科技驅“鹽”化“鹼”，鹽鹼地畫出“新豐景”

　　【囑託】

　　2021年10月，習近平總書記在黃河三角洲農業高新技術産業示範區考察調研時強調——

　　“開展鹽鹼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”

　　“挖掘鹽鹼地開發利用潛力，努力在關鍵核心技術和重要創新領域取得突破，將科研成果加快轉化為現實生産力”

　　2023年5月，習近平總書記在河北滄州市考察時指出——

　　“全國有15億畝鹽鹼地，其中適宜種植糧食的5億畝，如果能開發利用，對於擴大我國耕地面積、維護國家糧食安全具有重大意義”

　　“開展鹽鹼地綜合利用，是一個戰略問題，必須擺上重要位置”

　　“發揮科技創新的關鍵作用”“加強適宜鹽鹼地作物品種開發推廣，有效拓展適宜作物播種面積”

　　2023年7月，習近平總書記在中央財經委員會第二次會議上發表重要講話強調——

　　“糧食安全是‘國之大者’，耕地是糧食生産的命根子，要落實藏糧於地、藏糧於技戰略，切實加強耕地保護，全力提升耕地質量，充分挖掘鹽鹼地綜合利用潛力，穩步拓展農業生産空間，提高農業綜合生産能力”

　　日前，在提請全國人大常委會會議二次審議的糧食安全保障法草案中，二審稿增加了推動鹽鹼地綜合利用等方面內容，彰顯了綜合利用鹽鹼地的重要性。黨的十八大以來，習近平總書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，習近平總書記強調“鹽鹼地綜合利用是一個戰略問題，必須擺上重要位置”，為綜合利用鹽鹼地提供了根本遵循。

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

　　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，廣大農業科技工作者正在以各種類型的鹽鹼地為“擂&”，各顯神通，展開科技競賽，將論文寫在大地上，探索出一條條因地制宜、各具特色的治理利用路線——有的着眼“廢物利用”，用磷肥廠的副産品“中和”蘇打鹽鹼地，有的用更具“科技感”的高分子材料“隨機應變”改良各類鹽鹼地，有的走南闖北選育出“吃鹽植物”，有的用更前沿的基因技術培育出耐鹽鹼植物……

工業“副産品”為鹽鹼地“改顏色”

　　金秋時節，吉林省大安市紅崗子鄉的蘇打鹽鹼地萬畝核心示範區水稻迎來豐收：中度鹽鹼地畝産達633.18公斤，重度鹽鹼地畝産達421.2公斤。誰能想到，幾年前這裡還是當地農民看不上的“不毛之地”。人們還編了順口溜：“鹼地白花花，一年種一茬，小苗沒多少，秋後不剩啥。”

　　2014年，武在洲和武再新兄弟在這裡承包了300多坰地。兩兄弟之前對鹽鹼地改良毫無經驗，試過用牛糞等土辦法改良土壤，結果一坰地只産五六千斤糧食，搭進去不少錢。

　　“蘇打鹽鹼地，幾天才透水一毫米。”中國科學院東北地理與農業生態研究所（下稱東北地理所）高級工程師劉淼告訴記者，“正因為如此，改良蘇打鹽鹼地，傳統灌排洗鹽的辦法往往效果欠佳。”

　　高級工程師劉淼在吉林白城的試驗田中觀測耐鹽鹼水稻。受訪者供圖

　　中國科學院大安鹼地生態試驗站（下稱大安站）的科研團隊早就摸索出一套用酸性磷石膏改良鹽鹼地種植水稻的好辦法，武在洲兄弟倆聞訊上門取經。“沒想到當年每坰産量就漲了2000多斤。”武在洲説，“最初施用的量不多，後來又補了些，如今每坰平均産量達14000多斤。”

　　常年在大安站工作的劉淼解釋：酸性磷石膏含有豐富的二水硫酸鈣，能和蘇打鹽鹼地中鹼性的碳酸鈉和碳酸氫鈉反應生成中性的硫酸鈉，然後通過灌排洗鹽降鹼排走。

　　劉淼説，對於中度鹽鹼地，每畝施用2噸到2.5噸酸性磷石膏就夠，而重度鹽鹼地每畝也只需2.5噸到3噸。這種磷肥廠的副産品，“從工廠到撒到地裏，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鹼地治理“擂&賽”中，11支科研團隊和涉農企業“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，當年見效，每畝産量達三四百公斤，而未改土的農田畝産不足100公斤。經過3年到5年綜合治理後，試驗田畝産可達五六百公斤。

