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【新華社】驅“鹽”化“堿”,中國治理鹽堿地原來(lái)有這么多“黑科技”

文章來(lái)源:東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所    |    發(fā)布時(shí)間:2023-10-30    |    【放大】 【縮小】  |  【打印】 【關(guān)閉

  【囑托】

  2021年10月,習近平總書(shū)記在黃河三角洲農業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區考察調研時(shí)強調——

  “開(kāi)展鹽堿地綜合利用對保障國家糧食安全、端牢中國飯碗具有重要戰略意義”

  “挖掘鹽堿地開(kāi)發(fā)利用潛力,努力在關(guān)鍵核心技術(shù)和重要創(chuàng )新領(lǐng)域取得突破,將科研成果加快轉化為現實(shí)生產(chǎn)力”

  2023年5月,習近平總書(shū)記在河北滄州市考察時(shí)指出——

  “全國有15億畝鹽堿地,其中適宜種植糧食的5億畝,如果能開(kāi)發(fā)利用,對于擴大我國耕地面積、維護國家糧食安全具有重大意義”

  “開(kāi)展鹽堿地綜合利用,是一個(gè)戰略問(wèn)題,必須擺上重要位置”

  “發(fā)揮科技創(chuàng )新的關(guān)鍵作用”“加強適宜鹽堿地作物品種開(kāi)發(fā)推廣,有效拓展適宜作物播種面積”

  2023年7月,習近平總書(shū)記在中央財經(jīng)委員會(huì )第二次會(huì )議上發(fā)表重要講話(huà)強調——

  “糧食安全是‘國之大者’,耕地是糧食生產(chǎn)的命根子,要落實(shí)藏糧于地、藏糧于技戰略,切實(shí)加強耕地保護,全力提升耕地質(zhì)量,充分挖掘鹽堿地綜合利用潛力,穩步拓展農業(yè)生產(chǎn)空間,提高農業(yè)綜合生產(chǎn)能力”

  來(lái)源:10月30日《新華每日電訊》

  作者:新華每日電訊記者謝銳佳 張典標 陳琰澤

  日前,在提請全國人大常委會(huì )會(huì )議二次審議的糧食安全保障法草案中,二審稿增加了推動(dòng)鹽堿地綜合利用等方面內容,彰顯了綜合利用鹽堿地的重要性。黨的十八大以來(lái),習近平總書(shū)記和黨中央高度重視耕地保護和利用,作出一系列重大部署。今年5月,習近平總書(shū)記強調“鹽堿地綜合利用是一個(gè)戰略問(wèn)題,必須擺上重要位置”,為綜合利用鹽堿地提供了根本遵循。

  全國有15億畝鹽堿地,其中適宜種植糧食的有5億畝,利用潛力十分巨大。如何喚醒沉睡的鹽堿地?經(jīng)過(guò)多年探索,目前鹽堿地治理主要有“以地適種”和“以種適地”兩大技術(shù)路線(xiàn),而從改良措施上又可分為工程措施、農藝措施、化學(xué)措施和生物措施?!耙缘剡m種”主要從“改土”入手,即通過(guò)各種改良措施降低土壤鹽堿含量;“以種適地”主要從“改種”入手,即通過(guò)各種手段選育耐鹽堿的農作物。近年來(lái),鹽堿地治理更強調集成整合各種技術(shù)、措施,形成“良田+良種+良法”,以達到最優(yōu)效果。

  從沿黃渤海到離海最遠的新疆,從河套平原到松嫩平原,從黃淮海平原到沿黃灌區,廣大農業(yè)科技工作者正在以各種類(lèi)型的鹽堿地為“擂臺”,各顯神通,展開(kāi)科技競賽,將論文寫(xiě)在大地上,探索出一條條因地制宜、各具特色的治理利用路線(xiàn)——有的著(zhù)眼“廢物利用”,用磷肥廠(chǎng)的副產(chǎn)品“中和”蘇打鹽堿地,有的用更具“科技感”的高分子材料“隨機應變”改良各類(lèi)鹽堿地,有的走南闖北選育出“吃鹽植物”,有的用更前沿的基因技術(shù)培育出耐鹽堿植物……

