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【中國(guó)科學(xué)報(bào)】科技讓堿地變良田

文章來源:    |    發(fā)布時(shí)間:2021-05-12    |    【放大】 【縮小】  |  【打印】 【關(guān)閉

  梁正偉    沈春蕾攝 

  ■本報(bào)記者 沈春蕾 

  十年九旱、鹽堿地廣、寸草不生、堿塵飛揚(yáng)……這是白城過去留給人們的深刻印象。白城地處吉林省西部,是世界三大蘇打鹽堿地集中分布區(qū)之一。現(xiàn)在的白城已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的變化,而變化始于2001年吉林省政府啟動(dòng)實(shí)施的“西部治堿”工程。

  2003年6月,中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡(jiǎn)稱東北地理所)與吉林省白城市下轄大安市共建了我國(guó)第一家堿地生態(tài)試驗(yàn)站——中國(guó)科學(xué)院大安堿地生態(tài)試驗(yàn)站。該試驗(yàn)站2020年晉升為國(guó)家站,并被命名為吉林大安農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站(以下簡(jiǎn)稱大安站)。

  “建站以來,大安站科研人員突破蘇打鹽堿地(堿地)‘以草治堿’和‘以稻治堿’兩大關(guān)鍵核心技術(shù)難題,不僅為我國(guó)鹽堿地治理與高效利用提供了兩套系統(tǒng)解決方案,也為國(guó)家實(shí)施‘藏糧于地、藏糧于技’戰(zhàn)略提供了重要科技支撐。”大安站站長(zhǎng)、東北地理所研究員梁正偉告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

  落戶大安 

  白城歷史上是北方游牧民族的天然牧場(chǎng),草原和濕地是白城主要的原始生態(tài)類型。“天蒼蒼,野茫茫。風(fēng)吹草低見牛羊”的景象曾在白城隨處可見。

  然而,由于地貌、水文、氣候影響和人為因素,白城的草場(chǎng)沙化、堿化、退化嚴(yán)重。1996年土地普查數(shù)據(jù)顯示,白城鹽堿地面積達(dá)1453.5萬畝。

  由于長(zhǎng)期不合理利用,松嫩平原昔日大面積的天然草原多已嚴(yán)重退化,而退化后的重度鹽堿地也喪失了原有草地的生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值,成為東北土地鹽堿荒漠化重災(zāi)區(qū)。同時(shí),白城鹽堿地位于東北黑土區(qū)西部,東北糧食主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)安全屏障也面臨嚴(yán)重威脅。

  一直以來,東北地理所致力于松嫩平原西部資源調(diào)查、鹽堿地綜合治理和農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)。早在1990年,東北地理所就開始在白城下轄的大安市建立了國(guó)家級(jí)中低產(chǎn)田和農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展試驗(yàn)示范區(qū),裘善文、孫廣友等老一代科學(xué)家在此開展松嫩平原低洼易澇鹽堿地農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展技術(shù)研究。

  2003年6月大安站的建立標(biāo)志著我國(guó)科技人員再次打響了東北生態(tài)環(huán)境治理的攻堅(jiān)戰(zhàn)。為什么選擇大安建站?“重度鹽堿地堪稱土壤的癌癥,大安是中重度蘇打鹽堿地典型代表區(qū)域。這里有老一代科學(xué)家的工作基礎(chǔ),交通便利,科技示范顯示度高?!绷赫齻ソ榻B。

  以草治堿 

  “蘇打鹽堿地治理需要幾代人的不懈努力,絕非一朝一夕之功所能完成。”這是梁正偉多年在一線工作的切身體會(huì)。

  “這些年來,由于過度放牧造成分布于我國(guó)松嫩平原及內(nèi)蒙古東部等地的羊草退化嚴(yán)重,優(yōu)質(zhì)草地變成了重度鹽堿地,羊草恢復(fù)極為困難?!绷赫齻ケ硎?,在缺乏灌溉配套設(shè)施的條件下,挖掘植物自身的抗逆潛力、快速恢復(fù)鹽堿地植被是生物改良鹽堿地的有效途徑,簡(jiǎn)稱為“以草治堿”。

  如何讓不毛的鹽堿地長(zhǎng)草變綠?這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題。梁正偉解釋道,單純讓鹽堿地變綠是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要恢復(fù)原始頂級(jí)植被,讓鹽堿地長(zhǎng)出優(yōu)質(zhì)牧草,如優(yōu)質(zhì)的羊草,為畜牧業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)飼草,意義重大,但是難度更大。

  破解鹽堿地頂級(jí)植被的快速恢復(fù)技術(shù)難題,是梁正偉團(tuán)隊(duì)追求的目標(biāo)。經(jīng)過多年反復(fù)研究和試驗(yàn)驗(yàn)證,團(tuán)隊(duì)提出了重度鹽堿地頂級(jí)植被跨越式恢復(fù)演替理論,即不經(jīng)過先鋒植物的漸進(jìn)式恢復(fù)階段,利用人工生態(tài)設(shè)計(jì)的方法,直接恢復(fù)羊草等頂級(jí)植被。團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了羊草抗鹽堿移栽克隆恢復(fù)技術(shù),在不改良土壤的前提下,利用羊草自身的抗逆潛能,成功解決傳統(tǒng)直播無法將羊草種源直接導(dǎo)入重度鹽堿地的技術(shù)難題。