　　在東北地理所研究員、大安站站長梁正偉看來，鹽鹼地治理關鍵要低成本、高效率、可持續、易推廣。

　　2003年，梁正偉率領團隊組建大安站，經過多年摸索，提出“良田＋良種＋良法”三良一體化的鹽鹼地改良大安模式。得益於大安模式，白花花的鹽鹼地變成了肥沃的黑土地。“梁老師的頭髮也變白了。”劉淼説。

　　在吉林西部，還有脫硫石膏、生物菌肥等治鹽鹼的“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。

　　在聯合鄉，華清農業開發有限公司利用脫硫石膏和其他改良劑改良鹽鹼地。改良3年後，糧食畝産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）生態農業合作先行試驗區，來自台灣的張士軒正在用生物菌肥改良鹽鹼地。

　　由稻稈、稻殼、羊糞等轉化而來的生物菌肥，在鹽鹼地裏肥力能持續2年至4年，在pH值9.6到10.4的重度鹽鹼地實現當年改造當年收穫，且4年後部分地塊達到高産良田水平。

　　生物基高分子為鹽鹼地“透透氣”

　　古有莊生夢蝶，中國農大教授胡樹文卻把自己想象成一株水稻。

　　幾年前，他和學生們擠在吉林白城市一個大通鋪裏，晚上睡不着就琢磨“假如我是蘇打鹽鹼地裏的水稻，怎麼樣才能長得更好？”

　　白城屬於典型的東北蘇打鹽鹼地，這裡的土壤顆粒細得“像麵粉一樣”，是最難攻克的鹽鹼地類型。

　　就在這裡，胡樹文晚上“化身”水稻，白天帶着團隊赤腳下田，夜以繼日探究化“鹼”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。”白城市大安市海禦農業發展有限公司的員工管長林告訴記者，公司承包的這塊地pH值在10到10.8之間，屬於重度鹽鹼地，嚇退不少人，卻引來胡樹文。

　　“鹽鹼地要想種出水稻簡直是天方夜譚。”土生土長的管長林從沒見過鹽鹼地能長水稻，當見到胡樹文在這裡種出水稻，畝産達到560多公斤時，禁不住驚呼，“沒想到鹽鹼地種水稻能種出這樣的效果來！”

　　有了技術支撐，海禦農業也增強了信心，又一次性承包了1000公頃鹽鹼地。

　　“一次改良之後，這塊地産量連續8年保持穩定，土壤肥力也持續改善。”去年10月，胡樹文檢測土壤發現，已經和黑土地沒什麼兩樣。而旁邊的對照田採用其他治理模式，畝産至今只有300公斤，田裏依然有缺苗的情況。

　　如今故地重游，胡樹文向記者透露他的“秘方”主要分兩步。

　　“一是保護種子。假如我是一株水稻，要在鹽鹼環境裏存活，那穿上抗鹽‘外衣’不就可以了嗎？”胡樹文帶領團隊研製出了抗鹽劑，浸泡過的種子就有了抗鹽能力。

　　“二是改良土壤。蘇打鹽鹼土像緊緊挨着的‘麵粉’，沒有縫隙，水分難以下滲，水洗效果不好。我們研製出生物基高分子脫鹽劑，可以把‘細麵粉’變成‘面疙瘩’，縫隙變大了，水洗效率比過去提高了10倍，節約了大量淡水。”胡樹文補充。

　　從東北松嫩平原、黃河三角洲，再到河套平原、新疆……胡樹文團隊在133個試驗點採集超過3.2萬個土壤樣品，建成鹽鹼地“數據庫”，逐漸創建、完善“重塑土壤結構”鹽鹼地治理系統技術工程模式。