10月下旬,白城市大安市海御農業(yè)發(fā)展有限公司鹽堿地種植的水稻正在收割。今秋最高畝產(chǎn)可達510公斤。受訪(fǎng)者供圖

  工業(yè)“副產(chǎn)品”為鹽堿地“改顏色”

  金秋時(shí)節,吉林省大安市紅崗子鄉的蘇打鹽堿地萬(wàn)畝核心示范區水稻迎來(lái)豐收:中度鹽堿地畝產(chǎn)達633.18公斤,重度鹽堿地畝產(chǎn)達421.2公斤。誰(shuí)能想到,幾年前這里還是當地農民看不上的“不毛之地”。人們還編了順口溜:“堿地白花花,一年種一茬,小苗沒(méi)多少,秋后不剩啥?!?/p>

  2014年,武在洲和武再新兄弟在這里承包了300多坰地。兩兄弟之前對鹽堿地改良毫無(wú)經(jīng)驗,試過(guò)用牛糞等土辦法改良土壤,結果一坰地只產(chǎn)五六千斤糧食,搭進(jìn)去不少錢(qián)。

  “蘇打鹽堿地,幾天才透水一毫米?!敝袊茖W(xué)院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所(下稱(chēng)東北地理所)高級工程師劉淼告訴記者,“正因為如此,改良蘇打鹽堿地,傳統灌排洗鹽的辦法往往效果欠佳?!?/p>

高級工程師劉淼在吉林白城的試驗田中觀(guān)測耐鹽堿水稻。受訪(fǎng)者供圖

  中國科學(xué)院大安堿地生態(tài)試驗站(下稱(chēng)大安站)的科研團隊早就摸索出一套用酸性磷石膏改良鹽堿地種植水稻的好辦法,武在洲兄弟倆聞?dòng)嵣祥T(mén)取經(jīng)?!皼](méi)想到當年每坰產(chǎn)量就漲了2000多斤?!蔽湓谥拚f(shuō),“最初施用的量不多,后來(lái)又補了些,如今每坰平均產(chǎn)量達14000多斤?!?/p>

  常年在大安站工作的劉淼解釋?zhuān)核嵝粤资嗪胸S富的二水硫酸鈣,能和蘇打鹽堿地中堿性的碳酸鈉和碳酸氫鈉反應生成中性的硫酸鈉,然后通過(guò)灌排洗鹽降堿排走。

  劉淼說(shuō),對于中度鹽堿地,每畝施用2噸到2.5噸酸性磷石膏就夠,而重度鹽堿地每畝也只需2.5噸到3噸。這種磷肥廠(chǎng)的副產(chǎn)品,“從工廠(chǎng)到撒到地里,每噸只需花費300元,主要成本是運費”。

  去年,在當地舉辦的一次鹽堿地治理“擂臺賽”中,11支科研團隊和涉農企業(yè)“比武切磋”,大安站的改良方案是成本最低的。

  大安站的試驗證明,用酸性磷石膏改土,當年見(jiàn)效,每畝產(chǎn)量達三四百公斤,而未改土的農田畝產(chǎn)不足100公斤。經(jīng)過(guò)3年到5年綜合治理后,試驗田畝產(chǎn)可達五六百公斤。

  在東北地理所研究員、大安站站長(cháng)梁正偉看來(lái),鹽堿地治理關(guān)鍵要低成本、高效率、可持續、易推廣。

  2003年,梁正偉率領(lǐng)團隊組建大安站,經(jīng)過(guò)多年摸索,提出“良田+良種+良法”三良一體化的鹽堿地改良大安模式。得益于大安模式,白花花的鹽堿地變成了肥沃的黑土地?!傲豪蠋煹念^發(fā)也變白了?!眲㈨嫡f(shuō)。

