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作者:馮麗妃 來源:中國科學報 發布時間:2022/8/7 14:22:45
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“種草”黃河口,他們再次向鹽堿地宣戰
——中科院遺傳發育所李振聲“濱海草帶”青年突擊隊工作側記

 

 

白花花或水汪汪的鹽堿地,科學家就在這里展開育種工作 受訪者供圖

汽車在山東東營平坦的高速公路上疾馳,玻璃窗外盛夏蔥蘢的草木和一片片蓄滿的水塘向后飛掠而過。記者拋出的一個關于東營長穗偃麥草種植情況的問題打開了李宏偉的話匣子。

“2020年開始時是70畝,去年是130畝,今年是200畝。”他不假思索地“倒出”一連串的數字。

李宏偉是中國科學院遺傳與發育生物學研究所(以下簡稱遺傳發育所)副研究員,看上去有些不茍言笑,談起偃麥草育種試驗,他卻很有興致。“通過這幾年的試驗,我們發現,長穗偃麥草在含鹽量3~5‰的中重度鹽堿地上畝產能夠達到2600多公斤,在含鹽量達到10~20‰的重度鹽堿地上也能成活。”

該所東營基地的同行者向《中國科學報》記者透露,李宏偉已經4個月沒回北京的家了,其間兒子高考他也沒回去。談及此事,他只是笑言:“孩子的學習在平時積累,我對他有信心。過去幾個月偃麥草播種、收割,離不開人。”

作為遺傳發育所李振聲“濱海草帶”青年突擊隊的成員,李宏偉和隊友們心中的目標很明確:向鹽堿地要糧要效益。

一場戰役

在距離黃河口約10公里的一片土地上,包括李宏偉在內的中國科學院的科學家們正在悄然打響向鹽堿地要糧的第三場戰役。

上世紀八九十年代,小麥育種專家、時任科院院長李振聲提出黃淮海中低產田治理的建議,并組織實施農業科技“黃淮海戰役”,取得了一批重大科技成果,使黃淮海地區糧食增產504.8億斤。

2013年,獲得國家科技最高獎的李振聲又投入了新的戰斗——組織實施“渤海糧倉”計劃,實現環渤海地區五年增糧200多億斤。

截至2021年,中國糧食生產已經實現了新千年以來“十八連豐”,糧食產量連續7年穩定在1.3萬億斤以上。我國人均糧食占有量達到483公斤,高于國際公認的400公斤安全線。這為確保國家糧食安全、應對復雜多變的國內外形勢提供了有力支撐。

然而,隨著經濟發展和消費升級,我國居民糧食消費結構已發生顛覆性變化:口糧消費總量在糧食消費結構中的比例從72%下降至27%(1985~2017)。與此相對,人均肉蛋奶的消費量增長了近3倍,這使得我國每年生產飼料糧的原糧達到糧食總產量的一半。

此外,我國每年還需進口大量牧草和牛羊肉。據統計,2021年,我國進口的大豆、油料、肉類,相當于9億畝的海外土地給中國生產糧食。

有限的耕地面積,決定了我國飼草料種植不能“與主糧爭地”。如何為大國筑底,確保飼料糧安全?

2020年,近90歲的李振聲院士根據遺傳發育所在曹妃甸、海興、南皮、東營等地多年的育種試驗,再次提出建設“濱海草帶”的設想,通過種草養畜,實現我國環渤海地區及其他沿海地區近2000萬畝鹽堿地的高效利用。

“濱海草帶”的種植環境決定了適宜的牧草品種必須同時具備耐鹽和耐澇特征。然而,自1978年我國開展牧草品種審定以來,迄今共通過國家審定牧草品種604個,其中耐鹽牧草品種不足20個,備耐鹽和耐澇特征的優良牧草品種更是少之又少。

在此背景下,遺傳發育所集中所內十多個育種和養殖團隊的優勢科研力量,在東營黃河三角洲展開攻關,選育同時具備耐鹽和耐澇特征的牧草資源。

該所還成立了李振聲“濱海草帶”青年突擊隊。“突擊隊的初衷就是把李振聲院士的戰略構想落到實處,啃下濱海鹽堿荒地這個‘硬骨頭’,為支撐國家耕地資源緊缺、糧食結構性矛盾問題的解決提供科技支撐。”突擊隊隊長、遺傳發育所東營分子育種中心主任王建林說。

一種傳承

站在東營示范基地一行行綠油油的長勢喜人的豆苗前,突擊隊隊員、遺傳發育所副研究員周國安和劉書林臉上的笑容掩飾不住心底的喜悅。

他們還記得2017年在東營試種大豆頭一年,慘遭“滑鐵盧”的經歷——播下的種子幾乎全軍覆沒,出苗率幾近于零。

旱時地表猶如鋪上一層白色晶鹽,澇時連片田地瞬間變池塘。“這讓大豆播種的窗口期非常短暫。”劉書林說,在這樣的試驗場選種,品種淘汰率非常高。

接下來的三年,他們在課題組長田志喜的帶領下,按照當地農民完全自然雨養的種植模式,對數千份大豆材料進行篩選、試驗、淘汰……

終于,他們在去年獲得兩個優質耐鹽堿大豆品種,在東營含鹽量高達5‰的重度鹽堿地里畝產達到520多斤,遠超過當前我國普通耕地大豆的平均畝產(264.8斤)。

“育種是個相當繁瑣的過程,但這點克服困難的精神還是要有的。”周國安說。

從農業科技“黃淮海戰役”到“渤海糧倉”示范工程,幾代科院人曾扎根鹽堿地,風里來雨里去、忘我工作。在他看來,搞農業科研就要繼承老一輩科學家的精神,不能怕苦。

“李(振聲)老先生把一生的精力和智慧全部獻給了農業科技創新工作。從口糧安全到現在的飼草糧安全,先生的工作都是從國情出發,一直不停地在祖國大地上追尋著夢想,是我們學習的榜樣。”突擊隊隊員、遺傳發育所曹曉風院士團隊青年研究員鄧嫻說。

