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盐碱地改良技术“百家争鸣”

  基于土壤盐碱化问题的全球性,其治理与农业利用技术研发、应用和产业推进被推上了新台阶,成为国内外研究的热点。

  日前,《中国科学报》记者分别前往我国东北、西北和华北地区参加盐碱地改良技术试验田测产活动后了解到,我国目前已形成诸多如水利工程、生物、农艺、化学等盐碱地改良技术,呈现“百家争鸣”的姿态。

  那么,盐碱地改良技术到底哪家强?这是农业部全国农技推广服务中心土肥处处长李荣也很难选择的问题。

  盐碱地作为我国重要的后备耕地战略资源,其治理和利用对解决我国耕地紧缺、保障国家粮食安全与农产品有效供给具有重要意义,也是藏粮于土、藏粮于技的重要途径。

  记者在采访中了解到,虽然我国在盐碱地治理和农业利用方面具备较好的研究基础和优势,如拥有众多的研究团队、广泛的野外试验基地、成熟的研究成果与成功案例,但大部分是单打独斗,缺乏统筹协同和一个综合型的、开放性的实验平台。这是科学家希望解决的问题。

  初秋时节,站在吉林省大安市联合乡兴业村西北2公里处,一眼望去,并没有庄稼,只有几块盐碱地改良示范田,近处是排水沟里泛白的河流。

  这里是典型的苏打盐碱土,地块基础pH值都在10.0以上。和全国其他地方一样,这里大部分地区还通过传统的方法治理盐碱地,采取翻耕、施肥旋耕、泡田洗盐等常规方式,即利用大量的淡水进行多次淋洗,最终将土壤里的有害盐碱洗脱出去,降低盐分和土壤pH值。

  记者站在这块土地却情况不同,它是中国农业大学教授胡树文团队通过引入缓/控释技术、根际调控技术、土壤调理技术等多种技术手段改良的一块示范田。在接受《中国科学报》记者采访时,中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员梁正伟也肯定了这项技术。

  而针对制约区域农业发展的苏打盐碱地治理的难题,梁正伟团队也提出了“以耕层改土治碱为基础、以灌排洗盐为支撑”的重度苏打盐碱地快速改良理论及技术路线,创建了苏打盐碱地物理化学同步快速改良技术,其成果“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”还获得了2015年度国家科技进步奖二等奖。

  除了中国农业大学、中科院东北地理与农业生态所等盐碱地改良技术外,还有清华大学脱硫石膏改良盐碱地技术、广西农科院粉垄改良盐碱地技术、中科院新疆生态与地理所盐生植物改良盐碱地等技术,都通过在全国不同区域的试验示范取得了很好的效果,最显著的就是提高了作物产量。

  在梁正伟看来,盐碱地作物高产定律可用“高产=良田+良种+良法”这个关系式来定量描述,即良田是基础,良种是关键,良法是手段,三者缺一不可。

  记者在采访中了解到,目前国内外科技工作者对盐碱地的研究和实践主要集中在物理改良、水利改良、生物改良和化学改良为核心的四大治理领域。

  胡树文向记者介绍,我国的盐碱地改良工作起步较晚,近几年发展迅速,依次经历了生物改良、生物与工程改良、综合改良3个发展阶段,“大规模的盐碱地改良利用工作在新中国成立后才蓬勃发展”。

  20世纪五六十年代,我国学习苏联经验,采用水利工程措施,以灌溉排水为主。之后,我国著名土壤学家陈恩凤教授提出“以排水为基础、以培肥为根本”的盐碱地指导思想,将水利工程措施、农业耕作措施和生物培肥措施相互结合,进行综合治理,使我国盐碱地的改良利用跨上了一个新的台阶。

  目前,我国拥有可利用盐碱地资源约5.5亿亩,其中具有农业利用前景的盐碱地达2亿亩,占耕地总面积的10%左右,主要分布在西北、东北及东部沿海地区。

  而各地土壤盐渍化类型和程度不同,形成原因也不尽相同,如滨海地区土壤盐碱化主要是由于海水倒灌、地下水位较低容易返盐;西北内陆地区由于降水少、日照强、地表水蒸发快,造成盐分在地表积累集聚等。为此,也需要不同的盐碱地改良措施。

