“項目取得的成績遠超過項目啟動之初的任務目標。”日前,渤海糧倉項目一期結題,項目負責人、中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員劉小京表示,該項目2017年帶動95個縣市區(qū)3110.9萬畝中低產田糧食增產增效,5年累計增糧209.5億斤。
5年來,科研人員在該項目的支持下,圍繞環(huán)渤海中低產區(qū)擴面積、增單產、水保障的糧食增產總體思路,從新品種、新技術到標準化技術體系,再到循環(huán)生態(tài)農場試驗,以點帶面取得了一系列成果。
5年時間,滄海變良田,“糧倉”初建成。
耐鹽新品種升級換代
據(jù)項目統(tǒng)計,在河北、山東、遼寧、天津等4個省、市,建立了79個5000畝以上現(xiàn)代化生產示范區(qū),遠超任務目標的20~25個。其中,累計示范推廣8016.7萬畝,其中棉改糧547.1萬畝、改良鹽堿地290.2萬畝。相關技術示范應用,使作物單產增加17.5%以上,節(jié)本增效186.5億元,節(jié)水43.5億方。
在劉小京眼里,這不是干巴巴的數(shù)據(jù),而是一片片由荒蕪的鹽堿地變成的“噸糧田”。
作為“渤海糧倉科技示范工程”的一部分,由中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所農業(yè)資源研究中心建立的南皮試驗站自成立后,取得了一系列科研成果。其中,小麥和玉米耐鹽高產新品種的培育、篩選與示范便是一項基礎工作。
5年來,研究人員在李振聲院士團隊研發(fā)的“小偃”系列小麥品種基礎上,陸續(xù)培育了津農6號、津農7號、津強10號等小麥品種以及“科育186”玉米品種,金粳優(yōu)11號、5優(yōu)68和津稻179水稻品種。“10個抗旱耐鹽的作物品種,平均比對照增產17.5%~26.4%。”劉小京向《中國科學報》記者介紹。
2014年,中科院遺傳發(fā)育研究所研究員陳化榜帶領科研團隊培育出我國*個雜交不親和玉米新組合科玉糯3號。在混種條件下,這種特殊的糯玉米異交率只有0.08%,遠低于普通糯玉米,解決了因隔離種植帶來的不便。
圍繞耐鹽新品種,研究人員建立起“種質創(chuàng)制—室內芽檢—耐鹽池鑒定—區(qū)域試驗—品種審定—公司育繁推”一體化的作物耐鹽品種選育與應用技術體系,為環(huán)渤海中低產區(qū)糧食增產增效提供品種保障。
咸水灌溉出新招
在南皮縣所在的環(huán)渤海低平原氣候條件下,小麥生長豐產穩(wěn)產必須依靠灌溉。項目實施之初,科研人員就認識到,南皮縣所在的地區(qū)淡水資源極為匱乏,但地下咸水資源豐富,開發(fā)利用咸水、微咸水資源潛力巨大。
經(jīng)過長時間對照實驗,研究人員提出基于有機質提升的微咸水安全灌溉技術體系和模式,灌溉咸水閾值由3g/L提高到5g/L,顛覆了“只有淡水才能澆莊稼”的認知。進一步研究發(fā)現(xiàn),只有在小麥拔節(jié)時期澆灌微咸水才對作物生長有益。與不灌溉的小麥相比,微咸水灌溉增產效果十分顯著。
“我們通過咸水結冰改造鹽堿土壤,打造‘良田’,通過微咸水灌溉等‘良法’進行田間管理,通過選育更耐鹽耐堿的作物品種獲得‘良種’。”劉小京說。
5年來,研究人員以挖掘咸水利用潛力、提高地下淡水與雨水利用效率為手段,通過技術集成創(chuàng)新,實現(xiàn)以咸補淡、以淡調鹽、多水源互補高效利用,在不增加或者降低區(qū)域農業(yè)淡水資源用量條件下,實現(xiàn)糧食增產。
標準化體系建成
山東黃河三角洲是典型的濱海鹽堿地類型,這里面積大,具有引黃灌溉條件,成為渤海糧倉山東科技示范工程的重點關注地區(qū)。
在中科院禹城試驗站工作了30年的中科院地理資源所研究員歐陽竹曾從快速改造土壤結構入手,配合作物耐鹽品種,解決土壤嚴重鹽漬化的問題。
項目實施中,歐陽竹帶領研究人員研制了“鹽堿地微生物土壤改良資材”,即利用養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便和農業(yè)有機廢棄物材料,采用高效微生物復合菌種和先進的發(fā)酵工藝制造,為渤海糧倉項目提供了新型肥料產品。幾年前,研究人員就利用這種生物有機肥成功在地表含鹽量超過4.5%的重鹽堿地上種植出棉花。
“近幾年,為將這項初步通過科學驗證的技術推向應用,我們形成了一套標準化的技術方案。”歐陽竹告訴《中國科學報》記者,“我們向老百姓承諾,不管多重的鹽堿地,采用此方法可以保證當年改造冬小麥就可獲得畝產600至700斤的產量。” 歐陽竹看到,按照標準化技術方案使用的生物有機肥,不僅能夠改良土壤結構,還可以提高作物的抗性與生長速度。配合耐鹽小麥品種“小偃60”,甚至可以讓小麥在含鹽量千分之四的土地里正常生長,保證產量。
循環(huán)種植新模式創(chuàng)立
黨的十八大以來,以習近平同志為核心的黨中央把生態(tài)文明建設作為統(tǒng)籌推進“五位一體”總體布局和協(xié)調推進“四個全面”戰(zhàn)略布局的重要內容。作為農業(yè)科技工作者,歐陽竹也一直在考量新技術如何在推進生態(tài)農業(yè)建設上發(fā)揮作用。
為此,他帶領科研人員在種植模式上下了功夫。“黃河三角洲淡水資源匱乏,種植小麥的耗水量大,為此我們提出種植兩季玉米方案。”歐陽竹介紹。每年春季4月底開始播種生長期較短的玉米品種,持續(xù)到10月中旬。“一季收獲玉米全稈與青貯,一季收獲籽粒。”玉米主要依靠雨水生長,*多只需澆*水,不僅節(jié)約了水資源,也為當?shù)匦竽翗I(yè)填補了飼料糧缺口。青貯玉米可以制作成飼草,畜禽糞便可以制作生物有機肥,形成生態(tài)循環(huán)農業(yè)發(fā)展模式。
圍繞這個思路,在中國科學院科技服務網(wǎng)絡計劃(STS)支持下,將濱州、禹城作為示范站點,建立了“黃河三角洲新范式農場模式”,圍繞適合我國未來10年發(fā)展需求的新范式農場產業(yè)目標、技術目標,進行結構優(yōu)化設計和技術、模式設計,并開展綜合示范,提出全面要素系統(tǒng)優(yōu)化的高效農場系統(tǒng)。
山東禹城市農業(yè)綜合開發(fā)辦公室主任尹建平對《中國科學報》記者說,這一新模式是環(huán)保政策下的“剛需”。“禹城市的畜禽產業(yè)對新模式需求非常強烈,大型養(yǎng)殖企業(yè)都期盼與中科院進行技術轉化的對接。”
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