　　“我們創建的‘重塑土壤結構’鹽鹼地治理系統技術工程模式，涉及土地整治、土壤修復、培肥、種植管理等環節，是一套整體系統性方案。”胡樹文強調。

　　如今，胡樹文團隊已在全國15個省份的50多個縣市建成30個千畝示範區，累計治理了190多萬畝鹽鹼地。

　　胡樹文教授在內蒙古展示改良後的鹽鹼地上産出的甜菜。受訪者供圖

　　2020年，在中國農學會組織的成果評價會上，胡樹文團隊的模式被專家組鑒定為“當年修復、當年高産、多年穩産”“成果整體達到國際領先水平”。

　　今年6月，胡樹文應邀到聯合國糧農組織總部分享中國治理鹽鹼地的經驗。他説：“我們已經找到了鹽鹼地科學利用的金鑰匙，可以為全球鹽鹼地防治提供中國方案。”

突破傳統思路選育“吃鹽高手”

　　“我記得當時正是盛夏，遠遠望過去，地裏白花花一片，像下了雪一樣。”1982年，田長彥大學畢業後來到新疆，眼前景象讓青年田長彥吃驚不已。

　　新疆有我國規模最大的鹽鹼地帶，面積佔全國鹽鹼地的1/3。

　　“其中具有改良價值的輕中度鹽鹼地有1.16億畝。”如今是中國科學院新疆生態與地理研究所研究員的田長彥，已經與新疆鹽鹼地打了30多年交道。

　　水，是新疆鹽鹼地改良的核心問題。“過去我們採用‘洗土法’，改良一畝地需要大概2000立方米的水，隨着改良規模擴大，水資源逐漸難以維持。”

　　田長彥研究員在新疆巴州的鹽地鹼蓬田中開展選種工作。受訪者供圖

　　看到傳統改良思路的局限性，田長彥察覺到“以種適地”是另一條途徑。他觀察到，即使白茫茫的重度鹽鹼地，依然能看到一叢叢鹼蓬。“全世界有1600多種植物能在鹽鹼地上生長，其中新疆就有300多種，這些鹽鹼地上的‘原住民’是大自然饋贈的‘治理鹽鹼寶庫’。”

　　為了在鹽鹼地上“自強不息”，原生植物們發展出各自的“獨門絕技”。如聚鹽植物，又被形象地稱為“吃鹽”植物，因為它能把鹽“吃”進體內隔離保存起來。“這樣只要適時把‘吃鹽’植物收割轉移，土壤中的鹽分就被帶走了。”田長彥説。

　　更妙的是，這些“原住民”早已習慣了戈壁灘上乾旱貧瘠的環境，不挑土、不費水，非常匹配新疆的農業需求。

　　那麼如何將“吃鹽”植物為治理鹽鹼地所用？從2000年起，田長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規律，田長彥又牽頭建立了兩個鹽生植物園，集中比較和選育，掌握了一手數據。

　　最終，團隊篩選出鹽地鹼蓬、野榆錢菠菜、鹽角草等優質“吃鹽”植物。比如鹽地鹼蓬，能夠在幾乎所有作物都無法生長的新疆重度鹽鹼地上，每畝收穫1.8噸乾草，並帶走400多公斤鹽。“種下去3年累計能夠降低鹽分85％到90％。”

　　“不用‘洗土’。”田長彥特別強調，“一年只要300立方米的灌溉水。”

　　農戶在內蒙古達拉特旗展示鹽鹼地上種植的向日葵。受訪者供圖

　　目前，田長彥的鹽地鹼蓬已在新疆20多個縣區、團場示範落地，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”。

　　江蘇沿海地區農業科學研究所鹽土農業研究室主任邢錦城介紹，江蘇灘塗地處亞熱帶與暖溫帶過渡帶，光熱充足，灘塗上原生植物種類多達400余種，也是天然的耐鹽鹼植物寶庫。

　　依託豐富的種質資源，當地篩選培育出多種優良耐鹽植物品種，如“吃鹽”植物鹽地鹼蓬系列，就被選育出食用型、飼用型、觀賞修復型等類別，以適應不同場景需求。

　　邢錦城副研究員在江蘇鹽城展示選育的鹽地鹼蓬。受訪者供圖

　　邢錦城説，在灘塗上種植觀賞修復型鹼蓬可以抵禦互花米草入侵，保護灘塗生態；其專門選育出的“超紅配色”更具觀賞價值，提高旅游收益；最後，鹼蓬吃掉並儲存鹽分，也為灘塗漲淤擴張后，未來可能的耕地化打下治理基礎，形成“進可攻退可守的多贏局面”。

