10月下旬,鹽城射陽順泰農場水稻田里,耐鹽水稻品種“南粳鹽1號”“鹽稻21號”即將進行現(xiàn)場測產。田野中,密密匝匝的稻穗從稻葉鞘中鉆出,沉沉壓了下來。秋風拂過,昔日的鹽堿地里飄出了豐收的訊息。
“春天白茫茫,夏天雨汪汪,十年九不收,糠菜半年糧。”一首民諺,道盡了鹽堿地的荒蕪與貧瘠。我國鹽堿地面積大、類型多、分布廣,鹽堿荒草地和干旱區(qū)鹽漠土地約有9913萬公頃,是全球第三大鹽堿地分布國家。如能喚醒鹽堿地這一“沉睡”資源,向鹽堿地要效益,是實施“藏糧于地”戰(zhàn)略的一塊重要“拼圖”。
江蘇擁有954公里海岸線,3.59萬平方公里沿海陸域面積。廣袤的沿海灘涂上,蘊藏著我國東部地區(qū)最具潛力且最有開發(fā)價值的后備土地資源。從耐鹽品種培育到鹽堿土壤改良,再到高產高效栽培技術的應用,在江蘇農科專家們的接續(xù)努力下,昔日土地泛著斑白鹽漬的貧瘠之景不再,“不毛之地”上,農作物正競相生長。
研發(fā)適地“芯片”,“喚醒”沉睡鹽堿地
“我們利用北方優(yōu)質耐鹽堿種質資源,與江蘇高產水稻品種進行雜交,選育出‘南粳鹽1號’。”測產試驗田里,江蘇省農科院糧食作物研究所副所長、國家耐鹽堿水稻技術創(chuàng)新中心華東中心主任張亞東觀察著水稻長勢,“綜合兩年示范表現(xiàn)來看,該品種在淡水資源滿足的條件下,能適合在土壤含鹽量0.5%以下的鹽堿地種植。”
在鹽堿地上打造“第二糧倉”,培育“芯片”尤為關鍵。自2017年起,農業(yè)農村部開設了耐鹽堿水稻品種自主試驗,目前已審定國家級特殊類型品種自主試驗品種8個,“南粳鹽1號”就是其中之一。
和常規(guī)土壤生長環(huán)境下的作物相比,耐鹽作物選育還需特別關注耐鹽基因的利用。張亞東所在團隊利用分子標記技術手段,將與鹽堿脅迫密切相關的關鍵基因,導入到現(xiàn)有本土優(yōu)質水稻品種中,最終選育出既耐鹽堿又具備優(yōu)質高產抗病特性的水稻新品種。截至目前,糧作所已選育出10余個具備耐鹽特性的水稻新品種(系),2022年“南粳鹽1號”作為特殊類型的水稻,還被農業(yè)農村部列入糧油生產主導品種。
固土洗鹽降堿,探索鹽堿地治理“新療法”
南通如東洋口鎮(zhèn)農田 攝于2023年9月
鹽堿地的開發(fā)利用潛力,不僅僅體現(xiàn)在面積上。改造后的鹽堿地能變成優(yōu)質的耕地,糧食生產能力劇增。
南通如東洋口鎮(zhèn)的農田里,綠油油的水稻已在時間的催化里垂下沉甸甸的穗頭。風吹稻田,作物成熟的信號讓來此的農林專家和周邊村民心里愈發(fā)欣喜。
數(shù)年前,這片占地367畝的水田還是不適合作物生長的海邊灘涂鹽地,蛻變的背后是來自江蘇農林職業(yè)技術學院團隊的辛勤付出。
江蘇農林職業(yè)技術學院副教授、草坪產業(yè)創(chuàng)新團隊帶頭人劉南清回憶,早在十多年前,團隊就曾來如東實地調查,研究灘涂鹽地降鹽改良的辦法。在土壤學專業(yè)領域,當一個地塊的鹽堿度超過10‰,就不適合絕大部分作物的生長。而在當時,這片區(qū)域的鹽度高達20‰-25‰,想要向這塊鹽堿地要糧食幾乎是不可能的事。