  梁正偉告訴記者:“應(yīng)用該技術(shù)體系可使羊草成活率由0提高到80%以上,每公頃產(chǎn)草量由治理前的0~0.5噸提高到2~3噸,可實(shí)現(xiàn)3~5年(一般10~20年)快速恢復(fù)頂級(jí)植被的治理目標(biāo)。

  以稻治堿 

  “以稻治堿即鹽堿地種稻,不是我們團(tuán)隊(duì)的發(fā)明,而是老百姓在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的實(shí)現(xiàn)鹽堿地資源高效利用的重要途徑之一?!绷赫齻フf,“我們團(tuán)隊(duì)的使命是研究如何有效破解以稻治堿實(shí)踐中仍然存在的諸多科學(xué)問題和技術(shù)難題,推動(dòng)以稻治堿取得成功。”

  為此,梁正偉率領(lǐng)大安站的科研團(tuán)隊(duì)圍繞“重度蘇打鹽堿地有水也無法短期成功種稻”的重大難題,有針對(duì)性地提出了“以耕層改土治堿為基礎(chǔ)、以灌排洗鹽為支撐”的快速改良理論及技術(shù)路線,創(chuàng)建了重度鹽堿地以稻治堿改土增糧關(guān)鍵技術(shù)。

  20世紀(jì)80年代中后期,國(guó)家啟動(dòng)實(shí)施的“黃淮海平原旱澇堿綜合治理試驗(yàn)示范農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)重大專項(xiàng)”,就是以中低產(chǎn)田(鹽堿地、沙荒地、澇洼地)治理為突破口、全面運(yùn)用農(nóng)業(yè)綜合增產(chǎn)技術(shù)開展的一場(chǎng)規(guī)模宏大的農(nóng)業(yè)大生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)。中國(guó)科學(xué)院是這場(chǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的“黃淮海戰(zhàn)役”的主導(dǎo)力量。

  “八五”期間,東北地理所研究員孫廣友等人應(yīng)用遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)16條松嫩古河道,并在大安市月亮泡鄉(xiāng)建立了大安古河道綜合開發(fā)萬畝試驗(yàn)區(qū),引嫩江(月亮泡水庫(kù))水,在輕中度蘇打鹽堿地種稻獲得成功。

  近年來,梁正偉團(tuán)隊(duì)在大安站通過多年定位改良試驗(yàn),創(chuàng)建了重度鹽堿地物理化學(xué)同步快速改良技術(shù)。他介紹道,團(tuán)隊(duì)結(jié)合良種+良法配套,在改土當(dāng)年即可使中重度鹽堿地水稻產(chǎn)量達(dá)300~400 公斤/畝(不改土一般0~100 公斤/畝),并且只要一次性改土治堿,就可實(shí)現(xiàn)多年可持續(xù)利用。

  “良田是基礎(chǔ),良種是關(guān)鍵,良法是手段,三者缺一不可。”這是梁正偉多年研究治理東北地區(qū)重度蘇打鹽堿地總結(jié)出來的“三位一體”鹽堿地高效治理模式。他形象地稱其為鹽堿地變糧田的“三駕馬車”。

  “良田是‘糧田’的基礎(chǔ),改土是手段?!绷赫齻ケ硎荆覀兏牧见}堿土壤的最終目的是為了培肥土壤、把鹽堿地改造成良田,并且是可以生產(chǎn)糧食的“糧田”。改土,就相當(dāng)于給患“癌癥”的鹽堿地做一次手術(shù)和靶向化療,然后再通過“培肥”快速恢復(fù)土壤的健康,因?yàn)橹挥袩o病健康的土壤(良田)才能高產(chǎn)糧食,否則就會(huì)減產(chǎn)甚至絕收。

  梁正偉常說:“重度鹽堿地,改土必先行?!蓖寥赖闹委熀涂祻?fù)往往需要一定的時(shí)間和過程,不是一蹴而就的。為此,他呼吁,也應(yīng)出臺(tái)政策盡快把土壤改良劑納入國(guó)家補(bǔ)貼對(duì)象,就像農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼和種糧補(bǔ)貼一樣。這樣既可減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān),又能提高農(nóng)民自發(fā)改土的積極性。

  為什么說良種是關(guān)鍵?一般耐鹽堿的抗逆品種比不耐鹽堿的品種增產(chǎn)30%以上,因此在土壤改良的基礎(chǔ)上種稻,選擇抗逆高產(chǎn)的良種是增產(chǎn)的關(guān)鍵。梁正偉團(tuán)隊(duì)成員、東北地理所研究員楊福等水稻育種科研人員自2007年起,先后培育審定了“東稻”系列等9個(gè)水稻新品種。其中,東稻4號(hào)是他們培育出的耐堿性強(qiáng)且具有超高產(chǎn)潛力的水稻抗逆品種,曾經(jīng)創(chuàng)下良田畝產(chǎn)849.37公斤的吉林省最高紀(jì)錄。

  與此同時(shí),梁正偉團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出配套抗逆栽培關(guān)鍵技術(shù)體系和高效栽培模式。他們提出的新墾鹽堿地“旱育密植”增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),成功解決了重度鹽堿地水稻分蘗少、保穗難、產(chǎn)量低的技術(shù)難題,為鹽堿地改土增糧找到了穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的良方。

  “將荒蕪、廢棄的鹽堿地變?yōu)榱继?,有利于擴(kuò)大耕地面積,提高糧食產(chǎn)量,進(jìn)而把中國(guó)人的飯碗牢牢地端在我們自己手中。”這是以梁正偉為代表的科研人員的共同心聲。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2021-05-12 第3版 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化)