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

通過層層“鹼驗”育出“稻中硬漢”

　　9月底，43歲的王麒和團隊要去參加一場重要的現場考試。考場設在黑龍江省安達市先源鄉八里崗村的農田裏。

　　王麒是國家耐鹽鹼水稻技術創新中心東北中心（下稱東北中心）的水稻育種專家，這次考的就是他們團隊培育的耐鹽鹼水稻品種“龍稻21”。考官是來自國家耐鹽鹼水稻技術創新中心、崖州灣國家實驗室、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”，還有五十多位來自全國各地的科研機構代表現場觀摩。

　　事實上，有“稻中硬漢”之稱的“龍稻21”在前兩年已經經過了小範圍的內部“模擬考”。“我們內部測量的結果為：在pH值為8.5的地裏畝産為550公斤，當pH值為9時，畝産達450公斤。”王麒説。

　　這回是“龍稻21”第一次在pH值為9的中重度鹽鹼地上大面積種植。

　　這裡以前是沒人看得上的鹽鹼荒地，56歲的劉宏亮如今是這片地的種植戶。他説，當地流傳着一句話：“鹽鹼地裏種水稻，只剩破鐵和塑料”。破鐵説的是農機農具，塑料指地膜。2019年，不信邪的他承包了800畝鹽鹼地，第一年就賠了50萬。

　　第二年，東北中心的科研團隊送來“龍稻21”讓他試種。他拿出300畝試一試，沒想到當年畝産達到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”。

　　“大家可以來預測一下産量。”測産專家組組長、中國科學院院士錢前站在田邊提議。記者聽到有人估500公斤，有人猜550公斤。

　　“再往裏的那塊田長勢更好，産量應該更高。”在田邊觀察的中國科學院東北地理所研究員梁正偉説。

　　最後測産結果公布：畝産為508.6公斤。國家耐鹽鹼水稻技術創新中心理事長、湖南省農科院黨委書記柏連陽院士點讚説，“龍稻21”果然是“尖子生”。

　　“結果遠超預期。”王麒激動地説，“原本以為不到500公斤，沒想到超過全省水稻畝産平均水平！”

　　黑龍江有鹽鹼地超過1000萬畝。黑龍江農科院水稻研究所所長馮延江説，東北中心近幾年已審定推廣了21個耐鹽鹼水稻品種。

　　據了解，國家耐鹽鹼水稻技術創新中心分設華南、華東、東北、西北四個中心，目標是到2030年培育出適合不同鹽鹼地生態區種植的具有重大應用價值的水稻新品種10個到15個，在全國推廣面積達1億畝，畝産達到300公斤以上。不久前，在新疆塔克拉瑪幹沙漠北緣的一塊土壤含鹽量3‰以上、pH值8.5以上的鹽鹼地上，西北中心耐鹽鹼水稻測産結果為573.8公斤／畝。

　　全國各地的鹽鹼地上，耐鹽鹼水稻“種子選手”正傳來更多好消息……

基因技術精準培育“耐鹼鬥士”

　　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，成為地平線上一處惹眼的凸起。

　　站在“得意之作”旁，玉米等作物種質創新及分子育種全國重點實驗室主任、中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員，60歲的謝旗興奮得像個孩子，他扒開地頭的鹼蓬草，露出高粱根部的灰白色泥土，“這片地屬於中重度鹽鹼地，我們的甜高粱仍能長到3米到4米”。

　　為了“向白土要糧”，培育耐鹽鹼作物成為突破點，謝旗把希望寄託高粱上。

　　謝旗説，植物選育不是“憑空造物”，高粱最初生長在西非，那裏和我國西北鹽鹼地區環境相似，在漫長進化中高粱具備了很強的耐鹽鹼潛力。

　　“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、畜牧養殖的要求。”謝旗説。

　　甜高粱其實是由普通高粱突變形成的，得益於生物學新科技，在繼承高粱耐鹽鹼基本功的基礎上，“耐鹼鬥士”還具備了更多優良屬性。由於天生身材高大，即使在鹽鹼地上，一畝甜高粱也能産出青儲飼料4噸到8噸左右。