  在胡树文看来,盐碱地治理首先要遵循因地制宜原则,根据不同地区的环境特点以及土壤盐渍化形成原因,依据“盐随水来,盐随水去”的原则,以水为先导,以肥为中心,把改土与改水结合起来,具体问题具体分析。

  西北沿黄灌区是我国西北地区重要的粮油主产区和生态脆弱带,传统大水漫灌方式造成农田在灌溉时段“盐随水走”和在非灌溉时段“水走盐留”现象循环发生,导致盐分“表聚化”、出苗保苗困难、产量低下等问题大量发生。

  对此,中国农科院农业资源与农业区划研究所研制出了集控盐、抑盐、培肥、促生、节水等效果于一体的“上膜下秸”控抑盐增产等系列技术,有效突破了限制西北沿黄灌区盐碱地改良利用的瓶颈。

  事实上,我国有很多研究机构和公司在做与盐碱地改良利用相关的工作,也有一些不同的技术路线和产品。“但都是单打独斗。”黑龙江北方盐碱地开发利用研究所研究员王君告诉记者。

  此外,目前国家多个部门涉及盐碱地治理工作,如土地整理、环境修复、生态保护、植被恢复、草业生产、困难地造林等。在东北林业大学盐碱地生物资源环境研究中心主任柳参奎教授看来,盐碱地工作对各部门都不是主要业务,且目标、角度不一,因此整体上缺乏统筹、协同。

  “应把盐碱地治理目标,提升到国家粮食安全的高度,设立盐碱地修复专项资金与公益基金。”柳参奎告诉《中国科学报》记者。

  在当前我国坚持粮食安全要“以我为主、立足国内”的国家粮食安全战略形势下,盐碱地治理与农业利用重要性进一步凸显。

  最新研究表明,未来全球土壤盐碱化表现为区域性凸显与全球加剧并存、湿润半湿润区次生盐碱化与干旱半干旱区盐碱地并存、局地盐碱化减缓与加剧并存、新技术应用推广与旧田间管理体制并存等特征。

  柳参奎认为,土地资源归属牵扯着国家、地方、农民利益,从治理的易操作角度,盐碱地都应纳入国家所有,由具有公益性质的机构管理,产业化实体实施,统一规划、治理才切实可行。

  “农业科技的黄淮海战役”是一个盐碱地合作治理典范。20世纪80年代中后期,国家启动实施了“黄淮海平原旱涝碱综合治理试验示范农业综合开发重大专项”,以中低产田(盐碱地、沙荒地、涝洼地)治理为突破口,全面运用农业综合增产技术,开展了一场规模宏大的农业大生产运动,而这场战役由中科院主导。

  曾参与其中的中国科学院地理科学与资源研究所研究员欧阳竹对当时的情景记忆犹新,因为单单是改造盐碱地,就花掉了他大概十年的时间。欧阳竹向《中国科学报》记者总结了其中应用的技术,主要有配套的工程措施、抗盐碱的作物品种、灵活掌握气候条件等。

  2013年,中国科学院又联合科技部启动实施了“渤海粮仓科技示范工程”项目,全面开展了我国盐碱地治理和农业高效利用的研发、集成与应用示范工作。

  今年中央一号文件也指出“实施渤海粮仓科技示范工程,加大科技支撑力度,加快改造盐碱地”。

  在欧阳竹看来,各家技术“单打独斗”并不只表现在盐碱地改良上。“很多领域都存在这个问题,这就是为什么技术推广困难、贡献率低的主要原因,这涉及到体制、投入、配套等”。

  王君认为,在盐碱地改良上有一个综合性的开放的实验平台,能够让所有人在这里开展自己的研究工作,“这样的话,就可以有一个技术方面的整合”。

  目前,我国近期具备良好农业改良前景的盐碱地有1亿亩。在中国科学院南京土壤所研究员杨劲松看来,如果合理改造利用后,可新增耕地面积6500万亩,可大幅度提升3500万亩盐碱地的农业生产能力,每年可增加200亿斤以上的粮棉油产量。

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