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》記者就如何利用科技改土增糧采訪了中科院相關(guān)院所及科研團隊。
東北鹽堿地：
以稻治堿實現(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、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)所研究員梁正偉團隊，以中科院大安堿地生態(tài)試驗站為主要技術(shù)支撐平臺，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》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，風險可控，可實現(xiàn)糧食增產(chǎn)增收和環(huán)境友好治理的雙贏。
據(jù)悉，該團隊“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”項目獲得了2015年度國家科技進步獎二等獎。該項目共取得67項自主知識產(chǎn)權(quán)成果，創(chuàng)新鹽堿地治理核心關(guān)鍵技術(shù)10項，獲得授權(quán)發(fā)明14項，培育國審品種7個、吉林省主導(dǎo)品種20個，為吉林省糧食增產(chǎn)工程作出了重要貢獻。
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)存儲的有限雨水資源實施作物補充灌溉。
吳普特團隊以作物有限補充灌溉理論為依據(jù)，在作物zui為缺水的時機實施抗旱灌溉，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，該團隊建立的“上部坡地種糧（草）、秋季覆膜集雨，地邊打窖貯水，補灌下部作物”可同步實現(xiàn)水土流失防治與雨水資源利用。
試驗結(jié)果表明：集流效率達到93%，補灌梯田玉米產(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)標準頒布實施，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)濟效益2.5億元。該團隊“西北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水技術(shù)與示范”項目獲得了國家科技進步獎二等獎。
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，該團隊主要對不同地區(qū)天然植被封育及人工促進恢復(fù)技術(shù)、人工植被改造與天然化培育技術(shù)、嚴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)化配置等進行研究并取得了創(chuàng)新性成果。
其間，劉國彬團隊篩選出適宜人工培育優(yōu)良抗逆鄉(xiāng)土樹草種8～10個，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，進行關(guān)鍵技術(shù)示范，增加綜合經(jīng)濟效益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隊通過對植物的耐鹽性進行研究，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，有鹽生植物305種，約占全國鹽生植物的60%。而田長彥團隊利用十多年的時間，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。
田長彥團隊正開發(fā)了鹽生植物的飼用利用價值。“首先需要對其飼用價值進行評價，鹽生飼草的飼用評價參考了普通牧草的評價方法。”田長彥告訴《中國科學(xué)報》記者。
營養(yǎng)成分是評定牧草飼用價值的重要指標，牧草的營養(yǎng)價值取決于所含營養(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)價值，降低抗營養(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)的家畜不需要補飼食鹽。”田長彥表示，就這一點而論，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。