改土增糧靠科技

十三五”規(guī)劃提出藏糧于地、藏糧于技發(fā)展戰(zhàn)略，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了新思路，而依靠科技進(jìn)步提高耕地質(zhì)量、增加糧食產(chǎn)能是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。
長期以來，中國科學(xué)院注重現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的科技創(chuàng)新，積極部署中低產(chǎn)田改造，加強(qiáng)新型生物技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用，研發(fā)了適宜的農(nóng)作物新品種和共性關(guān)鍵技術(shù)。近日，《中國科學(xué)報(bào)》記者就如何利用科技改土增糧采訪了中科院相關(guān)院所及科研團(tuán)隊(duì)。
東北鹽堿地：
以稻治堿實(shí)現(xiàn)雙贏
東北的松嫩平原是世界三大片蘇打鹽堿地集中分布區(qū)之一，屬于典型的生態(tài)脆弱區(qū)，重度鹽堿化是該地區(qū)亟待破解的重大生態(tài)問題。蘇打鹽堿地作為我國內(nèi)陸的一種重要類型，具有堿性強(qiáng)、交換性鈉含量高、鹽堿淋洗困難等特殊性和復(fù)雜性。
中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)所研究員梁正偉團(tuán)隊(duì)，以中科院大安堿地生態(tài)試驗(yàn)站為主要技術(shù)支撐平臺(tái)，研發(fā)出蘇打鹽堿地改土增糧關(guān)鍵技術(shù)，培育并推廣一批耐鹽堿性突出的水稻新品種，破解了蘇打鹽堿地“以稻治堿”適宜性抗逆品種匱乏，重度蘇打鹽堿地種稻難、見效慢等技術(shù)瓶頸。
據(jù)梁正偉介紹，他們提出的“以耕層改土治堿為基礎(chǔ)、以灌排洗鹽為支撐”的重度蘇打鹽堿地改良新思路以及改土增糧技術(shù)，不僅能顯著縮短改良年限，而且可實(shí)現(xiàn)一次性改土治堿、多年可持續(xù)利用。
“治理重度蘇打鹽堿地，良田是基礎(chǔ)，良種是關(guān)鍵，良法是手段，猶如‘三駕馬車’，缺一不可。”梁正偉向《中國科學(xué)報(bào)》記者介紹，“蘇打鹽堿地治理的關(guān)鍵是改土先行，其次選育抗逆品種，同時(shí)配套高產(chǎn)栽培技術(shù)。”
“由于抗逆品種比普通品種一般可增產(chǎn)30%以上，所以我們選擇在改良良田的基礎(chǔ)上，通過培育和種植水稻抗逆品種來治理蘇打鹽堿地，zui終實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)。”梁正偉表示，近年來，在農(nóng)田灌溉水利工程配套基礎(chǔ)上，東北實(shí)施的三次大規(guī)模鹽堿地開發(fā)種稻，對于鹽堿地生態(tài)環(huán)境改善和糧食豐收意義重大。
值得一提的是，從生產(chǎn)實(shí)踐及鹽堿地種稻長期監(jiān)測結(jié)果，大規(guī)模以稻治堿20余年沒有發(fā)生大面積的次生鹽堿化，風(fēng)險(xiǎn)可控，可實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)增收和環(huán)境友好治理的雙贏。
據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)“蘇打鹽堿地大規(guī)模以稻治堿改土增糧關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了2015年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目共取得67項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，創(chuàng)新鹽堿地治理核心關(guān)鍵技術(shù)10項(xiàng)，獲得授權(quán)發(fā)明14項(xiàng)，培育國審品種7個(gè)、吉林省主導(dǎo)品種20個(gè)，為吉林省糧食增產(chǎn)工程作出了重要貢獻(xiàn)。
黃土高原區(qū)：
增產(chǎn)與生態(tài)相結(jié)合
*，黃土高原水土流失嚴(yán)重，該區(qū)又位于我國東部平原向西部高原和干旱區(qū)的過渡帶，糧食增產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)相結(jié)合顯得尤為重要。
中科院水土保持所歷來重視該區(qū)域作物對有限水分利用的問題，從山侖院士到吳普特教授，集中研究干旱半干旱地區(qū)用水技術(shù)，為發(fā)展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)服務(wù)。
在吳普特看來，旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題在于盡zui大可能提高雨水資源的利用率與利用效率，而雨水資源利用技術(shù)的核心在于如何對已經(jīng)存儲(chǔ)的有限雨水資源實(shí)施作物補(bǔ)充灌溉。
吳普特團(tuán)隊(duì)以作物有限補(bǔ)充灌溉理論為依據(jù)，在作物zui為缺水的時(shí)機(jī)實(shí)施抗旱灌溉，并與作物覆蓋、耕作栽培、施肥、間作套種、化學(xué)節(jié)水制劑應(yīng)用等農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)相結(jié)合，形成了適宜于集雨補(bǔ)灌條件下的節(jié)水增產(chǎn)農(nóng)藝技術(shù)體系。
