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南皮县的麦田里盐碱地变作米粮仓

2019-06-17 08:20:00 来源: 河北共产党员 举报
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联合收割机在南皮县乌马营村麦田里作业

芒种时节,又到了小麦成熟的时候。一望无际的华北平原上,金色的麦浪随风起伏,空气中弥漫着麦香的味道。在沧州市南皮县的麦田里,农户们看着沉甸甸的麦穗,脸上洋溢着丰收的喜悦:这一季的小麦,再加上下半年的玉米,产量又在2000斤以上了吧。

然而,在20世纪,这里的许多地方还是一片一片苦涩的盐碱地。

沧州市南皮县地处渤海之滨,由于降水年内分配不均、地表水咸度高,土地盐碱化严重。“春天白茫茫,秋天水汪汪,十年九不收,糠菜半年粮。”祖辈相传的民谣,真实地道出了当地农业生产的艰难。和南皮县的情况相接近,在环渤海地区的河北、山东、辽宁、天津一带,有4000多万亩的中低产田和1000多万亩的盐碱荒地。改良盐碱地,增加粮食产量,不仅是事关当地农民福祉的迫切需求,也是事关国家粮食安全的重大课题。

中科院院士李振声在分析我国粮食生产发展的各个阶段后提出,必须加大对中低产田的改造力度,才能保证粮食总产持续稳定增长。2011年8月,李振声在《中国科学院院刊》上发表文章指出,环渤海地区除了现有耕地4000万亩外,还有盐碱荒地1000万亩,具有较大的增产潜力。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员、中科院南皮生态农业试验站站长刘小京说,中国现有18亿亩耕地,要想靠增加耕地面积提高粮食产量十分困难,必须把目光放在大量的中低产田和科技创新上来。

2013年,中科院、科技部联合河北、山东、辽宁和天津,开始实施国家重大科技支撑计划项目“渤海粮仓科技示范工程”。项目针对环渤海区淡水资源匮乏、土壤瘠薄、盐碱制约粮食生产的问题,重点突破土、肥、水、种等关键技术,并在当地建立粮食增产示范区,目标是实现到2017年增粮60亿斤、到2020年增粮100亿斤。

到2020年,全国18亿亩耕地的粮食增产总量目标为1000亿斤,“渤海粮仓”涵盖的5000万亩占耕地总面积1/36,但增产粮食却占总量的1/10。这一计划将是我国农业史上的奇迹。

在环渤海地区,由于浅层地下水位埋深较浅及多为咸水等原因,这里的盐碱地常常是治一阵就好一阵,刚刚脱盐很快就返盐,效果不能持久。

针对环渤海地区土地无法彻底脱盐的现实,科研人员开始从培育耐盐品种入手。在美国的犹他州盐湖城,生长着一种名为长穗偃麦草的植物,与小麦属亲缘关系较近,具有很强的耐盐碱性。李振声院士经过几十年的努力,从偃麦草和小麦的杂交后代中,分离出一部分耐盐小偃麦新品系。根据环渤海一带的土壤状况,李振声院士将“小偃”系列品种引入南皮,并进行进一步的杂交改良,“小偃60”就是其中一个优秀品种。试验证明,“小偃60”具有较强的抗盐性,甚至能在含盐量为千分之四的土地里生长。在海兴县的中度盐碱地上,经专家组测产,“小偃60”比当地品种“冀麦32”增产22%。而小偃系列中的“小偃81”耐盐小麦,则比“小偃60”长得低矮一些,秸秆韧性较好,籽粒品质高,亩产约900斤,最高达到1000多斤。

近年来,科研人员在李振声院士团队研发的“小偃”系列小麦品种基础上,陆续培育了多个抗旱耐盐的作物品种,平均比对照增产17.5%~26.4%。围绕耐盐新品种,研究人员建立起“种质创制—室内芽检—耐盐池鉴定—区域试验—品种审定—公司育繁推”一体化的作物耐盐品种选育与应用技术体系,为环渤海中低产区粮食增产增效提供了品种保障。

土是刮金板,地是聚宝盆。在长期的农耕社会中,人们对于土地寄予了深厚的期望。但以前,南皮县一带流传着另一句俗语:旱了收蚂蚱,涝了收蛤蟆,不旱不涝收碱嘎巴儿。“碱嘎巴儿”,就是盐碱地上泛出的一片片白色的盐碱渍。恶劣的自然环境,别说种庄稼,就是生命力顽强的野草也难以生长。而这,就是“渤海粮仓”项目必须攻克的难题。

盐碱地的改良和治理,是一个世界性的难题。在淡水丰富的地区,可以兴修水利,改善排水条件,通过强灌强排、抽取地下水降低地下水位,以淡水洗盐,使土壤脱盐。但环渤海地区海拔高度低,地下水位水深也有1米多,而且地下水都是含盐量10g/升以上的咸水。地下水位下降不了,也没有淡水,怎么办?