　　“傳統育種像一個‘黑箱子’，遺傳學規律決定了，你即使知道概率，也不知道下一個出來的是紅球還是藍球。”謝旗説，現在有了基因工具作為傳統育種的有力補充，科學家就能從基因層面把控育種過程，“黑箱子透明了”。

　　照亮黑箱子的，首先是作為“觀察員”的分子標記技術。“舉個例子，我們甜高粱的稈之所以那麼甜，是由一個已經被科學家發現的，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，雜交産生了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，不必像過去等到‘開花結果’才知曉答案。”

　　而基因編輯技術，則能幫助科學家找到類似DRY1這樣的關鍵基因片段。

　　“基因編輯技術在育種中，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係。我們發現有的高粱個體格外耐鹽鹼，這很可能是某種基因突變導致的，於是我們把該高粱的基因與耐鹼性較差的高粱的基因進行比對，最終找到與耐鹽鹼相關基因AT1。”謝旗説，在後續田間試驗中，通過基因編輯技術改良AT1的個體耐鹽鹼能力果然大幅提升，這就證實了AT1和高粱耐鹽鹼之間的對應關係，“未來選育新品種高粱時，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産性狀”。

　　有了分子標記技術的“眼”和基因編輯技術的“驗”，育種時間從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作為輔助。”謝旗認為，在分子育種時代，找到更多的“關鍵基因”也是科學家的重要使命。

　　謝旗研究員在吉林白城的試驗田中展示利用基因技術培育的耐鹽鹼水稻。受訪者供圖

　　今年3月，謝旗團隊在《科學》上發表文章，宣布在高粱中首次發現了與耐鹽鹼相關基因AT1，併發現這一基因在水稻、玉米、小麥、穀子等作物中普遍存在。

　　在中科院大安鹼地生態試驗站的試驗田中，利用AT1基因改良後的耐鹽鹼水稻因為籽粒飽滿、穗粒增加而壓彎了稻穗。經測産得出，改良後水稻可以實現增産22.4％到27.8％，表現優異。

鹽鹼地原來還可以這樣“變廢為寶”

　　在全國各地治理鹽鹼地實踐中，除“以地適種”和“以種適地”兩大主要路線外，科學家們還因地制宜，創新思路，探索出了許多“腦洞大開”的綜合治理“新方法”。從養牛養羊到養魚養蝦，從種花種藥到觀光旅游……有了新科技的幫助，鹽鹼地原來還可以這樣“變廢為寶”！

　　這裡的海鮮離海“最遠”

　　新疆是我國離海最遠的地方，科學家把新疆“鹽鹼水”調配成“人工海水”，寧波大學還篩選耐鹽鹼魚蝦苗，培育出青蟹、南美白對蝦、美國紅魚、大黃魚等近十種鹽鹼海鮮品種，新疆也能“生産”海鮮了。

　　這裡的海灘披上“紅霞”

　　遼寧盤錦的紅海灘為什麼這樣紅，答案就是鹼蓬草。鹼蓬草是沿海灘塗鹽鹼地的原生植物，每年秋季，鹼蓬草由綠轉紅。美似朝霞的鹼蓬草，如今成為盤錦的文旅名片之一，吸引大量游客前來觀賞。

　　這裡的藥材偏愛“鹹口”

　　肉蓯蓉是我國西北的“原住民”，偏偏喜歡生長在輕度鹽鹼地上。肉蓯蓉的經濟價值很高。“重口味＋好身價”，以肉蓯蓉為代表的鹽鹼地原生藥材，為鹽鹼地農業開拓了發展的新思路。

　　這裡的牛羊大有“口福”

　　在山東濰坊，農戶在濱海種植耐鹽鹼飼草養牛，從美國引進的安格斯牛膘肥體壯，成了特色産業。在寧夏，吃了耐鹽鹼飼草的羊腥膻味輕，廣受消費者歡迎，價格是普通羊肉的2倍，帶動了一方“鹽鹼地灘羊經濟”。

　　這裡的荒灘披上“銀甲”

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