科技驱“盐”化“碱”盐碱地画出“新丰景”

　　2021年10月，习在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察调研时强调——

　　“挖掘盐碱地开发利用潜力，努力在关键核心技术和重要创新领域取得突破，将科研成果加快转化为现实生产力”

　　“全国有15亿亩盐碱地，其中适宜种植粮食的5亿亩，如果能开发利用，对于扩大我国耕地面积、维护国家粮食安全具有重大意义”

　　“发挥科技创新的关键作用”“加强适宜盐碱地作物品种开发推广，有效拓展适宜作物播种面积”

　　2023年7月，习在中央财经委员会第二次会议上发表重要讲话强调——

　　“粮食安全是‘国之大者’，耕地是粮食生产的命根子，要落实藏粮于地、藏粮于技战略，切实加强耕地保护，全力提升耕地质量，充分挖掘盐碱地综合利用潜力，稳步拓展农业生产空间，提高农业综合生产能力”

　　日前，在提请全国人大常委会会议二次审议的粮食安全保障法草案中，二审稿增加了推动盐碱地综合利用等方面内容，彰显了综合利用盐碱地的重要性。党的十八大以来，习和党中央高度重视耕地保护和利用，作出一系列重大部署。今年5月，习强调“盐碱地综合利用是一个战略问题，必须摆上重要位置”，为综合利用盐碱地提供了根本遵循。

　　全国有15亿亩盐碱地，其中适宜种植粮食的有5亿亩，利用潜力十分巨大。如何唤醒沉睡的盐碱地？经过多年探索，目前盐碱地治理主要有“以地适种”和“以种适地”两大技术路线，而从改良措施上又可分为工程措施、农艺措施、化学措施和生物措施。“以地适种”主要从“改土”入手，即通过各种改良措施降低土壤盐碱含量；“以种适地”主要从“改种”入手，即通过各种手段选育耐盐碱的农作物。近年来，盐碱地治理更强调集成整合各种技术、措施，形成“良田＋良种＋良法”，以达到最优效果。

　　从沿黄渤海到离海最远的新疆，从河套平原到松嫩平原，从黄淮海平原到沿黄灌区，广大农业科技工作者正在以各种类型的盐碱地为“擂台”，各显神通，展开科技竞赛，将论文写在大地上，探索出一条条因地制宜、各具特色的治理利用路线——有的着眼“废物利用”，用磷肥厂的副产品“中和”苏打盐碱地，有的用更具“科技感”的高分子材料“随机应变”改良各类盐碱地，有的走南闯北选育出“吃盐植物”，有的用更前沿的基因技术培育出耐盐碱植物……

　　金秋时节，吉林省大安市红岗子乡的苏打盐碱地万亩核心示范区水稻迎来丰收：中度盐碱地亩产达633.18公斤，重度盐碱地亩产达421.2公斤。谁能想到，几年前这里还是当地农民看不上的“不毛之地”。人们还编了顺口溜：“碱地白花花，一年种一茬，小苗没多少，秋后不剩啥。”

　　2014年，武在洲和武再新兄弟在这里承包了300多垧地。两兄弟之前对盐碱地改良毫无经验，试过用牛粪等土办法改良土壤，结果一垧地只产五六千斤粮食，搭进去不少钱。

　　“苏打盐碱地，几天才透水一毫米。”中国科学院东北地理与农业生态研究所（下称东北地理所）高级工程师刘淼告诉记者，“正因为如此，改良苏打盐碱地，传统灌排洗盐的办法往往效果欠佳。”

　　中国科学院大安碱地生态试验站（下称大安站）的科研团队早就摸索出一套用酸性磷石膏改良盐碱地种植水稻的好办法，武在洲兄弟俩闻讯上门取经。“没想到当年每垧产量就涨了2000多斤。”武在洲说，“最初施用的量不多，后来又补了些，如今每垧平均产量达14000多斤。”

