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改土增粮靠科技
作者:   来源:中国科学报   发布者:左丽媛   日期:2017-03-22   今日/总浏览:1/1611

“十三五”规划提出藏粮于地、藏粮于技发展战略,为现代农业的发展提供了新思路,而依靠科技进步提高耕地质量、增加粮食产能是农业现代化的必经之路。

长期以来,中国科学院注重现代农业的科技创新,积极部署中低产田改造,加强新型生物技术研发与推广应用,研发了适宜的农作物新品种和共性关键技术。近日,《中国科学报》记者就如何利用科技改土增粮采访了中科院相关院所及科研团队。

东北盐碱地:

以稻治碱实现双赢

东北的松嫩平原是世界三大片苏打盐碱地集中分布区之一,属于典型的生态脆弱区,重度盐碱化是该地区亟待破解的重大生态问题。苏打盐碱地作为我国内陆的一种重要类型,具有碱性强、交换性钠含量高、盐碱淋洗困难等特殊性和复杂性。

中科院东北地理与农业生态所研究员梁正伟团队,以中科院大安碱地生态试验站为主要技术支撑平台,研发出苏打盐碱地改土增粮关键技术,培育并推广一批耐盐碱性突出的水稻新品种,破解了苏打盐碱地“以稻治碱”适宜性抗逆品种匮乏,重度苏打盐碱地种稻难、见效慢等技术瓶颈。

据梁正伟介绍,他们提出的“以耕层改土治碱为基础、以灌排洗盐为支撑”的重度苏打盐碱地改良新思路以及改土增粮技术,不仅能显著缩短改良年限,而且可实现一次性改土治碱、多年可持续高效利用。

“治理重度苏打盐碱地,良田是基础,良种是关键,良法是手段,犹如‘三驾马车’,缺一不可。”梁正伟向《中国科学报》记者介绍,“苏打盐碱地治理的关键是改土先行,其次选育抗逆品种,同时配套高产栽培技术。”

“由于抗逆品种比普通品种一般可增产30%以上,所以我们选择在改良良田的基础上,通过培育和种植水稻抗逆品种来治理苏打盐碱地,最终实现粮食增产。”梁正伟表示,近年来,在农田灌溉水利工程配套基础上,东北实施的三次大规模盐碱地开发种稻,对于盐碱地生态环境改善和粮食丰收意义重大。

值得一提的是,从生产实践及盐碱地种稻长期监测结果,大规模以稻治碱20余年没有发生大面积的次生盐碱化,风险可控,可实现粮食增产增收和环境友好治理的双赢。

据悉,该团队“苏打盐碱地大规模以稻治碱改土增粮关键技术创新及应用”项目获得了2015年度国家科技进步奖二等奖。该项目共取得67项自主知识产权成果,创新盐碱地治理核心关键技术10项,获得授权发明专利14项,培育国审品种7个、吉林省主导品种20个,为吉林省粮食增产工程作出了重要贡献。

黄土高原区:

增产与生态相结合

众所周知,黄土高原水土流失严重,该区又位于我国东部平原向西部高原和干旱区的过渡带,粮食增产和生态保护相结合显得尤为重要。

中科院水土保持所历来重视该区域作物对有限水分高效利用的问题,从山仑院士到吴普特教授,集中研究干旱半干旱地区高效用水技术,为发展旱作节水农业服务。

在吴普特看来,旱作农业发展的关键问题在于尽最大可能提高雨水资源的利用率与利用效率,而雨水资源高效利用技术的核心在于如何对已经存储的有限雨水资源实施作物高效补充灌溉。

吴普特团队以作物有限补充灌溉理论为依据,在作物最为缺水的时机实施抗旱灌溉,并与作物覆盖、耕作栽培、施肥、间作套种、化学节水制剂应用等农艺节水技术相结合,形成了适宜于集雨补灌条件下的节水增产农艺技术体系。