2018年,曹曉風帶領團隊承擔科院重點部署項目“邊際土地產能效益擴增機理與藏糧于地技術模式”,率先提出了從“植物-微生物-土壤”互作角度進行邊際土地生物改良的重要思路,通過分子生物學、微生物組學與土壤修復學等學科交叉優勢,選育耐逆作物品種,改良東北蘇打鹽堿地、黃三角地區濱海鹽堿地和南方紅壤等邊際土地。

曹曉風團隊與黑龍江省農科院草業所合作收集了800余份植物種質資源,并在東北蘇打鹽堿地進行了大范圍篩選,發現了既能改良土壤、又有飼用價值,且耐逆性非常強的豆科植物——田菁。“田菁具有耐鹽、耐堿、耐澇、耐貧瘠等特性,在含鹽量6‰、pH值9以上的鹽堿地上依然生長地非常好,而且固氮能力強,生物量大,蛋白含量高達20%以上。”鄧嫻說。

據介紹,自2018年項目實施以來,該團隊已在黑龍江、山東、北京、海南等多地進行繁種、育種工作,種植田菁可以顯著改善土壤物理性質,顯著提升土壤質量和肥力,且畝產鮮草量可達2.5~3.5噸。

“綠肥是中華農耕文明的精華,然而現在我們并沒有很好的利用它,主要是因為種植之后沒有經濟效益。我們的目的就是通過分子育種等技術,提高它的生物量、蛋白含量、適口性,更大程度地發揮其飼用和肥用的綜合價值。”鄧嫻說,她希望和青年突擊隊隊友一起,為國家飼草糧安全盡一份力。

王建林介紹,當前遺傳發育所東營基地的示范種植區已經達到1000畝,突擊隊在包括大豆、玉米、水稻、高粱、田菁、長穗偃麥草、稷子等7個作物品種選育上均發揮了重要作用,取得了重要進展。

例如,耐鹽水稻在6‰鹽堿地上用3‰微咸水灌溉畝產達到515.31公斤,米質達到國標一級米;選育的科甜系列甜高粱品種在3‰~5‰的鹽堿地上,產草量可以達到每畝4~7噸。這些品種(系)為實施“濱海草帶”戰略構想提供了種源基礎。

一個希望

在東營基地,李宏偉三年前種植的長穗偃麥草已經長到齊肩高。

站在地頭的他又回想起十幾年前讀博期間導師李振聲的一個決定。那是2008年,李振聲看到組內很多研究人員側重于基因功能克隆和分子機理研究,忙著發文章,于是提出重啟小麥遠緣雜交工作。他的一個目標是創造新品系,為下一步小麥遺傳改良做準備;另一個目標是把草本植物用起來,支撐飼料糧安全。

“到2020年‘濱海草帶’的提出,我們已經用8年時間證實了長穗偃麥草的耐鹽堿價值。我相信這個宏大愿景是可以實現的。”李宏偉說。

據介紹,在東營基地建設的前兩年,因為資金缺乏,已是耄耋之年的李振聲還拿出20萬元的科研獎金幫助團隊購置拖拉機、收割機等農機和農具。

“當前,我國向鹽堿地要糧思路已經轉變:從治理鹽堿地適應植物,到選育植物適應鹽堿地。”王建林表示,從篩選耐鹽作物種質資源、創制一批耐鹽新種質,到創新栽培技術模式、打造耐鹽堿作物全產業鏈條,真正為保障國家飼料糧安全作出貢獻,下一步“突擊隊”隊員們依然任重而道遠。

在這條道路上,突擊隊的團隊們正在堅定地前行著。

眾所周知,我國大豆進口依存度高達80%以上,絕大部分豆粕被用于飼料生產。隨著耐鹽堿大豆種質資源初步選育告捷,劉書林和周國安還有很多目標:繼續培育出耐鹽堿程度更高的大豆品種,如適合含鹽量10‰的鹽堿地的種質;與企業和地方合作做好品種推廣,讓科研工作的成效落到實處。

“明年偃麥草草籽收完后,再種1000畝的示范地,然后擴大面積推廣。”這是李宏偉的希望。

李宏偉站在偃麥草田里 受訪者供圖

王建林 受訪者供圖

劉書林在試驗田采集標本 受訪者供圖

 周國安在大豆田中量株高 受訪者供圖

科院種子中心研究院東營基地的辦公樓(占地30畝,與當前育種基地面積共1030畝) 受訪者供圖

示范田里白鷺翩然起飛 受訪者供圖

突擊隊隊員鄧嫻(左)和羅麗蘭(右)在東營基地測量田菁長勢 受訪者供圖

 

 
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