　　常年在大安站工作的刘淼解释：酸性磷石膏含有丰富的二水硫酸钙，能和苏打盐碱地中碱性的碳酸钠和碳酸氢钠反应生成中性的硫酸钠，然后通过灌排洗盐降碱排走。

　　刘淼说，对于中度盐碱地，每亩施用2吨到2.5吨酸性磷石膏就够，而重度盐碱地每亩也只需2.5吨到3吨。这种磷肥厂的副产品，“从工厂到撒到地里，每吨只需花费300元，主要成本是运费”。

　　去年，在当地举办的一次盐碱地治理“擂台赛”中，11支科研团队和涉农企业“比武切磋”，大安站的改良方案是成本最低的。

　　大安站的试验证明，用酸性磷石膏改土，当年见效，每亩产量达三四百公斤，而未改土的农田亩产不足100公斤。经过3年到5年综合治理后，试验田亩产可达五六百公斤。

　　在东北地理所研究员、大安站站长梁正伟看来，盐碱地治理关键要低成本、高效率、可持续、易推广。

　　2003年，梁正伟率领团队组建大安站，经过多年摸索，提出“良田＋良种＋良法”三良一体化的盐碱地改良大安模式。得益于大安模式，白花花的盐碱地变成了肥沃的黑土地。“梁老师的头发也变白了。”刘淼说。

　　在吉林西部，还有脱硫石膏、生物菌肥等治盐碱的“十八般武艺”大展拳脚。其中不少改良剂都是像酸性磷石膏一样变废为宝。

　　在联合乡，华清农业开发有限公司利用脱硫石膏和其他改良剂改良盐碱地。改良3年后，粮食亩产能和正常农田一较高下。

　　在距离大安不远的松原市前郭县海峡两岸（吉林）生态农业合作先行试验区，来自台湾的张士轩正在用生物菌肥改良盐碱地。

　　由稻秆、稻壳、羊粪等转化而来的生物菌肥，在盐碱地里肥力能持续2年至4年，在pH值9.6到10.4的重度盐碱地实现当年改造当年收获，且4年后部分地块达到高产良田水平。

　　几年前，他和学生们挤在吉林白城市一个大通铺里，晚上睡不着就琢磨“假如我是苏打盐碱地里的水稻，怎么样才能长得更好？”

　　白城属于典型的东北苏打盐碱地，这里的土壤颗粒细得“像面粉一样”，是最难攻克的盐碱地类型。

　　就在这里，胡树文晚上“化身”水稻，白天带着团队赤脚下田，夜以继日探究化“碱”为“繁”的“特效药”。

　　“这就是胡教授最初搭窝棚、抡铁锹、做试验的地方。”白城市大安市海御农业发展有限公司的员工管长林告诉记者，公司承包的这块地pH值在10到10.8之间，属于重度盐碱地，吓退不少人，却引来胡树文。

　　“盐碱地要想种出水稻简直是天方夜谭。”土生土长的管长林从没见过盐碱地能长水稻，当见到胡树文在这里种出水稻，亩产达到560多公斤时，禁不住惊呼，“没想到盐碱地种水稻能种出这样的效果来！”

　　“一次改良之后，这块地产量连续8年保持稳定，土壤肥力也持续改善。”去年10月，胡树文检测土壤发现，已经和黑土地没什么两样。而旁边的对照田采用其他治理模式，亩产至今只有300公斤，田里依然有缺苗的情况。

　　“一是保护种子。假如我是一株水稻，要在盐碱环境里存活，那穿上抗盐‘外衣’不就可以了吗？”胡树文带领团队研制出了抗盐剂，浸泡过的种子就有了抗盐能力。

　　“二是改良土壤。苏打盐碱土像紧紧挨着的‘面粉’，没有缝隙，水分难以下渗，水洗效果不好。我们研制出生物基高分子脱盐剂，可以把‘细面粉’变成‘面疙瘩’，缝隙变大了，水洗效率比过去提高了10倍，节约了大量淡水。”胡树文补充。

　　从东北松嫩平原、黄河三角洲，再到河套平原、新疆……胡树文团队在133个试验点采集超过3.2万个土壤样品，建成盐碱地“数据库”，逐渐创建、完善“重塑土壤结构”盐碱地治理系统技术工程模式。

