超強天團為鹽堿地治理把脈開方
從單項“吃藥”到全鏈條改造
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河北是全國鹽堿地面積較大的省份之一。經過幾十年治理,全省1000萬畝鹽堿地,已經減少到583萬畝,其中的70%集中在滄州。
5月9日,一場鹽堿地綜合利用現場觀摩會在滄州渤海新區黃驊市召開。相關領域3名院士、12省(市)56家科研教學單位的產業技術體系相關專家齊聚這里,觀摩了當地治理鹽堿地的成效并出謀劃策。
改土
向精準控鹽轉變
一處長2米、寬1米、深2米的土坑,站在其中,可以清晰看到土壤剖面。深坑一側的土地上,一半長著茂盛的苜蓿,另一半泛著鹽堿寸草不生。
5月9日,環渤海(黃驊)鹽堿地綜合利用現場觀摩會在滄州渤海新區黃驊市舉行,這處位于黃驊市林江農場的土壤剖面是專家們的觀摩點之一。
“這個區域屬于沖積平原的末端,且曾受到過海侵影響,表層淤積了一層約30厘米的黏土層,30厘米以下一直到110厘米都是砂質壤土,在45厘米—110厘米可以看到不均勻的淺黃色銹斑,這是地下水攜帶的鐵離子運移到這里發生氧化反應形成的鐵銹色的沉積物,是鹽化潮土典型的特征。這說明這個區域地下水很容易就影響到接近土壤表層的區域。”河北省農林科學院資源環境研究所研究員賈良良站在深坑里,介紹這里的土壤特征。
為什么要在這里挖開一處土壤剖面請專家們研討?
“治土是鹽堿地治理的根本。各地形成鹽堿地的原因不同,我們對土壤研究得越透,治理的辦法就越準。”中國工程院院士、山西農業大學研究員徐明崗說。
嚴謹的土壤專家,不會放過影響土壤的任何細節。比如林江農場數條兩米深的壟溝里積著半米深的水。
“這一帶有時挖30多厘米深就能涌水。”賈良良介紹,靠近海邊的地下水鹽分含量高,再加上降水量小、蒸發量大,地下水中的鹽分就很容易隨著蒸發向上移動而在土壤表層積聚,形成鹽堿。
鹽堿被稱為“土地癌癥”,我國現在仍有1.15億畝鹽堿地需要改良和治理。
我國治理鹽堿地的工作,已經進行了幾十年,從最初的單項“吃藥”發展到如今的全鏈條改造。2009年至2019年10年間,全國就有1200多萬畝鹽堿地通過治理變為耕地,有效提高了農業生產能力。這其中包括河北省的1000萬畝鹽堿地,經過多年治理改造減少到583萬畝。
“耕地后備資源總體有限,可開墾并穩定利用的后備耕地資源更是有限。從這一角度看,增加耕地資源的一個重要潛力在于適度開發利用鹽堿荒地。”出席會議的中國農業科學院研究員梅旭榮說。
中共中央、國務院近日印發的《加快建設農業強國規劃(2024—2035年)》中也提到,分區分類開展鹽堿耕地治理改良,因地制宜推動鹽堿地等耕地后備資源開發。
鹽堿地治理改良,對河北意義重大。
河北是全國鹽堿地面積較大的省份之一,鹽堿地分為濱海平原鹽漬區、低平原鹽漬區和冀西北鹽漬區。
按照鹽堿程度劃分,土壤中含鹽量在千分之一到千分之三之間的為輕度鹽堿地,千分之三到千分之六之間的為中度鹽堿地,高于千分之六的為重度鹽堿地。
河北的583萬畝鹽堿地中,輕度鹽堿地占80%,中度鹽堿地占18%。其中,滄州408.58萬畝,占比高達71.65%,尤其以黃驊一帶的土壤鹽堿化程度最為嚴重,含鹽量甚至超過10%。
“這里鹽堿地治理的主要障礙是土壤中鹽分太高。”徐明崗蹲下去仔細觀察著土壤剖面說。