据介绍,该团队建立的“上部坡地种粮(草)、秋季覆膜集雨,地边打窖贮水,补灌下部作物”可同步实现水土流失防治与雨水资源高效利用。

试验结果表明:集流效率达到93%,补灌梯田玉米产量3150kg/hm2,比对照增产40%;集流场坡地覆膜后播前土壤含水量为15.34%,而对照区为12.48%,有效地保持了土壤水分,坡地春小麦产量166.8kg/hm2,比对照增产25.1%。

据悉,相关成果已收录于雨水集蓄利用工程技术规范作为行业技术标准颁布实施,推广应用330多万亩,共增产粮食2.7亿kg,先后解决了115万人、170万头牲畜的饮水困难,直接产生经济效益2.5亿元。该团队“西北地区农业高效用水技术与示范”项目获得了国家科技进步奖二等奖。

而水土保持所所长刘国彬研究员近年来通过对该区域的植被优化配置和可持续建设技术研究,为加快黄土高原植被恢复与生态建设提供依据和技术支撑,形成了黄土高原水土流失综合治理工程关键技术的系统体系。

据介绍,该团队主要对不同地区天然植被封育及人工促进恢复技术、人工植被改造与天然化培育技术、严酷生境林草种类选择与培育技术体系和植被生态系统景观格局优化配置等进行研究并取得了创新性成果。

其间,刘国彬团队筛选出适宜人工培育优良抗逆乡土树草种8~10个,提出耐旱造林、人工适度干扰加速植被演替技术体系和景观优化调控途径,建立不同植被恢复示范样板10000亩,进行关键技术示范,增加综合经济效益2000万元。

新疆盐碱地:

盐生植物可作饲料

研究表明,新疆受不同程度盐碱危害的耕地面积约占耕地总面积的1/3,占低产田面积的63.20%。新疆作为我国畜牧大省,发展畜牧业需要大量牧草,但因土壤盐渍化等问题导致草场面积逐渐萎缩,草畜矛盾凸显。

近年来,中科院新疆生态与地理所党委书记田长彦研究员及其团队通过对植物的耐盐性进行研究,利用现代生物技术培育耐盐品种,使得盐碱地直接利用成为了可能。

盐生植物是生长在盐碱土壤中的一种天然植物区系,在高盐碱土壤环境和海水灌溉条件下,许多盐生植物不仅能够存活,且产生可观的生物量。新疆是我国最大的内陆盐土区,盐生植物资源丰富。

据统计,新疆有盐生植物305种,约占全国盐生植物的60%。而田长彦团队利用十多年的时间,建立了100亩盐生植物园,引种150种盐生植物,先后筛选出多种具有较高利用价值的盐生植物,包括盐角草、盐地碱蓬、高碱蓬、野榆钱菠菜、红叶藜等。

田长彦团队正开发了盐生植物的饲用利用价值。“首先需要对其饲用价值进行评价,盐生饲草的饲用评价参考了普通牧草的评价方法。”田长彦告诉《中国科学报》记者。

营养成分是评定牧草饲用价值的重要指标,牧草的营养价值取决于所含营养成分。研究表明,以上五种盐生植物的粗蛋白含量在7.7%~14.8%,均具有一定的饲用利用价值。

但田长彦也指出,因不同植物矿质营养状况各不相同,在实际生产中,盐生饲草适宜与非盐生饲草搭配混合饲喂,避免单一饲喂造成牲畜某些矿质元素的缺乏或过剩。

此外,将盐生植物与豆科及禾本科耐盐牧草混合种植,能有效提高混合饲草营养价值,降低抗营养因子含量,稀释盐分,提高适口性。

“盐生植物体内由于含有大量的可溶性盐类,所以在盐生植物放牧场上放养的家畜不需要补饲食盐。”田长彦表示,就这一点而论,盐生植物放牧场优于山地放牧场和其它非盐生植物组成的放牧场。

“而且,盐生植物富含甜菜碱,甜菜碱与改善肉的品质密切相关,因此有望利用盐生牧草生产高品质的畜产品。”田长彦告诉记者。

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