  在吉林西部,還有脫硫石膏、生物菌肥等治鹽堿的“十八般武藝”大展拳腳。其中不少改良劑都是像酸性磷石膏一樣變廢為寶。

  在聯(lián)合鄉,華清農業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司利用脫硫石膏和其他改良劑改良鹽堿地。改良3年后,糧食畝產(chǎn)能和正常農田一較高下。

  在距離大安不遠的松原市前郭縣海峽兩岸(吉林)生態(tài)農業(yè)合作先行試驗區,來(lái)自臺灣的張士軒正在用生物菌肥改良鹽堿地。

  由稻稈、稻殼、羊糞等轉化而來(lái)的生物菌肥,在鹽堿地里肥力能持續2年至4年,在pH值9.6到10.4的重度鹽堿地實(shí)現當年改造當年收獲,且4年后部分地塊達到高產(chǎn)良田水平。

  生物基高分子為鹽堿地“透透氣”

  古有莊生夢(mèng)蝶,中國農大教授胡樹(shù)文卻把自己想象成一株水稻。

  幾年前,他和學(xué)生們擠在吉林白城市一個(gè)大通鋪里,晚上睡不著(zhù)就琢磨“假如我是蘇打鹽堿地里的水稻,怎么樣才能長(cháng)得更好?”

  白城屬于典型的東北蘇打鹽堿地,這里的土壤顆粒細得“像面粉一樣”,是最難攻克的鹽堿地類(lèi)型。

7月24日,在白城市大安市,中國農業(yè)大學(xué)教授胡樹(shù)文在察看水稻。這片水田原是蘇打鹽堿地,2015年胡樹(shù)文教授團隊在這里實(shí)現“當年修復、當年種植、當年高產(chǎn)”,水稻平均畝產(chǎn)1000多斤。新華每日電訊記者 謝銳佳 攝

  就在這里,胡樹(shù)文晚上“化身”水稻,白天帶著(zhù)團隊赤腳下田,夜以繼日探究化“堿”為“繁”的“特效藥”。

  “這就是胡教授最初搭窩棚、掄鐵鍬、做試驗的地方?!卑壮鞘写蟀彩泻Sr業(yè)發(fā)展有限公司的員工管長(cháng)林告訴記者,公司承包的這塊地pH值在10到10.8之間,屬于重度鹽堿地,嚇退不少人,卻引來(lái)胡樹(shù)文。

  “鹽堿地要想種出水稻簡(jiǎn)直是天方夜譚?!蓖辽灵L(cháng)的管長(cháng)林從沒(méi)見(jiàn)過(guò)鹽堿地能長(cháng)水稻,當見(jiàn)到胡樹(shù)文在這里種出水稻,畝產(chǎn)達到560多公斤時(shí),禁不住驚呼,“沒(méi)想到鹽堿地種水稻能種出這樣的效果來(lái)!”

  有了技術(shù)支撐,海御農業(yè)也增強了信心,又一次性承包了1000公頃鹽堿地。

  “一次改良之后,這塊地產(chǎn)量連續8年保持穩定,土壤肥力也持續改善?!比ツ?0月,胡樹(shù)文檢測土壤發(fā)現,已經(jīng)和黑土地沒(méi)什么兩樣。而旁邊的對照田采用其他治理模式,畝產(chǎn)至今只有300公斤,田里依然有缺苗的情況。

7月24日,在白城市大安市,中國農業(yè)大學(xué)教授胡樹(shù)文在鹽堿地上,其背后是這種鹽堿地改良后的稻田。這片水田原是蘇打鹽堿地,2015年胡樹(shù)文教授團隊在這里實(shí)現“當年修復、當年種植、當年高產(chǎn)”,水稻平均畝產(chǎn)1000多斤。新華每日電訊記者 謝銳佳 攝

  如今故地重游,胡樹(shù)文向記者透露他的“秘方”主要分兩步。

  “一是保護種子。假如我是一株水稻,要在鹽堿環(huán)境里存活,那穿上抗鹽‘外衣’不就可以了嗎?”胡樹(shù)文帶領(lǐng)團隊研制出了抗鹽劑,浸泡過(guò)的種子就有了抗鹽能力。

