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      投身渤海糧倉科技示范工程,參與環渤海地區4000萬畝中低產田改造和1000萬畝鹽堿荒地治理利用,中科院劉小京團隊——

      綠了鹽堿地 建成新糧倉

      2022-11-11 10:00:53 人民日報

      河北滄州黃驊市友和種植專業合作社種植的旱堿麥喜獲豐收。

      苑立偉攝

      河北滄州渤海新區南大港濕地,剛栽種檉柳時的鹽堿地舊貌。

      封曉輝攝

      檉柳長成后的南大港濕地。

      封曉輝攝

      劉小京(右一)和團隊成員做實驗。

      郭 凱攝

      河北滄州黃驊市旱堿麥收割。

      苑立偉攝

        引 子

        “頭發白了,鹽堿地綠了,值!”曾是村民眼中帥小伙的劉小京,指著些許斑白的鬢發說,“這句話講給自己,更致敬一代代為鹽堿地改良付出心血的科研工作者?!?/p>

        劉小京是中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員,1991年研究生畢業后來到研究所所屬南皮生態農業試驗站工作。彼時,圍繞糧食增產,黃淮海地區正展開一場以鹽堿地治理和中低產田改造為主的農業科技戰役。戰役核心區之一、位于河北省滄州市南皮縣東南的7萬畝鹽堿荒地上,10多家科研院所的30多位科研人員在這里搭窩棚、打地鋪、點油燈,展開科技攻關。

        時光流轉,當年白花花的鹽堿地,如今已是綠油油的莊稼田。這樣的變化,凝結著一代代科技工作者的接續奮斗:2013年,國家重大科技支撐計劃項目渤海糧倉科技示范工程正式啟動,作為工程首席科學家,時任南皮生態農業試驗站站長的劉小京帶領團隊通過科研示范,參與環渤海地區4000萬畝中低產田改造和1000萬畝鹽堿荒地治理利用,實現2020年較2012年增糧100億斤的既定目標。

        習近平總書記強調:“開展鹽堿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?!被赝_下這片鹽堿地上的滄桑巨變,劉小京更加真切地感受到這一重要論斷的分量。

        盤活咸水資源

        利用地下咸水改良鹽堿地,降低了成本,節約了水資源

        綠油油的秋葵已有一拃長,大豆結出的豆莢包著鼓鼓的籽粒,棉花已吐出飽滿的絮……金秋時節,南皮生態農業試驗站位于河北海興縣小山鄉李良志村的600畝試驗田里,一派豐收景象。然而,10多年前,這里還是村集體撂荒的鹽堿地,種啥啥不長。

        “改良這片鹽堿地,我們采用了咸水結冰灌溉技術?!币娪浾呙媛恫唤?,劉小京笑問,“見過除雪作業嗎?除雪車撒的是啥,能讓雪融化?”

        “鹽?”

        “對?!眲⑿【┙忉?,冰雪融點是零攝氏度,而結冰鹽水的融點比這要低。撒鹽作業后,含有一定鹽分的冰雪,在低于零攝氏度的條件下便可以融化,“咸水結冰灌溉技術也是利用這個原理?!?/p>

        原來,鹽堿地地下咸水資源豐富,寒冬時節抽取地下咸水灌溉,之后在地表形成冰層。因融點不同,等來年開春,高濃度的結冰咸水最先融化、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。

        知易行難。一連數年,劉小京帶著團隊取土樣,模擬觀測不同濃度的咸水結冰融化、入滲洗鹽的成效。數九寒冬,他們在撂荒的鹽堿地上支起窩棚,開挖水溝,開展灌溉試驗。

        “試驗發現,利用咸水結冰灌溉技術,地表耕層的鹽分可在短時間內明顯降低,不耽誤開春農時播種?!眲⑿【┨峒耙粋€小插曲——起初團隊向村里提出,流轉撂荒地搞試驗基地,村干部還不好意思談流轉租金:“啥都不長,要什么錢?!睅啄旰?,看著地里有了收成,村干部又不好意思地找上門:“還是談談租金吧?!?/p>

