瞭望丨科技戰鹽鹼- 新華網內蒙古頻道
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2024 01/15 11:02:25
來源:瞭望

瞭望丨科技戰鹽鹼

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  ◇科技戰鹽鹼有三大要義:分類精準、系統治理、長期管護

  ◇土壤中水分的運動對土壤鹽分的累積影響甚大,因此,科技戰鹽鹼的首要攻關課題就是水

  ◇科技戰鹽鹼的另一攻關課題是種,要加大品種資源鑒定、種質創新、株型改良等育種相關基礎研究,培育更多耐鹽鹼品種

  文 |《瞭望》新聞周刊記者 扈永順 邵琨 於嘉 孫曉宇 魏飚

  農業科研人員在河北省唐山市曹妃甸區第五農場鹽鹼地改良而成的高標準稻田內工作(2023 年 10 月 11 日攝)楊世堯攝 / 本刊

  2023年10月,《瞭望》新聞周刊記者在西社村看到,這裡的玉米地鬱鬱蔥蔥、一望無垠,向日葵迎着陽光絢爛盛開。

  很難想象,就在3年前,這一位於內蒙古自治區鄂爾多斯市達拉特旗王愛召鎮的地方,還是泛着白花花鹽鹼的荒灘。

  鹽鹼地變莊稼田,凝結着科技工作者的智力成果。中國農科院農業資源與農業區劃研究所研究員李玉義介紹,在以鄂爾多斯為代表的黃河“幾字彎”典型鹽鹼區,中國農科院構建起糧油作物産能提升技術體系並示範推廣。“目前沿黃灌區鹽鹼地綜合改造利用的鄂爾多斯技術模式正日益成熟、完善,已輻射帶動面積累計達40萬畝以上,實現耕層平均降鹽20%,鹽鹼地産能提升15%以上,為當地帶來良好的經濟、環境和社會效益。”

  鄂爾多斯鹽鹼地治理是科技戰鹽鹼的一個縮影。全國多地利用科技手段緊抓育種和治地兩大關鍵,已形成包括土壤排鹽技術、土壤生物有機治鹽改土技術等八大體系40多項實用技術,累計推廣50多種耐鹽鹼作物品種。

  持續治理改造下,我國鹽鹼地呈現面積總量減少、重度鹽鹼地面積比例逐年降低的趨勢。

  鹽鹼地治理三要義

  科技戰鹽鹼有三大要義:一是分類精準,二是系統治理,三是長期管護。

  我國是全球第三大鹽鹼地分佈國家,目前擁有各類可利用鹽鹼地資源約5億畝,其中具有農業利用前景的鹽鹼地總面積1.85億畝。

  同時,我國鹽鹼地類型不同,鹽鹼程度也不同,按鹽鹼成分劃分,大致可分為以氯化物為主的濱海鹽鹼地,以硫酸鹽為主的西北內陸鹽鹼地,以碳酸鹽為主的蘇打鹽鹼地,以及含有多種鹽成分的混合鹽鹼地等。按鹽鹼程度分,又可分為輕度(土壤含鹽量1‰~3‰)、中度(土壤含鹽量3‰~5‰)、重度(土壤含鹽量大於5‰)三級。

  這意味着,科技戰鹽鹼的第一要義,是要依據不同的鹽鹼地類型和鹽鹼程度等,分區、分類分析其開發潛力和支撐條件,並在此基礎上精準施策、對症下藥。

  “土壤的鹽鹼化有空間差異,沒有放之四海而皆準的改良産品、改良技術,也不存在千篇一律的改良方法,需要根據鹽鹼地的不同情況,精準開發改良産品和技術方案。”中國科學院東北地理與農業生態研究所研究員王志春説。

  王志春舉例,蘇打鹽鹼地的主要成分是碳酸鈉和碳酸氫鈉,具有高pH值、高交換性鈉離子、高碳酸鹽和通透性低、養分有效性低的“三高兩低”特性,土壤質地黏重。所以治理一要降低交換性鈉離子的含量,增加土壤通氣性和透水性,二要改善土壤結構,促進水源向下運動帶走鹽鹼,三要增加土壤有機質,培肥地力。“但是濱海鹽鹼地、混合鹽鹼地等其他類型鹽鹼地的治理技術則有所不同。”

