但早在2010糧食連續七次增產的時候,中央農村工作領導小組副組長陳錫文就撰文指出:“糧食持續增產的時間越長,可能越接近減產的拐點。在我國現有的農業資源和生產水平下,我國農產品的綜合消費水平實際上已經超過了農產品的綜合生產能力。”為此,他擔心中國的糧食安全形勢依然嚴峻。
在分析了中國糧食生產的發展階段後,李振聲指出,要保證糧食總產量的持續穩定增長,必須加強中低產田改造。2011年8月,李振聲在《中國科學院學報》發表文章指出,作為黃淮海平原的壹部分,環渤海地區有100萬畝鹽堿地,增產潛力巨大。
“主要問題是鹽堿嚴重,有水但質量不好,開發難度大,但比西部缺水地區容易。”李振聲強調說。
在文章中,李振聲自信地寫道:“到2020年,環渤海地區有潛力增加糧食產量6543.8+0000億斤,有望建成‘渤海糧倉’。”這是“渤海糧倉”首次在公開出版物上得到全面闡述。
其實早在上世紀80年代的“黃淮海戰役”中,環渤海地區的糧食增產計劃就已經開始醞釀。
從1985到1987,在糧食大幅增產的情況下,中國糧食總產量多年停滯不前。三年不增產,反而減產100多億斤。與此同時,全國人口增加了5000萬,人口與糧食的矛盾加深。
中科院27個研究所投入河北、山東、河南、安徽四省農業主戰場,開展以鹽堿地治理和中低產田改造為重點的農業科技行動。
李振聲回憶說:“中科院400多名科技人員長年累月在野外的沙灘上、魚塘邊、鹽堿窩裏,夜以繼日地辛勤工作,把家建在這裏,非常感人。這就是我們後來推崇的‘黃淮海精神’。”
到90年代初,黃淮海平原糧食低產的局面得到扭轉。尤其是河南省封丘縣,糧食平均畝產達到1000斤,遠超其他縣。
1993期間,原重災低產區8個市糧食總產量增加56億公斤。至此,“黃淮海戰役”取得了階段性勝利。
在這次戰役中,科學家們意識到黃淮海平原的地下水很淺,而且含鹽量很高。地下水通過毛細現象向地表移動,水分蒸發後鹽分仍留在地表。因此,土地鹽堿化的問題最初是通過從黃河灌溉和抽取地下水以阻止其向地表移動來解決的。
但“黃淮海戰役”後,環渤海海陸交界地帶仍有654.38+00多萬畝鹽堿荒地和4000多萬畝中低產田。在這些土地上,可以種植含鹽量千分之三以下的棉花,但產量不高;千分之三到千分之五只能種植壹些耐鹽植物;千分之五以上的重度鹽堿地如果不改造將難以利用。
同時,這些地區海拔不足20米,地下水埋深較淺,無法繼續用“黃淮海戰役”的老辦法抗鹹。要實現“渤海糧倉”,必須從多方面入手,進行科技攻關。
科學家在黃淮海平原中低產田攻關中積累了豐富的經驗,突破了鹽堿地治理、鹹水灌溉、耐鹽小麥新品種培育等壹批關鍵技術,有望實現環渤海地區擴大面積、增加產量、保障水安全、創造高價值的目標。
2013年,中科院投入2000萬元,科技部投入65438億元,“渤海糧倉科技示範工程”正式實施。這意味著後“黃淮海戰役”正式開始。
鹹水灌溉的新品種
冀東低平原地區有句話:“春白,秋稀,十年九不收,麩菜半年收。”現在,科學家們想把這個地方變成壹個“糧倉”。乍壹看,這個想法真的很大膽。
事實上,李振聲當時提出“糧倉”的信心和決心,來自於這方面科學家30年來積累的科學技術。2010春節前後,劉曉靜像往常壹樣去了李振聲家。“我們談到了環渤海鹽堿地科技攻關的壹些問題。”作為中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心南皮生態農業試驗站站長,回憶說,“在討論中,李院士提出這個地區可能會大幅度增產,所以叫‘渤海糧倉’。”
劉曉靜很認同“糧倉”這個名字:“30多年來,我們積累了很多成熟的鹽堿地治理新技術,也很有信心計劃建壹個糧倉。”
鑒於環渤海地區的土地無法完全脫鹽,研究人員開始培育耐鹽品種。
李振聲介紹,研究人員將普通小麥與美國耐鹽植物偃麥草雜交,使普通小麥獲得耐鹽“性狀”。
“偃麥草有70對染色體,小麥有40對染色體,很難雜交成功。”站在南皮站實驗樓大廳的小麥標本前,李振聲感慨萬千。"經過幾十年的努力,兩代人已經培育出穩定的小偃系列新品種."