  “二是改良土壤。蘇打鹽堿土像緊緊挨著(zhù)的‘面粉’,沒(méi)有縫隙,水分難以下滲,水洗效果不好。我們研制出生物基高分子脫鹽劑,可以把‘細面粉’變成‘面疙瘩’,縫隙變大了,水洗效率比過(guò)去提高了10倍,節約了大量淡水?!焙鷺?shù)文補充。

7月24日,在松原市教學(xué)實(shí)訓基地,中國農業(yè)大學(xué)教授胡樹(shù)文的研究生在測試改良后鹽堿地上土壤數據。胡樹(shù)文團隊把實(shí)驗室建在生產(chǎn)一線(xiàn)。新華每日電訊記者 謝銳佳 攝

  從東北松嫩平原、黃河三角洲,再到河套平原、新疆……胡樹(shù)文團隊在133個(gè)試驗點(diǎn)采集超過(guò)3.2萬(wàn)個(gè)土壤樣品,建成鹽堿地“數據庫”,逐漸創(chuàng )建、完善“重塑土壤結構”鹽堿地治理系統技術(shù)工程模式。

  “我們創(chuàng )建的‘重塑土壤結構’鹽堿地治理系統技術(shù)工程模式,涉及土地整治、土壤修復、培肥、種植管理等環(huán)節,是一套整體系統性方案?!焙鷺?shù)文強調。

  如今,胡樹(shù)文團隊已在全國15個(gè)省份的50多個(gè)縣市建成30個(gè)千畝示范區,累計治理了190多萬(wàn)畝鹽堿地。

胡樹(shù)文教授在內蒙古展示改良后的鹽堿地上產(chǎn)出的甜菜。受訪(fǎng)者供圖

  2020年,在中國農學(xué)會(huì )組織的成果評價(jià)會(huì )上,胡樹(shù)文團隊的模式被專(zhuān)家組鑒定為“當年修復、當年高產(chǎn)、多年穩產(chǎn)”“成果整體達到國際領(lǐng)先水平”。

  今年6月,胡樹(shù)文應邀到聯(lián)合國糧農組織總部分享中國治理鹽堿地的經(jīng)驗。他說(shuō):“我們已經(jīng)找到了鹽堿地科學(xué)利用的金鑰匙,可以為全球鹽堿地防治提供中國方案?!?/p>

  突破傳統思路選育“吃鹽高手”

  “我記得當時(shí)正是盛夏,遠遠望過(guò)去,地里白花花一片,像下了雪一樣?!?982年,田長(cháng)彥大學(xué)畢業(yè)后來(lái)到新疆,眼前景象讓青年田長(cháng)彥吃驚不已。

  新疆有我國規模最大的鹽堿地帶,面積占全國鹽堿地的1/3。

  “其中具有改良價(jià)值的輕中度鹽堿地有1.16億畝?!比缃袷侵袊茖W(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員的田長(cháng)彥,已經(jīng)與新疆鹽堿地打了30多年交道。

  水,是新疆鹽堿地改良的核心問(wèn)題?!斑^(guò)去我們采用‘洗土法’,改良一畝地需要大概2000立方米的水,隨著(zhù)改良規模擴大,水資源逐漸難以維持?!?/p>

田長(cháng)彥研究員在新疆巴州的鹽地堿蓬田中開(kāi)展選種工作。受訪(fǎng)者供圖

  看到傳統改良思路的局限性,田長(cháng)彥察覺(jué)到“以種適地”是另一條途徑。他觀(guān)察到,即使白茫茫的重度鹽堿地,依然能看到一叢叢堿蓬?!叭澜缬?600多種植物能在鹽堿地上生長(cháng),其中新疆就有300多種,這些鹽堿地上的‘原住民’是大自然饋贈的‘治理鹽堿寶庫’?!?/p>