  除鹽鹼成分這一變量外,還需根據土壤鹽鹼程度,精確計算改良劑用量。“如果不考慮鹽鹼程度貿然施用改良劑,既會造成資源浪費,改良效果也不會好。”王志春説。

  科技戰鹽鹼的第二要義是協同推進治水、改土,並培育以種適地的耐鹽鹼作物,實現系統治理。

  在中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心黨委書記、渤海糧倉科技示範工程首席科學家劉小京看來,鹽鹼地綜合利用涉及品種、栽培、土壤、農田水利等多個學科,需要充分發揮科技創新的關鍵作用,以工程措施為基礎,持續輔以農藝、化學、生物等各種措施,將以種適地同以地適種相結合。

  劉小京告訴記者,以2013年啟動的渤海糧倉科技示範工程為例,該工程綜合應用耐鹽作物品種選育、微鹹水等多水源利用、鹽鹼地耕層水鹽調控、鹽鹼地適應性肥料品種研發等多種技術和産品創新,共改良鹽鹼地290.2萬畝。

  科技戰鹽鹼的第三要義是長期持續治理,這是開發利用鹽鹼地的基本要求。在李玉義看來,只要鹽鹼化産生的特定自然條件不改變,鹽鹼就存在反復性。鹽鹼地治理後若管護利用不到位,不能持續採取壓鹽排鹽、培肥地力、提高耕地質量等措施,則鹽鹼化可能反復發生,制約糧食産能提升。

  在分類精準、系統治理、長期管護的思路下,昔日“十年九不收”的鹽鹼地,正逐漸變為潛在的“新糧倉”。

  以地適種:攻克水難題

  鹽隨水來,亦隨水去。土壤中水分的運動對土壤鹽分的累積影響甚大,因此,科技戰鹽鹼的首要攻關課題就是用好水資源。

  據了解,在淡水資源豐富的鹽鹼地區,治理鹽鹼地可通過大水壓鹽、灌水洗鹽,並開挖田間排水溝排澇脫鹽,將土壤鹽分控制在一定範圍內。

  但傳統大水壓鹽、灌水洗鹽需水量大,改良一畝地需要大概500~1000立方米水,而鹽鹼地又多分佈在淡水資源匱乏的北方地區,面臨水資源能否支撐的挑戰。

  專家介紹,“水”課題的破解思路主要有二:

  其一,以水定地,科學評價水資源承載能力。根據水源保障等條件對投入産出進行綜合評估,統籌考慮財力可持續和生態可承受,經嚴格論證後確定鹽鹼地開發規模;合理確定種植結構,更多種植低耗水耐鹽鹼農作物,提升農業節水水平,深挖農業節水潛力;研發低耗水、高效率的現代工程農藝改良技術和經濟高效、環境安全的改良産品。

  其二,瞄準鹽鹼地區地下較為豐富的鹹水資源,加強科技研發,探索將淺層鹹水、降水等資源利用於鹽鹼地治理。目前對鹹水資源的利用方式主要包括利用鹹水的相態轉換獲取淡水資源,採用太陽能淡化鹹水獲取淡水資源等。

  據劉小京介紹,他們團隊根據鹹水結冰凍融鹹淡水分離原理,在寒冬時節抽取地下鹹水灌溉鹽鹼地,之後在地表形成冰層,因融點不同,等來年開春,高濃度的結冰鹹水最先融化、下滲,也把地表大部分鹽分帶到地下,等氣溫回升至零攝氏度,地表結冰的淡水融化,又起到淋洗地表鹽分的作用,使土壤表層脫鹽。同時鹹水結冰灌溉還可以調控地下水位、平抑地溫,減少土壤返鹽和凍融積鹽。

  農業部門受訪專家&&,目前迫切需要加強鹹水安全灌溉技術與長期灌溉的環境效應研究,創新基於自然能利用的低成本鹹水淡化利用技術,實現鹽鹼地節水改良。

  以種適地:培育更多耐鹽鹼品種

  科技戰鹽鹼的另一攻關課題是種。

  專家介紹,鹽鹼地治理需要在以地適種的同時聚焦以種適地,加大對品種資源鑒定、種質創新、株型改良等育種相關基礎研究的支持,培育更多耐鹽鹼品種。

  2023年9月,在位於山東省青島市的白泥地海水稻試驗基地,專家對青島海水稻研究發展中心選育的耐鹽鹼水稻品種——耐鹽常規稻“海粳37”“海粳38”進行小面積試驗田測産驗收,測産畝産分別達676.6公斤、694.5公斤,産量再創新高。