記者在南皮試驗站看到壹株矮壯小麥,這是李振聲培育的耐鹽小麥新品系“小偃60”之壹。劉曉靜告訴記者,“小偃60”是李振聲為紀念新中國成立60周年而命名的新品種。實驗表明,小偃60耐鹽性強,甚至可以在含鹽量千分之四的土壤中生長,比傳統的麥基32增產22%左右。
小偃系列的另壹個耐鹽小麥叫“小偃81”,比“小偃60”矮,稭稈韌性更好,籽粒品質更高。如今,“小偃81”已在中輕度鹽堿地實現大面積示範,畝產900公斤左右,最高可達1000公斤,產量翻了壹番。
南皮站不僅育成了壹系列小麥新品種,而且該站育成的HN866玉米組合在核心示範區2013年產量達到1125斤,比傳統品種增產15.8%,玉米新組合“科玉1”畝產也增加了13%。
在南皮縣所在的環渤海低平原的氣候條件下,小麥生長季的降水不能滿足其生長需要。因此,小麥的高產穩產必須依靠灌溉。
劉曉靜和他的同事們意識到,南皮縣所在的環渤海低平原淡水資源極其匱乏,但地下鹹水資源豐富,開發利用鹹水和苦鹹水資源潛力巨大。
多年來,他們利用鹹水和微鹹水灌溉小麥,建立了“根系鹹淡水交替灌溉技術”。“南皮站田間試驗結果表明,拔節期微鹹水灌溉的冬小麥‘小偃81’比不灌溉的旱作增產12%~30%,比淡水灌溉沒有減產。”劉曉靜說。
同時,南皮站與河北省海興縣合作建立了100畝“濱海鹽堿地高效利用示範區”。他們按照“以適鹽治鹽,以鹽治鹽”的原則,利用“冬季凍結熔鹽水滲透技術”等技術手段改造土壤,使土壤含鹽量降低到千分之三左右。
他們還在改造後的土地上種植了耐鹽植物和經濟植物,如棉花、甜菜和油葵。其中棉籽產量達到每畝246公斤,油葵產量達到每畝182公斤,甜菜產量達到每畝5噸。
南皮站針對鹽堿地增產的壹系列技術研發和實踐經驗,得到了李振聲的高度評價。李振聲說:“南皮的今天,就是環渤海鹽堿地的明天。”
土壤結構的微生物轉化
5月中旬,在山東省無棣縣西小王鎮塞爾的農場上,寇看著面前寬闊的麥田。壹年前,寇和他的朋友們承包了這塊65438多萬畝的土地。如今,密密麻麻的麥苗上掛著沈甸甸的麥穗,預示著豐收。
然而,離塞爾農場幾十米遠的土地上卻沒有草生長,這形成了鮮明的對比。神奇的變化讓寇成為當地家喻戶曉的糧食明星。“這不是我的功勞,”寇在談到自己的秘密時告訴《中國科學報》記者。“這是科學家的功勞。”
在整個環渤海地區,山東省無棣縣這片土地海拔較低,地下水埋深較淺,土地鹽漬化程度較高。據中科院地理所研究員、中科院禹城綜合實驗站站長歐陽竹介紹,根據土壤鹽堿化的科學原理,壹般處理土地鹽堿化的方法主要是通過打井把地下的鹽水抽出來。地下水位下降後,不再能通過毛細現象湧出地表。“但在濱州、東營等海拔不足4米的地區,打井抽水並不能有效降低鹽漬化程度。”歐陽竹告訴記者。
2010在中科院禹城實驗站工作了30年的歐陽竹意識到,要解決土壤鹽堿化嚴重的問題,還可以從改造土壤結構入手。他分析說:“如果我們試圖增加土壤團聚體,毛細血管直徑就會變大,毛細現象就不存在了,鹽分就上不來。”
隨後,研究人員證實了這壹想法的可行性。壹種名為“ETS微生物土壤改良資源”的有機肥研制成功。據記者了解,這是壹種以畜禽糞便和農業有機廢棄物為原料,采用高效微生物復合菌種和創新的微生物兩步發酵工藝制成的專用微生物土壤改良材料,被當地人稱為ETS有機肥。
2010,在東營市利津縣毛坨村壹塊重度鹽堿地上,歐陽柱和同事們在棉花播種前灌溉洗鹽,施ETS有機肥。他們驚訝地發現,棉花竟然生長在施用了ETS有機肥的土地上。歐陽竹分析後得出結論,這種ETS有機肥增加了土壤團粒結構,阻斷了地下鹽水上升的毛細現象。