據(jù)介紹，該團(tuán)隊(duì)建立的“上部坡地種糧（草）、秋季覆膜集雨，地邊打窖貯水，補(bǔ)灌下部作物”可同步實(shí)現(xiàn)水土流失防治與雨水資源利用。
試驗(yàn)結(jié)果表明：集流效率達(dá)到93%，補(bǔ)灌梯田玉米產(chǎn)量3150kg/hm2，比對照增產(chǎn)40%；集流場坡地覆膜后播前土壤含水量為15.34%，而對照區(qū)為12.48%，有效地保持了土壤水分，坡地春小麥產(chǎn)量166.8kg/hm2，比對照增產(chǎn)25.1%。
據(jù)悉，相關(guān)成果已收錄于雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范作為行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施，推廣應(yīng)用330多萬畝，共增產(chǎn)糧食2.7億kg，先后解決了115萬人、170萬頭牲畜的飲水困難，直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益2.5億元。該團(tuán)隊(duì)“西北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水技術(shù)與示范”項(xiàng)目獲得了國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
而水土保持所所長劉國彬研究員近年來通過對該區(qū)域的植被優(yōu)化配置和可持續(xù)建設(shè)技術(shù)研究，為加快黃土高原植被恢復(fù)與生態(tài)建設(shè)提供依據(jù)和技術(shù)支撐，形成了黃土高原水土流失綜合治理工程關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)體系。
據(jù)介紹，該團(tuán)隊(duì)主要對不同地區(qū)天然植被封育及人工促進(jìn)恢復(fù)技術(shù)、人工植被改造與天然化培育技術(shù)、嚴(yán)酷生境林草種類選擇與培育技術(shù)體系和植被生態(tài)系統(tǒng)景觀格局優(yōu)化配置等進(jìn)行研究并取得了創(chuàng)新性成果。
其間，劉國彬團(tuán)隊(duì)篩選出適宜人工培育優(yōu)良抗逆鄉(xiāng)土樹草種8～10個(gè)，提出耐旱造林、人工適度干擾加速植被演替技術(shù)體系和景觀優(yōu)化調(diào)控途徑，建立不同植被恢復(fù)示范樣板10000畝，進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)示范，增加綜合經(jīng)濟(jì)效益2000萬元。
鹽堿地：
鹽生植物可作飼料
研究表明，受不同程度鹽堿危害的耕地面積約占耕地總面積的1/3，占低產(chǎn)田面積的63.20%。作為我國畜牧大省，發(fā)展畜牧業(yè)需要大量牧草，但因土壤鹽漬化等問題導(dǎo)致草場面積逐漸，草畜矛盾凸顯。
近年來，中科院生態(tài)與地理所黨委書記田長彥研究員及其團(tuán)隊(duì)通過對植物的耐鹽性進(jìn)行研究，利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育耐鹽品種，使得鹽堿地直接利用成為了可能。
鹽生植物是生長在鹽堿土壤中的一種天然植物區(qū)系，在高鹽堿土壤環(huán)境和海水灌溉條件下，許多鹽生植物不僅能夠存活，且產(chǎn)生可觀的生物量。是我國zui大的內(nèi)陸鹽土區(qū)，鹽生植物資源豐富。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，有鹽生植物305種，約占全國鹽生植物的60%。而田長彥團(tuán)隊(duì)利用十多年的時(shí)間，建立了100畝鹽生植物園，引種150種鹽生植物，先后篩選出多種具有較高利用價(jià)值的鹽生植物，包括鹽角草、鹽地堿蓬、高堿蓬、野榆錢菠菜、紅葉藜等。
田長彥團(tuán)隊(duì)正開發(fā)了鹽生植物的飼用利用價(jià)值。“首先需要對其飼用價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，鹽生飼草的飼用評(píng)價(jià)參考了普通牧草的評(píng)價(jià)方法。”田長彥告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。
營養(yǎng)成分是評(píng)定牧草飼用價(jià)值的重要指標(biāo)，牧草的營養(yǎng)價(jià)值取決于所含營養(yǎng)成分。研究表明，以上五種鹽生植物的粗蛋白含量在7.7%～14.8%，均具有一定的飼用利用價(jià)值。
但田長彥也指出，因不同植物礦質(zhì)營養(yǎng)狀況各不相同，在實(shí)際生產(chǎn)中，鹽生飼草適宜與非鹽生飼草搭配混合飼喂，避免單一飼喂造成牲畜某些礦質(zhì)元素的缺乏或過剩。
此外，將鹽生植物與豆科及禾本科耐鹽牧草混合種植，能有效提高混合飼草營養(yǎng)價(jià)值，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，稀釋鹽分，提高適口性。
“鹽生植物體內(nèi)由于含有大量的可溶性鹽類，所以在鹽生植物放牧場上放養(yǎng)的家畜不需要補(bǔ)飼食鹽。”田長彥表示，就這一點(diǎn)而論，鹽生植物放牧場優(yōu)于山地放牧場和其它非鹽生植物組成的放牧場。
“而且，鹽生植物富含甜菜堿，甜菜堿與改善肉的品質(zhì)密切相關(guān)，因此有望利用鹽生牧草生產(chǎn)高品質(zhì)的畜產(chǎn)品。”田長彥告訴記者。