中科院南皮生态农业试验站工作人员在实验室测量土壤有机质

为此,从1991年开始,中科院南皮站站长刘小京就开始了长达几十年的技术攻关。盐在不同温度下的溶解度不同,浓度不同的咸淡水冰点也不同。随着温度的降低,咸水中的盐含量不断降低;同时淡水的冰点是零度,咸水的冰点相对较低,在融化的时候,高浓度的咸水冰先融化,低浓度的微咸水与淡水冰后融化。根据这一原理,刘小京带领科研团队进行了大量的田间试验和室内试验,终于摸索出了一整套盐碱地改良技术。在冬季气温低于零下5摄氏度的时候,抽取含盐量15g/升左右的沟渠水进行灌溉,让咸水在地表形成一个冰层。春季到了,融点较低的咸水冰首先融化入渗,之后是融点相对较高的微咸水冰。利用融解先后顺序的不同,达到以盐治盐,以淡洗盐的目的,使土壤中的含盐量降低到千分之三左右。

针对土地返盐的难题,刘小京带领科研团队通过长期研究,发明了一套“盐碱障碍耕地农业高效利用模式”。在夏季降水量多的淋盐期,种一些玉米、高粱等高秆作物,在收获的时候,把整株秸秆翻埋到地下20厘米以下,形成一个隔盐层,给农作物形成一个比较好的低盐的生长环境。通过此项技术,当年小麦产量就达到823斤/亩,而未曾隔盐的只有180斤/亩左右。

水是农业的命脉。在环渤海低平原气候条件下,小麦生长季的降水不能满足其生长所需,而盐碱地区淡水资源又极为匮乏。解决不了灌溉用水的问题,农业生产就只能“靠天收”。

盐碱地区缺的是淡水,但是不缺咸水。数据统计,河北省有含盐量小于5g/L的微咸水30多亿立方米。所谓微咸水,是指当地地下30到50米的浅水层,含盐量在0.3%之内。咸水、微咸水能不能用于农业灌溉呢?中科院南皮站副站长孙宏勇和他的同事们进行了长期的研究。

经过长时间对照实验,研究人员提出基于有机质提升的微咸水安全灌溉技术体系和模式,灌溉咸水阈值由3g/L提高到5g/L,颠覆了“只有淡水才能浇庄稼”的认知。进一步研究发现,只有在小麦拔节时期浇灌微咸水才对作物生长有益。实测结果表明,在拔节期利用微咸水技术灌溉耐盐碱小麦品种“小偃81”,可比不浇灌的旱作冬小麦增产12%到30%,且与淡水灌溉相比也没有减产,增产效果十分显著。

雨水是很好的淡水资源。这对地处漏斗区、淡水资源极度匮乏的沧州而言,更是弥足珍贵。针对这种自然条件,“渤海粮仓”南皮项目组在用好咸水、微咸水的同时,探索出了“用好咸水、节约淡水、集蓄雨水和合理引水”的多水源利用工程,充分利用坑塘集蓄雨水、利用微咸水安全灌溉保障冬小麦夏玉米一年两熟制度不减产情况下,能实现每亩节约淡水50~100立方米。

利用好水资源,还要想方设法减少浇灌用水的消耗量。微灌水肥一体化技术,就是“渤海粮仓”南皮项目的一项重要研究成果。景县是河北“渤海粮仓”科技示范工程的重点示范区,粮食增产与地下水超采矛盾尖锐。项目组围绕节水关键问题,在浅层微咸水高效利用、水肥一体化与测墒灌溉技术及抗旱节水品种应用等方面取得重要进展。实测表明,利用咸淡精准智能控制技术,小麦、玉米全年产量达到1260公斤/亩,可节约深层淡水40%,亩节约深层淡水110立方米。在测墒灌溉与微喷水肥一体化实验中,增产、节水、节肥等各方面指标都有很好的表现。

“渤海粮仓”实施以来,取得了明显的成效。截至2018年底,粮食增产67亿斤,让盐碱地成为大粮仓的梦想正在一步步成为现实。在增加粮食产量的同时,“渤海粮仓”项目还有效带动了区域农村经济的转型,加快了农村劳动力转移和土地流转,农业规模化经营日渐增多,由此引发的生态建设、一二三次产业调整以及人才、技术、资金等诸多要素也在不断积聚,由增粮引发的“连锁反应”不断显现。从多打粮到丰产增收、优质高产,再到服务乡村振兴战略,依靠科技创新,“渤海粮仓”项目向着更高的目标进发。


刘长瑜 本文来源: 河北共产党员 责任编辑:刘长瑜_NP001
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