2011年10年,中國科學院和山東省科技廳在無棣縣水灣鎮選擇40畝低產棉田,使用ETS有機肥改良土壤,種植“小偃81”優質小麥品種,在無棣啟動“渤海糧倉”項目前期研究試驗。這批小麥畝產達到315公斤,接近全縣普通良田的產量,創下了中度鹽堿地小麥種植成功和高產的紀錄。
2013年在渤海糧倉沾化核心示範區應用“小偃81”和ETS微生物土壤改良材料,取得了小麥增產898kg、平均增產600kg、玉米增產800kg、平均增產620kg的良好效果。
目前,無棣生產基地已向渤海糧倉示範區供應微生物土壤改良材料約7000噸,按每畝施用150公斤計算約4.7萬畝。在農場的土地上,寇已經開始廣泛使用這種有機肥。在他看來,豐收是ETS有機肥的功勞。
為了在更大範圍內推廣,濱州市啟動了ETS微生物土壤改良資源產能擴建項目,計劃在三年內逐步擴大產能至年產5萬噸。歐陽竹分析,按照重度鹽堿地改造第壹年每畝400公斤計算,每畝投入約為1萬元,預計可改良重度鹽堿地1.2萬畝。
加力燃燒的最後壹英裏
雖然在提出“糧倉”目標的時候,科學家們已經很好地掌握了農業技術,但新的農業技術要真正從實驗站走向田間,還有很長的路要走。
河北省南皮縣農業局局長崔玉喜說,目前,雖然示範田面積不斷擴大,但要真正提高鹽堿地糧食產量,還得靠農民。為解決渤海糧倉農業技術“最後壹公裏”問題,南皮縣農業局農技推廣站建立了壹支110農技人員的龐大隊伍。"其中包括5名研究員和65,438+08名副研究員級別的農業推廣人員."崔玉喜說,“這支隊伍屬於四個中間站,下到最基層的村裏。”
趙玉芝是其中之壹。她認為,改變農民對新技術的舊意識是走完“最後壹公裏”的關鍵。
2009年,遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心和南皮實驗站與南皮縣農業局合作,開始在低產淡化田示範種植“小偃81”。趙玉芝回憶說,當地村裏的壹些村民起初並不接受,因為擔心明年的收成,拒絕種植新品種。她告訴《中國科學報》:“1年後,他們親眼看到白房子村的示範田打破了這壹地區的冬小麥產量新紀錄,他們自願加入了種植‘小偃81’的隊伍。”
2010年4月,成功種植小燕81的白房子村示範場正式成立為“南皮縣小燕糧食種植專業合作社”。在李振聲看來,合作社的名字“小燕”本身就包含了當地農民對新品種的極大信任。
該村黨總支書記白普清說,目前全村170多戶已全部加入合作社,耕地約1500畝。合作社對土地實行統壹經營管理,包括統壹購買種子、化肥和農藥,耕作、種植、澆水、施肥、植保和收割,明顯提高了農業生產效率,增加了農民收入。
山東沾化縣馮佳鎮李嘉存村民張如和也是新技術的受益者之壹。他曾通過土地流轉,以每畝500元的價格承包了萬畝“渤海糧倉”科技示範區的4000多畝土地,並於2012年開始種植“小偃81”。之前,張如和壹直在這片土地上種植棉花。近年來,由於棉花的市場價格較低,勞動力成本較高,他損失了很多錢。
鹽堿地種小麥是張如和從來沒想過的事,所以“第壹季播種的時候,我心裏沒底。”
直到收獲的時候,張茹心裏的石頭才落了地。現在,第二季小麥即將收割,張如和高興地說:“今年估計畝產能達到800公斤!”
長期紮根農村基層的歐陽竹指出,在早期實施過程中,“渤海糧倉”目標涉及土地流轉、基礎設施配套、生產資料供應、綜合服務保障等因素,需要中央政府整合現有政策和行政力量,保障國家糧食安全。
目前,“渤海糧倉科技示範工程”已實施1多年,在河北、山東、遼寧、天津4省27個縣市建立了36個試驗示範基地,總面積4萬多畝,示範面積28萬畝,輻射帶動面積500多萬畝。
無論在技術上還是推廣上,“渤海糧倉”的增糧奇跡都在進行著“最後壹公裏”的沖刺。