　　“我们创建的‘重塑土壤结构’盐碱地治理系统技术工程模式，涉及土地整治、土壤修复、培肥、种植管理等环节，是一套整体系统性方案。”胡树调。

　　如今，胡树文团队已在全国15个省份的50多个县市建成30个千亩示范区，累计治理了190多万亩盐碱地。

　　2020年，在中国农学会组织的成果评价会上，胡树文团队的模式被专家组鉴定为“当年修复、当年高产、多年稳产”“成果整体达到国际领先水平”。

　　今年6月，胡树文应邀到联合国粮农组织总部分享中国治理盐碱地的经验。他说：“我们已经找到了盐碱地科学利用的金钥匙，可以为全球盐碱地防治提供中国方案。”

　　“我记得当时正是盛夏，远远望过去，地里白花花一片，像下了雪一样。”1982年，田长彦大学毕业后来到新疆，眼前景象让青年田长彦吃惊不已。

　　“其中具有改良价值的轻中度盐碱地有1.16亿亩。”如今是中国科学院新疆生态与地理研究所研究员的田长彦，已经与新疆盐碱地打了30多年交道。

　　水，是新疆盐碱地改良的核心问题。“过去我们采用‘洗土法’，改良一亩地需要大概2000立方米的水，随着改良规模扩大，水资源逐渐难以维持。”

　　看到传统改良思路的局限性，田长彦察觉到“以种适地”是另一条途径。他观察到，即使白茫茫的重度盐碱地，依然能看到一丛丛碱蓬。“全世界有1600多种植物能在盐碱地上生长，其中新疆就有300多种，这些盐碱地上的‘原住民’是大自然馈赠的‘治理盐碱宝库’。”

　　为了在盐碱地上“自强不息”，原生植物们发展出各自的“独门绝技”。如聚盐植物，又被形象地称为“吃盐”植物，因为它能把盐“吃”进体内隔离保存起来。“这样只要适时把‘吃盐’植物收割转移，土壤中的盐分就被带走了。”田长彦说。

　　更妙的是，这些“原住民”早已习惯了戈壁滩上干旱贫瘠的环境，不挑土、不费水，非常匹配新疆的农业需求。

　　那么如何将“吃盐”植物为治理盐碱地所用？从2000年起，田长彦团队几乎跑遍了新疆南北，记录了300多种盐生植物，它们有的可以用作绿化，有的可以食用，有的可以做牧草饲料……为摸清楚它们的生长规律，田长彦又牵头建立了两个盐生植物园，集中比较和选育，掌握了一手数据。

　　最终，团队筛选出盐地碱蓬、野榆钱菠菜、盐角草等优质“吃盐”植物。比如盐地碱蓬，能够在几乎所有作物都无法生长的新疆重度盐碱地上，每亩收获1.8吨干草，并带走400多公斤盐。“种下去3年累计能够降低盐分85％到90％。”

　　目前，田长彦的盐地碱蓬已在新疆20多个县区、团场示范落地，还走出新疆，在宁夏、内蒙古等地推广。

　　江苏沿海地区农业科学研究所盐土农业研究室主任邢锦城介绍，江苏滩涂地处亚热带与暖温带过渡带，光热充足，滩涂上原生植物种类多达400余种，也是天然的耐盐碱植物宝库。

　　依托丰富的种质资源，当地筛选培育出多种优良耐盐植物品种，如“吃盐”植物盐地碱蓬系列，就被选育出食用型、饲用型、观赏修复型等类别，以适应不同场景需求。

　　邢锦城说，在滩涂上种植观赏修复型碱蓬可以抵御互花米草入侵，保护滩涂生态；其专门选育出的“超红配色”更具观赏价值，提高旅游收益；最后，碱蓬吃掉并储存盐分，也为滩涂涨淤扩张后，未来可能的耕地化打下治理基础，形成“进可攻退可守的多赢局面”。