  為了在鹽堿地上“自強不息”,原生植物們發(fā)展出各自的“獨門(mén)絕技”。如聚鹽植物,又被形象地稱(chēng)為“吃鹽”植物,因為它能把鹽“吃”進(jìn)體內隔離保存起來(lái)?!斑@樣只要適時(shí)把‘吃鹽’植物收割轉移,土壤中的鹽分就被帶走了?!碧镩L(cháng)彥說(shuō)。

  更妙的是,這些“原住民”早已習慣了戈壁灘上干旱貧瘠的環(huán)境,不挑土、不費水,非常匹配新疆的農業(yè)需求。

  那么如何將“吃鹽”植物為治理鹽堿地所用?從2000年起,田長(cháng)彥團隊幾乎跑遍了新疆南北,記錄了300多種鹽生植物,它們有的可以用作綠化,有的可以食用,有的可以做牧草飼料……為摸清楚它們的生長(cháng)規律,田長(cháng)彥又牽頭建立了兩個(gè)鹽生植物園,集中比較和選育,掌握了一手數據。

  最終,團隊篩選出鹽地堿蓬、野榆錢(qián)菠菜、鹽角草等優(yōu)質(zhì)“吃鹽”植物。比如鹽地堿蓬,能夠在幾乎所有作物都無(wú)法生長(cháng)的新疆重度鹽堿地上,每畝收獲1.8噸干草,并帶走400多公斤鹽?!胺N下去3年累計能夠降低鹽分85%到90%?!?/p>

  “不用‘洗土’?!碧镩L(cháng)彥特別強調,“一年只要300立方米的灌溉水?!?/p>

農戶(hù)在內蒙古達拉特旗展示鹽堿地上種植的向日葵。受訪(fǎng)者供圖

  目前,田長(cháng)彥的鹽地堿蓬已在新疆20多個(gè)縣區、團場(chǎng)示范落地,還走出新疆,在寧夏、內蒙古等地推廣。

  在千里之外的黃海之濱,“吃鹽”植物們也在貢獻自己的“吃貨能力”。

  江蘇沿海地區農業(yè)科學(xué)研究所鹽土農業(yè)研究室主任邢錦城介紹,江蘇灘涂地處亞熱帶與暖溫帶過(guò)渡帶,光熱充足,灘涂上原生植物種類(lèi)多達400余種,也是天然的耐鹽堿植物寶庫。

  依托豐富的種質(zhì)資源,當地篩選培育出多種優(yōu)良耐鹽植物品種,如“吃鹽”植物鹽地堿蓬系列,就被選育出食用型、飼用型、觀(guān)賞修復型等類(lèi)別,以適應不同場(chǎng)景需求。

邢錦城副研究員在江蘇鹽城展示選育的鹽地堿蓬。受訪(fǎng)者供圖

  邢錦城說(shuō),在灘涂上種植觀(guān)賞修復型堿蓬可以抵御互花米草入侵,保護灘涂生態(tài);其專(zhuān)門(mén)選育出的“超紅配色”更具觀(guān)賞價(jià)值,提高旅游收益;最后,堿蓬吃掉并儲存鹽分,也為灘涂漲淤擴張后,未來(lái)可能的耕地化打下治理基礎,形成“進(jìn)可攻退可守的多贏(yíng)局面”。

  一西一東,一山一海,相似的實(shí)踐跨越中國兩端,為喚醒沉睡大地,端牢中國飯碗貢獻獨特的“植物力量”。

  通過(guò)層層“堿驗”育出“稻中硬漢”

  9月底,43歲的王麒和團隊要去參加一場(chǎng)重要的現場(chǎng)考試??紙?chǎng)設在黑龍江省安達市先源鄉八里崗村的農田里。

  王麒是國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng )新中心東北中心(下稱(chēng)東北中心)的水稻育種專(zhuān)家,這次考的就是他們團隊培育的耐鹽堿水稻品種“龍稻21”??脊偈莵?lái)自國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng )新中心、崖州灣國家實(shí)驗室、中國農科院、中科院東北地理所、黑龍江農科院、遼寧農科院等多家機構的11位“水稻大咖”,還有五十多位來(lái)自全國各地的科研機構代表現場(chǎng)觀(guān)摩。

