量、要蛋白。

农业供给侧结构性改革时代背景下,技术革新成为制胜关键。盐碱地要充分开发利用,除了提高作物产能,以产业化为导向的科研攻关同样必不可少,“作为科研工作者,不仅要把盐碱地变成丰产田,更要让盐碱地上的作物实现更高的利用价值,为产业发展做出贡献,这是我们科研人的梦想,也是烟草所学科拓展的一个新方向。”张忠锋说。

“五月初完成移苗的烟草目前长势不错!”在团队的工作群内,徐宗昌每天都会更新基地内的作物生长情况,并且拍照分享。

值得关注的是,这些种植在盐碱地上的烟草并非香烟的原料,而是另有妙用。“烟草的生物产量大、蛋白含量高、次生代谢旺盛,是综合开发利用价值极高的植物资源,也是开展基因功能解析的重要模式植物,具有充分的研究基础和开发前景。”李义强介绍,此次进行田间试验的烟草是通过分子育种方法成功选育的超低烟碱烟草,可为虾青素、辅酶Q10等高值活性成分的生物合成提供植物底盘材料基础。

应用场景的变化背后,可能带来的是烟草在健康产业的“别有洞天”。“一旦实现盐碱地上的规模化种植,不占用基本农田和耕地资源,对增强我国农产品的竞争能力、极大的提高农民的收入以及维护农业的可持续发展具有重要意义。同时,也有利于形成新的产业链,贡献更高的经济价值。”

在促进烟农增收种植模式研究与实践中,烟草研究所还成功挖掘出位于浅水区域的粮食资源——菰米。作为在我国已有3000多年历史的粮食作物,菰米曾是“六谷”之一,广泛的资源分布、丰富的营养和多种保健作用使得中国菰米具有重要的开发利用价值。

目前,科研人员已经深入研究了中国菰米和北美菰米次生代谢产物组成类型与含量差异,以及中国菰米酚类化合物含量及其活性高于稻米的机制,针对菰米的落粒性进行了遗传改良。山东省湿地面积2600万亩,为菰米生产提供了良好的生长环境。根据国内市场价每斤30元估算,亩产量200斤的菰米产值在6000元左右。中国菰米产业的崛起将成为农民增收、农业增效的重要途径。

黄三角农高区试验田里,5月初完成移苗的经济作物长势不错。

时代的呼唤激励着担当者奋进的脚步。从“改地适种”到“改种适地”,对于正在推进现代农业强省建设的山东而言,盐碱地综合利用有了哪些新进展?又正在迸发哪些科研创新活力?项目现场,最能见真章。

日前,中国农业科学院启动“盐碱地农业综合利用与产能提升关键技术与集成示范”重大联合攻关任务,汇聚全院7个相关研究所20多个创新团队,采用“集团作战”的组织方式,在黄河三角洲盐碱区“安营扎寨”,针对盐碱地产能提升共性技术,以及轻度、中度、重度盐碱地开展技术示范。

作为此次联合攻关方案的编制人员之一,中国农业科学院烟草研究所(以下简称“烟草研究所”)“滨海盐碱地生物资源评价利用”创新团队首席科学家、研究员李义强告诉记者,团队目前正在针对不同农作物品种进行分期播种,随着这些经过实验室内耐盐碱能力鉴定的种子正式“下地”,再过大约三个月的生长期,它们中的佼佼者将有望成为我国盐碱地后备耕地资源开发利用的“生力军”。

特写

“把论文写在大地上”

仲夏时节的黄三角农高区,“30摄氏度+”的高温天已经成为日常。对于徐宗昌来说,最近的两个月,位于黄三角农高区的基地成了他的“第二个家”,也刷新了他从2017年参加工作以来的驻外出差纪录,“以前都是在实验室里做试验,这次来到了盐碱地里,亲手把我们在实验室里获得的成果进行一次‘实地检验’,感觉很不一样,也很激动。”

在基地的日子里,徐宗昌博士和孟晨博士带着实习学生每天早晨6点钟开始下地干活,从播种、移栽,到田间管理,再到观察记录生长情况,常常忙到日落西山,“同事跟我视频讨论课题,都说我们肉眼可见黑了两个色号。”不过,在他看来,这两个月的一线经历十分宝贵,“作为农业科研人员,我认为这就是‘把论文写在大地上’,我必须打好前阵,细致做好各项工作,为团队接下来的科研攻关工作,以及后续成果产出做好保障。”

把论文写在大地上。眼下,盐碱地综合开发利用正在成为越来越多像徐宗昌一样的年轻科研人员贡献才智的热土。“截至目前,海洋农业中心共有人员38人,其中在编人员12人,全部具有博士学位,平均年龄36岁。”李义强表示,人才力量的不断积蓄已经成为了在“盐碱后备耕地质量提升”和“海洋资源农业应用”等国家重大需求领域不断创新的活力之源。

“我的专业是作物遗传育种,这次盐碱地协同攻关也给我打开了新的研究空间。”徐宗昌告诉记者,育种科研是盐碱地综合开发利用的未来,工作过程当中,他也在不断摸索思考、寻求创新,“野大豆虽然耐盐,但是存在含油率低、易爆荚、种子萌发难等盐碱地种植难题,针对这些,我想结合自身专业知识,从育种方面继续攻关,争取为野大豆在盐碱地上产量质量的进一步提升贡献力量。”