長期從事耕地質量提升科學研究和土壤肥力演變與培肥研究的徐明崗,經歷了全國治理鹽堿地的不同時期。從“以水治土”發展到今天的“以地適種”,科研人員對于鹽堿地治理的認識越來越科學。
“早期建設水利排灌設施,利用淡水淋洗、排掉土壤中的鹽分,控制地下水位,是非常好的治理辦法。但現在水資源越來越寶貴,需要換一種方法。”徐明崗說。
他在會議上作的題為《鹽堿地改良利用的生物技術及其案例》的報告中介紹,從全國經驗來看,“治水”正從傳統大水壓鹽、水溝排鹽向多水聯用、節水控鹽智慧管控轉變;“改土”從過去土壤去鹽、徹底治鹽向與鹽共存、有鹽無害、局部控鹽精準調控轉變。
控鹽是治理滄州鹽堿地的路徑之一。
“濱海平原鹽堿地同時具有土壤結構性通透性較差、土壤板結嚴重,肥力低下,有機質整體不足1%等問題。”河北省農林科學院資源環境研究所研究員侯升林介紹,研究土壤就是要對癥開方。
育種
放到當地的生態系統中考量
“說好了,今年咱們試種一茬!”5月9日,中國科學院院士、中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員曹曉風和河北省農林科學院農業資源環境研究所研究員、國家牧草產業技術體系滄州綜合試驗站站長、河北省草業創新團隊首席專家劉忠寬約定。
這“一茬”,指的是田菁。也正是在黃驊市納茉農場看到了數千畝苜蓿,讓曹曉風大膽設想,要把種在東北松嫩平原蘇打鹽堿地上的豆科飼草田菁“遷移”過來。
2024年8月,曹曉風帶領團隊在吉林省長嶺縣田菁試驗田測產,通過種植田菁并全量還田,當地土壤pH值由原來的10.14降低到9.57,土壤有機質提升10%以上,實現了重度鹽堿荒地的有效改良。
鹽堿地改良和篩選適種植物是鹽堿地綜合利用的兩大重點。“前者是以地適種,后者是以種適地。從國內外技術發展來看,利用植物和微生物是鹽堿地改良利用的新趨勢。”徐明崗說。
這和在黃驊鹽堿地上種苜蓿的劉忠寬思路如出一轍。
納茉農場位于黃驊市羊三木回族鄉,和林江農場比更靠近渤海。幾年前,這里土壤的含鹽量高達千分之十,糧食作物種下去出苗率不足30%,遠遠望去白花花一片。
而此時,連片苜蓿已有50多厘米高,頂著紫色的小花隨風搖擺,還有十幾天就能收割。
成片的苜蓿遮蓋了地表,讓地下水的蒸發量減少,將鹽“趕”到了地表2米以下。苜蓿長達2米的根系,讓板結的土壤疏松、透氣,又改善了土壤結構。
更重要的是,苜蓿根系可以為微生物創造適宜的生存環境,根際區域的微生物豐度是普通土壤的2至20倍,微生物群落隨著根系的生長而不斷發育,形成新的土壤有機質。
“經過我們測算,當地連續種植5年苜蓿的土壤,有機質提升了18%,含鹽量降低了60%。”劉忠寬說。
苜蓿卓越的耐鹽堿性和提升土壤有機質的優勢,讓它在鹽堿地的種植作物列表中,占據了一席之地。
利用種草改良鹽堿地已經在農業領域達成共識。我國著名草業科學專家、中國工程院院士、蘭州大學教授南志標在發言時特別提醒,選育耐鹽堿植物要將其放到當地的生態系統中去考量。
這也正是活躍在鹽堿地上的育種專家們思考的問題。中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所研究員、國家牧草產業技術體系苜蓿育種崗位科學家楊青川從1997年培育出第一個耐鹽堿苜蓿品種中苜1號到如今的中苜11號,每一個品種都對應不同區域的土壤、氣候特點需求,以及一種當地的鹽堿地“病情”。