        了解治理成效后,周邊十里八鄉的鄉親們也主動上門學技術?!爱敃r渤海糧倉科技示范工程已經啟動,我們先在海興縣的濱海鹽堿地示范應用咸水結冰灌溉技術,之后逐步在唐山、天津等濱海地區推廣?!眲⑿【﹫F隊成員、負責技術推廣的南皮生態農業試驗站副站長郭凱說。

        不止咸水結冰灌溉技術。走進南皮生態農業試驗站,一間地下室建了20個裝有地下咸水的蓄水池。郭凱說,這是他們最新的研究課題,通過蓄水池調控地下水位,分析不同水位條件下咸水在土壤中的運動規律,掌握不同季節、時段淺層地下咸水水位變化情況,以及對地表鹽分的影響。

        “我們正嘗試尋找最佳的地下水位埋深,既有利于作物生長,又不造成土壤返鹽,從而實現通過調控淺層地下咸水水位的方式改良鹽堿地?!惫鶆P說。

        當前,治理鹽堿地,理念與方式方法均已發生變化。劉小京介紹,過去主要通過修水渠、挖排水溝等工程措施,以強灌強排的方式淋洗地表鹽分,投入成本高,耗水量大;如今,利用鹽堿地地下咸水資源豐富的特點,采取咸水結冰灌溉、水鹽運動規律分析等方式改良鹽堿地,降低了成本,節約了水資源?!巴ㄟ^渤海糧倉科技示范工程,咸水結冰灌溉、微咸水灌溉等多水源技術已在環渤海地區30多個縣(市、區)推廣約1200萬畝,相比2012年,平均每畝節約淡水60多立方米、增產糧食100公斤?!?/p>

        優化“雨養旱作”

        變資源劣勢為產業優勢,鹽堿地里推進農業供給側結構性改革,種出優質“旱堿麥”

        迎著金秋的陽光,步入河北滄州黃驊市李子札村友和種植專業合作社管理的連片農田,一株株玉米長勢喜人。剝開一片嫩葉,飽滿、緊實的籽粒,一粒挨著一粒?!耙患径←?,一季夏玉米,畝均純收入超千元?!焙献魃缲撠熑藦堉厩甯嬖V記者。

        邊走邊看,田間綠油油,田壟上仍不時可見白色鹽斑——幾年前,這兒還是一片鹽堿地。黃驊市全年降雨不均,淡水資源匱乏,加之靠近渤海,地下咸水在蒸發作用下不斷向地表輸送鹽分,很多村莊土地鹽堿化嚴重。

        2015年冬,合作社剛成立時,張志清從溝塘、洼地引水灌溉,哪知剛長出的小麥苗,很多都被“咸”死了——含鹽量超10克/升,是淡水的10倍以上。那時,張志清每天盼著下雨,既澆灌農田,又淋洗地表鹽分。但當地降雨主要集中在7至9月,錯過了小麥生長期。

        “雨養旱作”是這里農業生產的形象說法。每年夏季,張志清都會備好玉米種,等到一場雨,將地表鹽分充分淋洗后再播撒。隨后的兩個多月,降雨集中,玉米依靠“雨養”,每畝能有上千斤收成?!靶←湹纳L期降雨少,缺乏灌溉用水,加之鹽堿土壤,畝產不過二三百斤?!睆堉厩逭f。

        在天津、河北、遼寧、山東等環渤海三省一市,這樣“雨養旱作”的耕種面積達1000多萬畝。如何提升這一地區的農業生產能力?在南皮試驗站200畝的試驗田內,專門騰出一塊區域,多年來圍繞“土、肥、水、種”等生產要素,探索在“雨養旱作”條件下如何向科技要糧。