  事實(shí)上,有“稻中硬漢”之稱(chēng)的“龍稻21”在前兩年已經(jīng)經(jīng)過(guò)了小范圍的內部“模擬考”?!拔覀儍炔繙y量的結果為:在pH值為8.5的地里畝產(chǎn)為550公斤,當pH值為9時(shí),畝產(chǎn)達450公斤?!蓖貅枵f(shuō)。

  這回是“龍稻21”第一次在pH值為9的中重度鹽堿地上大面積種植。

9月底,劉宏亮種植的3000畝耐鹽堿水稻“龍稻21”進(jìn)入成熟期,這是測產(chǎn)現場(chǎng)收割機在收割。新華每日電訊記者 張典標 攝

  這里以前是沒(méi)人看得上的鹽堿荒地,56歲的劉宏亮如今是這片地的種植戶(hù)。他說(shuō),當地流傳著(zhù)一句話(huà):“鹽堿地里種水稻,只剩破鐵和塑料”。破鐵說(shuō)的是農機農具,塑料指地膜。2019年,不信邪的他承包了800畝鹽堿地,第一年就賠了50萬(wàn)。

  第二年,東北中心的科研團隊送來(lái)“龍稻21”讓他試種。他拿出300畝試一試,沒(méi)想到當年畝產(chǎn)達到750斤。有了底氣的劉宏亮不斷擴大承包面積,今年一次性拿出3000畝種“龍稻21”。

  “大家可以來(lái)預測一下產(chǎn)量?!睖y產(chǎn)專(zhuān)家組組長(cháng)、中國科學(xué)院院士錢(qián)前站在田邊提議。記者聽(tīng)到有人估500公斤,有人猜550公斤。

  “再往里的那塊田長(cháng)勢更好,產(chǎn)量應該更高?!痹谔镞呌^(guān)察的中國科學(xué)院東北地理所研究員梁正偉說(shuō)。

  最后測產(chǎn)結果公布:畝產(chǎn)為508.6公斤。國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng )新中心理事長(cháng)、湖南省農科院黨委書(shū)記柏連陽(yáng)院士點(diǎn)贊說(shuō),“龍稻21”果然是“尖子生”。

  “結果遠超預期?!蓖貅杓?dòng)地說(shuō),“原本以為不到500公斤,沒(méi)想到超過(guò)全省水稻畝產(chǎn)平均水平!”

  黑龍江有鹽堿地超過(guò)1000萬(wàn)畝。黑龍江農科院水稻研究所所長(cháng)馮延江說(shuō),東北中心近幾年已審定推廣了21個(gè)耐鹽堿水稻品種。

  據了解,國家耐鹽堿水稻技術(shù)創(chuàng )新中心分設華南、華東、東北、西北四個(gè)中心,目標是到2030年培育出適合不同鹽堿地生態(tài)區種植的具有重大應用價(jià)值的水稻新品種10個(gè)到15個(gè),在全國推廣面積達1億畝,畝產(chǎn)達到300公斤以上。不久前,在新疆塔克拉瑪干沙漠北緣的一塊土壤含鹽量3‰以上、pH值8.5以上的鹽堿地上,西北中心耐鹽堿水稻測產(chǎn)結果為573.8公斤/畝。

  全國各地的鹽堿地上,耐鹽堿水稻“種子選手”正傳來(lái)更多好消息……

  基因技術(shù)精準培育“耐堿斗士”

  在河套平原核心區域的寧夏銀川市通規鄉,遠處高揚的甜高粱枝葉,成為地平線(xiàn)上一處惹眼的凸起。

8月28日,謝旗在寧夏鹽堿地示范田展示釀酒高粱。受訪(fǎng)者供圖

  站在“得意之作”旁,玉米等作物種質(zhì)創(chuàng )新及分子育種全國重點(diǎn)實(shí)驗室主任、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員,60歲的謝旗興奮得像個(gè)孩子,他扒開(kāi)地頭的堿蓬草,露出高粱根部的灰白色泥土,“這片地屬于中重度鹽堿地,我們的甜高粱仍能長(cháng)到3米到4米”。