“就拿中苜1號來說,它產量一般,但是,在含鹽量千分之四、pH值8.5—9之間的土壤中,僅有不多的耐鹽作物可以生長,即使能生長,由于鹽堿的脅迫產量也較低。”楊青川說,而這個品種就可以適應。
苜蓿根系發達,少說也能扎入地下1.5米。但黃驊一帶淺層地下水水位較高,苜蓿主根如果深入地下太深,其根系容易腐爛。中苜2號側根發達,避免了該地區地下水位高,根系容易腐爛的問題,雨水充沛條件能達到畝產1000公斤干草。
耗時10年培育的中苜3號,目前占據了滄州一帶90%的苜蓿種植面積。它將耐鹽堿和高產結合起來,在500毫米—600毫米正常降雨年份,旱作條件下畝產可達1000公斤以上。
平坦的濱海鹽堿地上,不只有苜蓿倔強生長。釀造高粱冀釀2號成為茅臺鎮僅次于茅臺專用紅纓子的品種,衡麥30、衡觀35、捷麥19等10余個旱堿麥品種產量均有提高,還有油用向日葵、蔬菜、果樹、棉花等新品種,都成為鹽堿地種植品類里的新成員,而且產量可觀。
侯升林介紹,這是近些年來,河北省農林科學院針對濱海鹽堿地“鹽、板、冷、瘦”等特點,組織多名科研人員不斷選育的成果,這些新品種的種苗,成為鹽堿地改造中的重要一環。
保障
需要農業技術組合拳
5月9日的中雨,讓黃驊市林江農業科技發展有限公司負責人田炳正踏實了不少。“今年,是我們農場第二輪‘5+2’種植模式的第一年,這場雨太及時了。”田炳正說。
“5+2”種植模式,指的是種植5年苜蓿,輪種一茬玉米、小麥,加一起共6個年頭。這種種植模式,始于2018年河北省農林科學院農業資源環境研究所在當地設置綜合試驗站開始試驗。
林江農場共流轉土地8000畝,土壤含鹽量普遍在千分之四到千分之十之間。當地百姓慣用“春旱夏澇冬吊”來形容,去年夏季兩場雨,農場光排水就耗時20天。
“以前這片地,年畝產100公斤小麥、300公斤苜蓿就是頂天的收成了。”田炳正說,在劉忠寬、楊青川團隊的指導下,農場引入優質品種、采用科學種植方法,實現年畝產苜蓿1200公斤、小麥300公斤、玉米350公斤—400公斤。
“苜蓿是多年生植物,從第5年開始就進入衰老期。但土壤經過5年的種草改良,地力能提升1—2個等級,就非常適合種糧食作物。”劉忠寬說,地力每提升一級可增產糧食100公斤,2個等級就是200公斤,種一茬糧食土壤又會返鹽,就再種苜蓿改良,這也是“5+2”種植模式的科學依據。
種植苜蓿不僅能提高地力,它還是“牧草之王”。2023年,河北省奶牛存欄、生鮮乳產量、乳制品產量均居全國第二位,從奶業大省向奶業強省進軍,尤其需要優質牧草的支撐,而眼前的這片鹽堿地就貢獻了力量。
但鹽堿地和優質土地不在同一起跑線也是不爭的事實。中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心研究員劉小京據此提出:“鹽堿地發展農業種植,要打造差異化,拼質量。”
鹽堿地地力瘦弱,鹽分制約鹽堿地果蔬生產,但適度鹽分脅迫下,又能讓鹽堿地果蔬完成品質上的逆風翻盤。
5月9日,滄州渤海新區黃驊市南大港產業園區綠康現代農業園區大棚內,一人多高的架子上長滿了成串的西紅柿。“太甜了!”觀摩團的專家們咬了一口西紅柿,驚呼道。
“這片地的土壤含鹽量在千分之一點六到千分之二之間,植物為了生存‘反抗’鹽堿環境,反倒刺激了可溶性糖、有機酸等決定口感的風味物質含量的增加。”河北省農林科學院濱海農業研究所研究員張國新介紹。