        2016年8月起,張志清陸續從劉小京團隊領到中科院培育的“小偃155”等耐鹽堿小麥品種,免費試種,還學到不少新技術。

        缺灌溉用水,就從土壤水分和礦物質里補營養。過去種小麥,會在播種后鎮壓1次土層,使種子與土壤緊密結合,便于根系吸收養分。如今張志清多次鎮壓,讓作物根系和土壤結合更緊實,以便更充分地吸收土壤水分以及鹽堿土特有的鐵、鉀、鋅等礦物質元素。

        在通常情況下,播種要先施肥,再澆水。過去因為缺水,肥也施不了。如今,在小麥春季返青時,張志清采取“追肥”措施:將肥料溶于2立方米的淡水,直接噴灑至作物根部,“過去灌溉1畝地一般需50立方米水,現在我們用極少量的水溶肥,在小麥返青的生長關鍵期,為它補充養分?!?/p>

        “圍繞‘雨養旱作’條件下冬小麥種植,我們加強研發攻關,同時和環渤海地區的10多家科研院所開展合作。試驗站提供技術思路,當地結合實際再改進,實現科研資源、成果共享,優勢互補?!眲⑿【┱f,“比如小麥春季追施水溶肥技術,就是渤海糧倉科技示范工程團隊成員滄州市農林科學院結合實際推出的,并形成了‘一噴三防’綠色防控管理等全過程標準化技術規范?!?/p>

        如今在李子札村,鹽堿地上長出的冬小麥,畝產已達700斤。因主要采取“雨養旱作”模式,村民形象地稱它為“旱堿麥”。張志清向記者算起旱堿麥的收益賬:畝產700斤,約是正常耕地產量的2/3,但每斤售價高出市場價1/3多,還省去不少灌溉施肥等費用。

        為何售價高?劉小京細數旱堿麥的好:吸收鹽堿土里特有的礦物質,鋅、鐵、鉀等微量元素豐富;全程只在作物生長的關鍵期施極少量的肥,口感好。經測定,加工后濕面筋含量達35%,出粉率約76%,屬優質的高筋小麥粉。黃驊市打造“旱堿麥”品牌,銷售范圍輻射京津地區,帶動面粉等年加工能力達48萬噸。

        劉小京把這稱為“鹽堿地里的農業供給側結構性改革”,“通過標準化種植帶動綠色生產、品質提升、品牌打造,將鹽堿地資源劣勢轉化為高品質農作物產業優勢,帶動糧食增產、農業增效?!?/p>

        2020年2月,依托友和種植專業合作社,河北省在李子札村建立旱堿麥種植農業標準化示范區,兩年多來輻射帶動周邊旱堿麥標準化種植面積19萬畝,黃驊市推廣50多萬畝。通過渤海糧倉科技示范工程,旱堿麥標準化種植技術在環渤海1000多萬畝的“雨養旱作”區域推廣,帶動畝均增產200斤以上。

        玉米地里也在開展新的試驗。在黃驊市的一片鹽堿地試驗田,這兩年劉小京正帶團隊實施玉米“擴行增密”試驗:因水熱吸收較好,種在農田邊上的玉米往往長勢更好,品質更佳;能否在種植時人為擴大每列玉米的行距,增加每列玉米的株數,通過打造“邊行效應”帶動增產?

        “過去玉米畝產千斤左右,現在按專家的田間管理方案,畝產達1200斤?!睆堉厩逭f。

        用好重度鹽堿地

        樹立大食物觀,發展濱海草帶,“鹽窩窩”變成“金窩窩”

        走進山東省東營市利津縣鹽窩鎮,真似掉進了“鹽窩窩”:迎著小雨在田間行走,深一腳淺一腳,黏重的泥粘連著鞋底,怎么也甩不掉。有的坑洼地,積水已漫過腳面?!案蓵r一把刀,濕時一團糟,密不透氣肥力差?!碑數卮迕裾f,這是濱海重度鹽堿土的典型特征。