  為了“向白土要糧”,培育耐鹽堿作物成為突破點(diǎn),謝旗把希望寄托高粱上。

  謝旗說(shuō),植物選育不是“憑空造物”,高粱最初生長(cháng)在西非,那里和我國西北鹽堿地區環(huán)境相似,在漫長(cháng)進(jìn)化中高粱具備了很強的耐鹽堿潛力。

  “我們培育的‘中科’系列糧食高粱、釀酒高粱、甜高粱能很好契合西北旱地農業(yè)、畜牧養殖的要求?!敝x旗說(shuō)。

謝旗團隊在寧夏鹽堿地上種植的甜高粱,左邊可見(jiàn)白花花的鹽堿地。受訪(fǎng)者供圖

  甜高粱其實(shí)是由普通高粱突變形成的,得益于生物學(xué)新科技,在繼承高粱耐鹽堿基本功的基礎上,“耐堿斗士”還具備了更多優(yōu)良屬性。由于天生身材高大,即使在鹽堿地上,一畝甜高粱也能產(chǎn)出青儲飼料4噸到8噸左右。

  “傳統育種像一個(gè)‘黑箱子’,遺傳學(xué)規律決定了,你即使知道概率,也不知道下一個(gè)出來(lái)的是紅球還是藍球?!敝x旗說(shuō),現在有了基因工具作為傳統育種的有力補充,科學(xué)家就能從基因層面把控育種過(guò)程,“黑箱子透明了”。

  照亮黑箱子的,首先是作為“觀(guān)察員”的分子標記技術(shù)?!芭e個(gè)例子,我們甜高粱的稈之所以那么甜,是由一個(gè)已經(jīng)被科學(xué)家發(fā)現的,叫做DRY1的基因貢獻的。假設選取具有甜稈表現的母一代高粱,雜交產(chǎn)生了100顆子一代高粱種子,我們現在可以‘閱讀’這些種子的基因,用分子標記技術(shù)檢索其中是否存在DRY1片段,就可以在種子階段直接篩選出這25顆我們需要的甜稈種子,不必像過(guò)去等到‘開(kāi)花結果’才知曉答案?!?/p>

  而基因編輯技術(shù),則能幫助科學(xué)家找到類(lèi)似DRY1這樣的關(guān)鍵基因片段。

  “基因編輯技術(shù)在育種中,擔當‘檢驗器’和‘加速器’功能,幫助我們確認性狀表現與基因片段的對應關(guān)系。我們發(fā)現有的高粱個(gè)體格外耐鹽堿,這很可能是某種基因突變導致的,于是我們把該高粱的基因與耐堿性較差的高粱的基因進(jìn)行比對,最終找到與耐鹽堿相關(guān)基因AT1.”謝旗說(shuō),在后續田間試驗中,通過(guò)基因編輯技術(shù)改良AT1的個(gè)體耐鹽堿能力果然大幅提升,這就證實(shí)了AT1和高粱耐鹽堿之間的對應關(guān)系,“未來(lái)選育新品種高粱時(shí),我們直接到自然界中尋找天生缺失AT1的突變體,就能在子代中穩定精確地繼承這一耐鹽高產(chǎn)性狀”。

  有了分子標記技術(shù)的“眼”和基因編輯技術(shù)的“驗”,育種時(shí)間從7年到8年縮短到2年到3年。

  “我們培育甜高粱,就使用了這兩種技術(shù)作為輔助?!敝x旗認為,在分子育種時(shí)代,找到更多的“關(guān)鍵基因”也是科學(xué)家的重要使命。

謝旗研究員在吉林白城的試驗田中展示利用基因技術(shù)培育的耐鹽堿水稻。受訪(fǎng)者供圖

  今年3月,謝旗團隊在《科學(xué)》上發(fā)表文章,宣布在高粱中首次發(fā)現了與耐鹽堿相關(guān)基因AT1.并發(fā)現這一基因在水稻、玉米、小麥、谷子等作物中普遍存在。