　　一西一东，一山一海，相似的实践跨越中国两端，为唤醒沉睡大地，端牢中国饭碗贡献独特的“植物力量”。

　　9月底，43岁的王麒和团队要去参加一场重要的现场考试。考场设在黑龙江省安达市先源乡八里岗村的农田里。

　　王麒是国家耐盐碱水稻技术创新中心东北中心（下称东北中心）的水稻育种专家，这次考的就是他们团队培育的耐盐碱水稻品种“龙稻21”。考官是来自国家耐盐碱水稻技术创新中心、崖州湾国家实验室、中国农科院、中科院东北地理所、黑龙江农科院、辽宁农科院等多家机构的11位“水稻大咖”，还有五十多位来自全国各地的科研机构代表现场观摩。

　　事实上，有“稻中硬汉”之称的“龙稻21”在前两年已经经过了小范围的内部“模拟考”。“我们内部测量的结果为：在pH值为8.5的地里亩产为550公斤，当pH值为9时，亩产达450公斤。”王麒说。

　　这里以前是没人看得上的盐碱荒地，56岁的刘宏亮如今是这片地的种植户。他说，当地流传着一句话：“盐碱地里种水稻，只剩破铁和塑料”。破铁说的是农机农具，塑料指地膜。2019年，不信邪的他承包了800亩盐碱地，第一年就赔了50万。

　　第二年，东北中心的科研团队送来“龙稻21”让他试种。他拿出300亩试一试，没想到当年亩产达到750斤。有了底气的刘宏亮不断扩大承包面积，今年一次性拿出3000亩种“龙稻21”。

　　“大家可以来预测一下产量。”测产专家组组长、中国科学院院士钱前站在田边提议。记者听到有人估500公斤，有人猜550公斤。

　　“再往里的那块田长势更好，产量应该更高。”在田边观察的中国科学院东北地理所研究员梁正伟说。

　　最后测产结果公布：亩产为508.6公斤。国家耐盐碱水稻技术创新中心理事长、湖南省农科院党委书记柏连阳院士点赞说，“龙稻21”果然是“尖子生”。

　　“结果远超预期。”王麒激动地说，“原本以为不到500公斤，没想到超过全省水稻亩产平均水平！”

　　黑龙江有盐碱地超过1000万亩。黑龙江农科院水稻研究所所长冯延江说，东北中心近几年已审定推广了21个耐盐碱水稻品种。

　　据了解，国家耐盐碱水稻技术创新中心分设华南、华东、东北、西北四个中心，目标是到2030年培育出适合不同盐碱地生态区种植的具有重大应用价值的水稻新品种10个到15个，在全国推广面积达1亿亩，亩产达到300公斤以上。不久前，在新疆塔克拉玛干沙漠北缘的一块土壤含盐量3‰以上、pH值8.5以上的盐碱地上，西北中心耐盐碱水稻测产结果为573.8公斤／亩。

　　在河套平原核心区域的宁夏银川市通规乡，远处高扬的甜高粱枝叶，成为地平线上一处惹眼的凸起。

　　站在“得意之作”旁，玉米等作物种质创新及分子育种全国重点实验室主任、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，60岁的谢旗兴奋得像个孩子，他扒开地头的碱蓬草，露出高粱根部的灰白色泥土，“这片地属于中重度盐碱地，我们的甜高粱仍能长到3米到4米”。

　　谢旗说，植物选育不是“凭空造物”，高粱最初生长在西非，那里和我国西北盐碱地区环境相似，在漫长进化中高粱具备了很强的耐盐碱潜力。

　　“我们培育的‘中科’系列粮食高粱、酿酒高粱、甜高粱能很好契合西北旱地农业、畜牧养殖的要求。”谢旗说。

　　甜高粱其实是由普通高粱突变形成的，得益于生物学新科技，在继承高粱耐盐碱基本功的基础上，“耐碱斗士”还具备了更多优良属性。由于天生身材高大，即使在盐碱地上，一亩甜高粱也能产出青储饲料4吨到8吨左右。

　　“传统育种像一个‘黑箱子’，遗传学规律决定了，你即使知道概率，也不知道下一个出来的是红球还是蓝球。”谢旗说，现在有了基因工具作为传统育种的有力补充，科学家就能从基因层面把控育种过程，“黑箱子透明了”。