        鹽窩鎮地處渤海沿岸,由黃河泥沙淤積而成平原,地下多咸水,土壤鹽堿化嚴重?!耙恍}堿荒地,我們曾試種許多作物,大部分顆粒無收?!丙}窩鎮鎮長李長偉說。

        2019年8月,鹽窩鎮中北部的一片鹽堿荒灘上,占地4200畝的黃河口灘羊產業園開工建設。中科院黃河三角洲鹽堿地農業試驗站的專家們,不僅提供養殖技術,還給產業園引來新的湖羊品種——這種羊吃料少長肉多,易生“雙胞胎”,一年兩胎可以產三到四羔。

        在劉小京看來,鹽堿荒灘上養羊別具優勢:喝著天然弱堿性的水,吃著高營養的牧草飼料,舔舐富含礦物質和微量元素的鹽巴、堿土,養出的羊肉質鮮嫩。

        2018年4月,中科院遺傳與發育生物學研究所在黃河三角洲鹽堿地建立試驗基地,劉小京兼任了一年多的負責人。如何讓濱海重度鹽堿荒地變廢為寶,是他經常思考的問題:“這里的不少重度鹽堿地,對種莊稼來說是荒地,但從樹立大食物觀、構建多元化食物供給體系的角度,用于發展設施農業,卻是好地、寶地?!?/p>

        這幾年,變廢為寶漸成現實。步入黃河口灘羊產業園,一棟棟標準化羊舍干凈整潔?!暗孛驿伭艘粚由惩?,糞便自動過濾,定期清理?!?5歲的鹽窩鎮北嶺三村村民張寶榮承包了2棟羊舍,養了1800多只羊,“繁育、喂養由園區管理公司全程監管,銷售由企業訂單收購,每只羊能賺200多元?!?/p>

        350多棟羊舍,30萬只存欄量,產業園帶動周邊8個村的170多戶村民承包養殖。給羊打防疫針、修剪羊毛等大量用工,又帶動周邊43個村約1.7萬人增收?!俺蛉夂腿庵破?,羊糞育成的有機肥也很搶手——含有多重堿性礦物質,有助于中和南方酸性土壤,加上海運便利,許多南方農業企業上門收購?!崩铋L偉說。

        對湖羊養殖產業鏈的前端——牧草,劉小京和團隊更是費了不少心思。這些年,他帶團隊在河北海興縣、山東東營市墾利區等地的重度鹽堿地上試種長穗偃麥草。說起這種多年生牧草的特性,劉小京如數家珍:一次播種,可收割多年;耐鹽堿,正常作物生長土壤含鹽量須在1‰以下,它能耐受到10‰;反季節生長,4至5月是大部分牧草生長枯草期,卻是它的生長旺盛期,恰能解決早春時節牛羊養殖牧草飼料不足的問題。

        邊試種,邊推廣。劉小京團隊成員、中科院黃河三角洲鹽堿地農業試驗站副研究員李宏偉兼當養殖員?!翱诟泻?,蛋白質含量高?!崩詈陚ミ呁平殚L穗偃麥草飼料,邊抱起一堆上前投喂,一群毛色潔白、體格健碩的湖羊立時跑過來爭搶,“去年起我們在試驗站試養了20多只湖羊,定期邀請企業上門看喂養效果,已同多家企業簽訂了試種合作協議?!?/p>

        試種推廣長穗偃麥草,還有更深遠的意義。結合濱海地區重度鹽堿荒地淡水缺乏、改造困難的實際,在中國科學院院士李振聲等專家倡議下,2020年6月,中科院遺傳與發育生物學研究所成立“濱海草帶”建設推進工作小組,劉小京任副組長。

        “我國耕地資源有限,能用于種植飼草的土地少。利用濱海鹽堿荒地擴大飼草種植面積,可以解決‘草糧爭地’的矛盾,同時帶動畜牧業發展,滿足肉蛋奶在群眾膳食結構中比例不斷增加的需求?!眲⑿【┱f。

        在鹽窩鎮中北部,占地1500畝的黃河口灘羊產業園二期工程正加緊建設。80棟標準化羊舍,棚頂搭光伏板,實行“牧光互補”,增加養殖收入;不同羊舍之間專門留出長150米、寬30米的空地,供養殖戶種植耐鹽牧草。