  “該試驗基地土壤pH值7.9、含鹽量1‰,測産水稻材料全生育期灌溉用的是鹽度3‰的鹹水。”該中心技術研發部總監萬吉麗介紹。

  不獨“海粳37”“海粳38”。近年,我國科研人員緊鑼密鼓推進以種適地,已研發數個耐鹽鹼水稻、小麥、大豆品種。

  但同時要看到,這些品種耐鹽鹼性能尚不高。以河北、山東等選育推廣的耐鹽鹼作物為例,其耐鹽範圍大多為3‰~4‰,較少超過5‰。

  長期從事耐鹽鹼大豆育種的一位專家告訴記者,目前絕大多數大豆品種耐鹽性較弱,一般只能在鹽分含量2‰以下的鹽鹼地種植,少數可耐3‰的鹽分,幾乎沒有可耐5‰鹽分的大豆品種。

  “一些耐鹽鹼品種在豐水年份表現尚可,一旦遇到乾旱年份,鹽分在土壤表層聚集過多,作物生長會受到抑制,造成大幅減産。”山東省濱州市農業農村局農技站站長宋元瑞告訴記者,培育高耐鹽品種仍是持續攻堅的方向。

  據了解,植物的耐鹽性是一種受多基因控制的複雜遺傳性狀。選育過程的不穩定因素較多,選育難度較大,尤其需要轉變育種手段,加快技術創新。

  探索已經展開。青島海水稻研究發展中心通過太空誘變、重離子束誘變方法獲得的水稻材料,在重度鹽鹼條件下進行耐鹽水稻材料篩選,經數年試驗後已有穩定材料,預計可在一兩年後參加國家耐鹽鹼水稻區試。

  “這説明,未來重度鹽鹼地也可以直接種植水稻了。”萬吉麗説。

  強化科技支撐

  面對鹽鹼地治理利用這道全球性難題,儘管我國已取得一定成績,但與國家確定的目標比,科技攻關還需提速、再提速。

  按照國家有關規劃,到2035年,我們要實現利用鹽鹼地等耕地後備資源新增耕地1500萬畝左右,改進提升鹽鹼耕地1億畝以上的目標。

  完成這一目標,亟需強化科技支撐,解決鹽鹼地底數不清、技術推廣難度大等挑戰。

  一方面,摸清我國鹽鹼地底數,科學評價鹽鹼地開發利用潛力,因地制宜&&技術改造方案和建設標準。

  據了解,當前我國鹽鹼地類型、分佈、數量和鹽鹼化程度及相關水資源、水利工程等底數尚不清楚,加之土壤鹽漬化程度季節性變化大,植物各生長階段的耐鹽性不同,亟待建立科學的鹽鹼地分類分級利用標準和植物耐鹽鑒定標準。

  受訪專家建議結合全國第三次土壤普查,全面摸清鹽鹼地現狀,構建鹽鹼地資源數據庫,建立適合我國國情的鹽鹼地分類分級利用標準、植物耐鹽鑒定標準,為鹽鹼地的合理開發利用提供科學依據。

  黑龍江省農業科學院大慶分院副研究員卞景陽提出,根據不同鹽鹼地類型,形成以鹽鹼土壤成分、區域環境為區分,建立長期鹽鹼地監測體系,形成包含pH值、電導率、陽離子、陰離子、地下水位、地下水礦化度等關鍵技術指標在內的綜合評價體系,用於衡量鹽鹼地的鹽鹼化程度,為鹽鹼地改良、利用提供理論支持。

  另一方面,加強鹽鹼地綜合利用技術的推廣應用。

  據了解,鹽鹼地治理技術雖多,但由於投入成本高、財力支撐難等,大範圍推廣難度較大。

  山西省運城市農業農村局農田基本建設工作站高級農藝師劉志強説,以往鹽鹼地改造治理投入資金較低,範圍有限,儘管項目實施起到很好示範帶動作用,但大面積推廣仍有困難,特別是在經濟條件有限的地方,工程建設主要依賴政府投資,可能直接影響鹽鹼地開發治理。

  資金之外,鹽鹼地綜合利用還面臨配套措施不足等困難。

  受訪專家建議,種植耐鹽鹼作物需要良法、農機、栽培管理等的配套,要充分發揮農業科研部門的作用,不斷創新鹽鹼地改造的新技術、新材料和新工藝。

  王志春認為,養成長效思維非常重要,“鹽鹼地改良是一個緩慢過程,不能一蹴而就,採用再好的技術措施也需時日。這就需要保證鹽鹼地開發利用的可持續性,特別是要保持水資源的可持續性,不能讓鹽鹼地改良成為短期工程。”

  青島海水稻研究發展中心的科研人員在位於三亞的國家南繁科研育種基地裏做水稻雜交實驗(2023 年 2 月 22 日攝) 張麗蕓攝 / 本刊

  (《瞭望》2024年第03期 )

【糾錯】 【責任編輯:李倩】