　　照亮黑箱子的，首先是作为“观察员”的分子标记技术。“举个例子，我们甜高粱的秆之所以那么甜，是由一个已经被科学家发现的，叫做DRY1的基因贡献的。假设选取具有甜秆表现的母一代高粱，杂交产生了100颗子一代高粱种子，我们现在可以‘阅读’这些种子的基因，用分子标记技术检索其中是否存在DRY1片段，就可以在种子阶段直接筛选出这25颗我们需要的甜秆种子，不必像过去等到‘开花结果’才知晓答案。”

　　“基因编辑技术在育种中，担当‘检验器’和‘加速器’功能，帮助我们确认性状表现与基因片段的对应关系。我们发现有的高粱个体格外耐盐碱，这很可能是某种基因突变导致的，于是我们把该高粱的基因与耐碱性较差的高粱的基因进行比对，最终找到与耐盐碱相关基因AT1。”谢旗说，在后续田间试验中，通过基因编辑技术改良AT1的个体耐盐碱能力果然大幅提升，这就证实了AT1和高粱耐盐碱之间的对应关系，“未来选育新品种高粱时，我们直接到自然界中寻找天生缺失AT1的突变体，就能在子代中稳定精确地继承这一耐盐高产性状”。

　　有了分子标记技术的“眼”和基因编辑技术的“验”，育种时间从7年到8年缩短到2年到3年。

　　“我们培育甜高粱，就使用了这两种技术作为辅助。”谢旗认为，在分子育种时代，找到更多的“关键基因”也是科学家的重要使命。

　　谢旗研究员在吉林白城的试验田中展示利用基因技术培育的耐盐碱水稻。受访者供图

　　今年3月，谢旗团队在《科学》上发表文章，宣布在高粱中首次发现了与耐盐碱相关基因AT1，并发现这一基因在水稻、玉米、小麦、谷子等作物中普遍存在。

　　在中科院大安碱地生态试验站的试验田中，利用AT1基因改良后的耐盐碱水稻因为籽粒饱满、穗粒增加而压弯了稻穗。经测产得出，改良后水稻可以实现增产22.4％到27.8％，表现优异。

　　在全国各地治理盐碱地实践中，除“以地适种”和“以种适地”两大主要路线外，科学家们还因地制宜，创新思路，探索出了许多“脑洞大开”的综合治理“新方法”。从养牛养羊到养鱼养虾，从种花种药到观光旅游……有了新科技的帮助，盐碱地原来还可以这样“变废为宝”！

　　新疆是我国离海最远的地方，科学家把新疆“盐碱水”调配成“人工海水”，宁波大学还筛选耐盐碱鱼虾苗，培育出青蟹、南美白对虾、美国红鱼、大黄鱼等近十种盐碱海鲜品种，新疆也能“生产”海鲜了。

　　辽宁盘锦的红海滩为什么这样红，答案就是碱蓬草。碱蓬草是沿海滩涂盐碱地的原生植物，每年秋季，碱蓬草由绿转红。美似朝霞的碱蓬草，如今成为盘锦的文旅名片之一，吸引大量游客前来观赏。

　　肉苁蓉是我国西北的“原住民”，偏偏喜欢生长在轻度盐碱地上。肉苁蓉的经济价值很高。“重口味＋好身价”，以肉苁蓉为代表的盐碱地原生药材，为盐碱地农业开拓了发展的新思路。

　　在山东潍坊，农户在滨海种植耐盐碱饲草养牛，从美国引进的安格斯牛膘肥体壮，成了特色产业。在宁夏，吃了耐盐碱饲草的羊腥膻味轻，广受消费者欢迎，价格是普通羊肉的2倍，带动了一方“盐碱地滩羊经济”。

　　在河北沧州，原本光秃秃的盐碱地如今披上“银甲”。当地把光伏板“种”在盐碱地上，发展农光互补农业，在光伏板间种植小麦、玉米，“一地多收”，还用光伏发电收入补贴盐碱地改良，为当地乡村振兴作贡献。