        “我們的養殖規模還能擴大?!笨粗磳⒔ǔ傻亩诠こ?,張寶榮滿懷期待,“過去是‘鹽窩窩’,現在是‘羊窩窩’,將來是‘草窩窩’‘金窩窩’?!?/p>

        構筑生態屏障

        試種推廣耐鹽堿樹種,提升濱海地區生態系統服務功能

        湖面上,微風吹起層層漣漪,幾只水鳥時而拂過蘆葦,掠過水面,時而在浮橋邊歇一歇腳。一座座人工浮橋,通往湖面上的7座生態小島,遠遠望去,滿眼的綠。

        這里是河北省滄州市渤海新區南大港濕地,緊鄰渤海。過橋,登島,近岸處,可以看到白花花的圈狀斑紋。手指蘸一下,送到嘴邊,味道苦咸。濕地管理人員劉敬賢介紹,這里屬于因河流淤積形成的沼澤濕地,水面鹽分常年超5克/升。

        鹽堿地上何以種出大片的綠?

        “一年綠,兩年黃,三年燒柴進灶膛”,渤海新區曾流傳這樣的諺語。劉小京解釋:“一些沿海重鹽堿地區常被稱作‘綠化禁區’。種下的樹木隨著根系生長,幾年后一旦接觸到高濃度的地下咸水,很快就會干枯?!?/p>

        如何解決這一問題?前些年,劉小京帶團隊在沿海重鹽堿地區調研,一些工業園區的綠化工程讓他印象深刻:先將地表以下約1.5米的鹽堿土全部挖出,再鋪無紡布隔鹽層,上面鋪設石子和排水暗管,最后換上外地運來的“好土”?!耙环脑?,每平方米初期綠化成本超過200元,后期管護每年又需20多元開支?!?/p>

        2019年4月,劉小京為南大港濕地引種了團隊培育的檉柳。近岸處,一塊塊鹽斑層層疊疊,一株株一人多高的檉柳就扎在這片鹽斑上,沿著島上斜坡鋪展開來。向上望去,嫩綠繁密的枝條,有的直立向天,有的舒展成圓圓的傘蓋。走上前,拍一拍碗口粗的樹干——硬實得很。

        “耐鹽堿,能在鹽分10‰以下的重度鹽堿地成活。樹型好,能修剪成不同的模樣。根系發達,能生長到地下3米多深,抗風又固沙?!眲⒕促t介紹,占地18萬平方米的7座生態島都已種上這種耐鹽堿檉柳,每平方米綠化成本不到50元,后期打理也不費事,“澆澆水就能活?!?/p>

        這些年,劉小京團隊已在沿海灘涂、工業園區試種推廣耐鹽堿樹種約800萬平方米。他算經濟賬,更算生態賬:“在這些地區試種推廣耐鹽堿樹種,構建濱海地區生態屏障,能防止海岸侵蝕,改善濱海地區微氣候,減少水分蒸發,降低土壤含鹽量,對提升濱海地區生態系統服務功能具有重要作用?!?/p>

        試種推廣并非易事。為培育出耐鹽堿、樹型好的檉柳品種,劉小京帶領團隊在鹽堿灘涂、荒地尋找存活的野生檉柳品種,移栽后開展篩選、培育,僅品種選育就做了近10年。

        如今,劉小京和團隊又在探索、醞釀著新的研究課題?!包h的二十大報告提出,提升生態系統碳匯能力。我們做過測算,3年生檉柳林的碳儲量是80噸/公頃,10年生能達120噸/公頃,比有的喬木林還高?!笨粗羧整}堿灘涂上綠起來的耐鹽檉柳、白蠟、金葉榆等,劉小京已在籌劃科研新計劃,“我們將進一步研究耐鹽植物的固碳能力,提升濱海地區森林系統碳匯增量,為推進碳達峰碳中和作貢獻?!?/p>

      (人民日報記者 孫 振 張騰揚)

       

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