鹽堿地治理與改良是一項高成本、費時間、多反復的工程,面對如此多的困難,劉南清和團隊精心篩選出高品質的耐鹽草種,2016年將這些高耐鹽草種種植在灘涂鹽地上。“通過淺根系的草來固定5—10厘米的表層土壤,避免降雨或者淡水灌溉時候形成地表徑流,涵養(yǎng)水分的同時加速洗鹽速度。”植物對表層土壤的改良只是第一步,后續(xù)團隊又采用生物質暗溝和深溝排鹽法:雨水通過草坪滲透到土壤中,灘涂鹽地中的鹽分經水洗進入生物質暗溝,再匯集到洗鹽深溝,最后排出灘涂鹽地,反復沖排,不斷降低灘涂鹽地的土壤含鹽量。
劉南清介紹,優(yōu)質耐鹽草種僅花了2個月就在灘涂鹽地上存活,半年后該地土壤含鹽量降到3‰以下,一年后的含鹽量更降至1‰,完全符合大部分農作物的生長條件。今年6月,首批水稻秧苗在洋口鎮(zhèn)安家,預測畝產將達到600公斤。“接下來,我們還將運用‘生草覆蓋-生物質暗溝-深溝排鹽’機制,為江蘇大豐和山東昌邑提供技術支持,讓更多鹽堿地變成谷倉。”
在鹽城東臺條子泥墾區(qū),江蘇省沿海開發(fā)(東臺)有限公司水稻開鐮在即,目之所及遍野鋪金,與田埂上的鹽蒿遙相呼應。
據(jù)東臺公司生產技術部副經理尚輝介紹,條子泥墾區(qū)開發(fā)之初土壤表層平均含鹽量高達10‰以上、有機質含量僅有2‰左右,作物生長嚴重受阻。面對這樣的土壤狀況,2015年起,東臺公司以墾區(qū)內2萬畝中重度鹽堿地改良為目標,打造濱海中重度鹽堿地土壤改良科技創(chuàng)新平臺。
“推行以‘水稻+’輪作為基礎耕作制度的土壤改良方式的同時,我們技術團隊還引入了納微米氣液界面種養(yǎng)結合和暗管洗鹽控鹽土壤改良技術方案,并結合墾區(qū)的實際進行融合優(yōu)化。”尚輝表示,通過不同技術模式融合創(chuàng)新優(yōu)化提升,增強淡水溶鹽、洗鹽降堿效率,再配合增施有機肥、種植綠肥還田等聯(lián)動措施,實現(xiàn)土壤快速改良、改善土壤環(huán)境結構,提高畝均效益和生態(tài)效益。
“通過前期的引淡洗鹽降堿,加之上半年雨水較多,今年條子泥墾區(qū)水稻長勢好于去年。”尚輝預計,2023年條子泥墾區(qū)平均畝產可到達750斤左右,較2022年度畝均增產150斤以上。
高產高效栽培技術,鹽堿地長出“新綠洲”
鹽堿荒灘變成高產良田,除了優(yōu)質品種培育與土壤改良,與之相配套的高效栽培技術也是不可或缺的一環(huán)。
在國家耐鹽堿水稻技術創(chuàng)新中心華東中心,揚州大學農學院教授戴其根團隊的耐鹽水稻配套栽培技術示范田內,以全過程技術規(guī)范栽植的水稻也進入了收獲期。
“鹽堿地上,水稻生長的各個環(huán)節(jié)都會面臨難題。鹽堿上泛會影響水稻的發(fā)苗、分蘗、成穗,嚴重的還會導致根系、葉片早衰。”戴其根及其團隊長期致力于水稻高產高效栽培技術研究,研制出以“培育壯秧、窄行密植、水肥耦合、控鹽促長”為特征的機械化精確栽培技術,現(xiàn)已完成大規(guī)模推廣與應用。
“培育長秧齡的機插壯秧,通過水肥耦合,保證耕作層的含鹽量不超過2.5‰,同時肥料‘少食多餐’,確保肥料的留存量。”戴其根說,如此壯秧、密植、勤灌、足肥,不僅控制了表層土壤鹽分,也保證了前期立苗,促進了中期生長,克服了后期早衰問題,實現(xiàn)鹽堿地水稻種植全過程防護。在該項技術的加持下,2022年,優(yōu)質品種“南粳9108”高產田畝產達到了650.2公斤。