“這只是我們圍繞鹽堿地的果蔬種植技術之一。”張國新說,濱海農業研究所圍繞河北的鹽堿地搞科研,進行著多種探索。
并不友好的土壤基礎,需要一系列的農業技術手段來保障。比如,重度鹽堿地設施改土降鹽、微咸水利用及果蔬豐產優質栽培管理技術等,一套組合拳下來降鹽率達到70%,實現了土壤含鹽量1%以上鹽堿地進行果蔬設施種植。
不管是培育耐鹽品種,還是研究調水控鹽增產,或者重鹽堿地原土綠化技術,科技人員正多管齊下,讓旱堿麥、油葵、棉花、水稻、辣椒、菊芋等,在環渤海這片鹽堿地上長出它們的春天。
記者手記
鹽堿地上的不懈探索
中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所研究員楊青川,已把滄州渤海新區黃驊市視為第二故鄉。這是他除了老家內蒙古外,到過最多的地方。
1989年大學畢業后,楊青川就跟著老師來到這里培育苜蓿新品種。那時,從北京出發,要先坐綠皮火車到滄州,然后轉大巴到黃驊,再從黃驊換乘到中捷友誼農場,最后騎上那輛銹跡斑斑的自行車趕到苜蓿地。
他住過5元錢一晚的大通鋪,就著苦咸的涼水啃過干糧。他說當時就一個心愿:讓這片白花花的鹽堿地上,也能長東西。
不止他一人有這樣的愿望。
這是記者第二次采訪劉忠寬。和3年前比,他的白發又多了。
他興奮地介紹,這幾年又擔任了河北省草業創新團隊首席專家、河北省耐鹽堿作物種業科技創新團隊首席專家,肩上的擔子更重了。
在向觀摩會專家介紹苜蓿栽培成績時,他還不忘請教其他專家的先進經驗。
從2008年到黃驊市搞苜蓿栽培,轉眼過去了17年。3年前采訪他時,他正在研究苜蓿種植對地力提升的測算,短短幾年,不但有了數據,還有了“5+2”輪種模式的驗證。
土地是誠實的。農戶評價科學家的標準也最直接。苜蓿、糧食雙增產,讓當地幾家苜蓿種植大戶,說起楊青川和劉忠寬都豎起大拇指,悄悄喊他們“財神爺”。
河北省農林科學院濱海農業研究所研究員張國新研究鹽堿地果樹栽培已有8年時間。從唐山到滄州一帶的鹽堿地情況,他都很了解。
滄州渤海新區黃驊市南大港產業園區綠康現代農業園區留出一個對照棚,這里沒有采用科學種植技術種植的西紅柿,植株不到膝蓋高,結的果子也稀稀拉拉。隔壁大棚里,采用了張國新種植技術種植的同品種西紅柿,植株兩米多高,結出一串串果子。
他和科研團隊已經破譯了鹽堿地果蔬好吃的部分密碼,還在試圖解開究竟用什么方法可以增加口感的深層次秘密。
農業鏈條很長,每一個細小的環節都很重要。
中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所研究員何峰把視線投向了鹽堿地上的咸水。他的研究要把咸水淡化,成為旱作種植的灌溉水源。這一利用過濾和反滲透原理的裝置,已經豎起在黃驊市林江農場的地頭。
實驗取得初步成功,咸水淡化為微咸水,成本控制在2.5元/噸。2024年旱季,兩茬苜蓿干草從600公斤/畝增加到792公斤/畝,測算推廣1000萬畝,將增加優質牧草供應192萬噸。
幾名學生跟在何峰身后,有板有眼地學著老師裝設備、做記錄。年輕的農業科技人員正在成長,他們將接力在鹽堿地上進行不懈探索。(記者白云)
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