  在中科院大安堿地生態(tài)試驗站的試驗田中,利用AT1基因改良后的耐鹽堿水稻因為籽粒飽滿(mǎn)、穗粒增加而壓彎了稻穗。經(jīng)測產(chǎn)得出,改良后水稻可以實(shí)現增產(chǎn)22.4%到27.8%,表現優(yōu)異。

9月5日,謝旗(右二)、中國農大于菲菲(右三)、華中農大歐陽(yáng)亦聃(右四)等AT1論文相關(guān)作者在吉林大安試驗田中,與經(jīng)過(guò)基因技術(shù)改良的水稻合影。新華每日電訊記者 陳琰澤 攝

  鹽堿地原來(lái)還可以這樣“變廢為寶”

  在全國各地治理鹽堿地實(shí)踐中,除“以地適種”和“以種適地”兩大主要路線(xiàn)外,科學(xué)家們還因地制宜,創(chuàng )新思路,探索出了許多“腦洞大開(kāi)”的綜合治理“新方法”。從養牛養羊到養魚(yú)養蝦,從種花種藥到觀(guān)光旅游……有了新科技的幫助,鹽堿地原來(lái)還可以這樣“變廢為寶”!

新疆生產(chǎn)建設兵團第三師圖木舒克市探索“以漁降鹽、以漁降堿”的鹽堿地漁農綜合利用模式,將鹽堿水改良成人工海水,養殖羅非魚(yú)、石斑魚(yú)、南美白對蝦、鮑魚(yú)、龍蝦等8個(gè)品種“海貨”。受訪(fǎng)者供圖

  這里的海鮮離?!白钸h”

  新疆是我國離海最遠的地方,科學(xué)家把新疆“鹽堿水”調配成“人工海水”,寧波大學(xué)還篩選耐鹽堿魚(yú)蝦苗,培育出青蟹、南美白對蝦、美國紅魚(yú)、大黃魚(yú)等近十種鹽堿海鮮品種,新疆也能“生產(chǎn)”海鮮了。

9月12日,遼寧省盤(pán)錦紅海灘國家風(fēng)景廊道內的堿蓬草迎來(lái)最佳觀(guān)賞期,吸引了眾多游客前來(lái)觀(guān)賞游玩。新華社記者 姚劍鋒 攝

  這里的海灘披上“紅霞”

  遼寧盤(pán)錦的紅海灘為什么這樣紅,答案就是堿蓬草。堿蓬草是沿海灘涂鹽堿地的原生植物,每年秋季,堿蓬草由綠轉紅。美似朝霞的堿蓬草,如今成為盤(pán)錦的文旅名片之一,吸引大量游客前來(lái)觀(guān)賞。

  這里的藥材偏愛(ài)“咸口”

  肉蓯蓉是我國西北的“原住民”,偏偏喜歡生長(cháng)在輕度鹽堿地上。肉蓯蓉的經(jīng)濟價(jià)值很高?!爸乜谖?好身價(jià)”,以肉蓯蓉為代表的鹽堿地原生藥材,為鹽堿地農業(yè)開(kāi)拓了發(fā)展的新思路。

  這里的牛羊大有“口?!?/strong>

  在山東濰坊,農戶(hù)在濱海種植耐鹽堿飼草養牛,從美國引進(jìn)的安格斯牛膘肥體壯,成了特色產(chǎn)業(yè)。在寧夏,吃了耐鹽堿飼草的羊腥膻味輕,廣受消費者歡迎,價(jià)格是普通羊肉的2倍,帶動(dòng)了一方“鹽堿地灘羊經(jīng)濟”。

  這里的荒灘披上“銀甲”

  在河北滄州,原本光禿禿的鹽堿地如今披上“銀甲”。當地把光伏板“種”在鹽堿地上,發(fā)展農光互補農業(yè),在光伏板間種植小麥、玉米,“一地多收”,還用光伏發(fā)電收入補貼鹽堿地改良,為當地鄉村振興作貢獻。