瞭望｜盐碱地上的海水稻丰收了，意义非凡
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▲ 7月17日，青岛海水稻研发中心白泥地试验基地试验田内的水稻 李紫恒摄
◆ 海水稻为盐碱地变良田提供了新希望：我国约有15亿亩盐碱地，其中3亿亩左右具备改造成农田的潜力；按最低亩产300公斤来计算，1亿亩盐碱地可增产粮食300亿公斤，相当于湖南省全年粮食总产量，能多养活8000万人口
◆ 袁隆平在陕西南泥湾、新疆喀什等6个涵盖了“我国五大主要盐碱地类型”的基地，进行海水稻插秧，目前已陆续传来丰收喜讯
◆ 海水稻仅是盐碱地开发利用的基础，此外还需进行土地改良
“四维改良法”让示范基地内一片盐碱地，从含盐度最高处达9‰，降到基本达到土壤盐度在6‰以下的海水稻种植要求
每亩地改良成本约1万元，且10年内不需再进行土壤改良投入，已具备进行大规模推广的可行性
盐碱地上的海水稻试验
文/《瞭望》新闻周刊记者 张旭东 扈永顺
10月底，山东东营黄河三角洲的盐碱地稻作改良示范基地内，上千亩已成熟的水稻随风起舞，等待收割。这些水稻外观与普通水稻并无二致，实则并不“普通”，它们是中国工程院院士袁隆平团队选育试种的耐盐碱水稻，是能在盐碱地、滩涂等高含盐量土地上生长的水稻，俗称海水稻。
我国大约有15亿亩盐碱地，其中有3亿亩左右具备改造成农田的潜力，海水稻为盐碱地变良田提供了新希望。据袁隆平测算，如果我国能发展1亿亩盐碱地种植水稻，按照最低亩产300公斤来计算，可增产粮食300亿公斤，相当于湖南省全年粮食总产量，能多养活8000万人口。
如今，袁隆平的梦想正在变为现实——各试验基地陆续传来海水稻获得丰收的喜讯；其团队在中东沙漠试验种植海水稻也初获成功，最高亩产超过500公斤。
试验基地喜获丰收
今年5月28日，袁隆平领衔的青岛海水稻研发中心在陕西南泥湾、新疆喀什、黑龙江大庆、山东青岛、浙江温州等6个基地进行水稻插秧，开展区域种植试验和盐碱地稻作改良技术产业应用示范。10月以来，各基地海水稻迎来收割测评。
青岛农业大学林琪教授等七名专家组成验收小组，对青岛市城阳区盐碱地稻作改良示范基地种植的水稻材料（水稻品种审定前称之为“材料”）进行测评，测得编号为1803的水稻材料实打亩产261公斤，编号为1809的水稻材料理论亩产（指1～2平方米的小面积测量，通过水稻的穗数、千粒重等数据计算出亩产量）为669公斤，标志着耐盐碱水稻在这片盐碱地上试种取得初步成功。
1803号材料产量虽未达到亩产300公斤的目标，但袁隆平表示，对于这片荒废几十年的盐碱地上首年种植获得这样的产量，满意而不满足。
城阳区的示范基地属滨海盐碱地类型，目前六大示范基地已涵盖了我国五大主要盐碱地类型。位于大庆市的苏打冻土盐碱地改良示范基地，经测评，编号为1807的水稻材料现场实打亩产210公斤。
新疆喀什的示范基地属于西北干旱半干旱盐碱地类型，经测评，编号为1805的水稻材料理论亩产达549公斤。在土壤含盐量高达6‰～15‰的土地上试种成功，吸引了周边地区、有关单位以及援疆干部的关注。
南泥湾地区属于次生盐碱与退化耕地类型，结合南泥湾的土壤特点，青岛海水稻研发中心专门选取相应的优质水稻种子。经测评，编号为1802的水稻材料亩产为636公斤，编号为1801的水稻材料亩产539公斤。
“汇总这些种植测评数据，将为下一步的生产性试验提供重要依据和参考。”海水稻研发中心技术处处长王克响说。
杂交技术选育稻种
世界上不少国家和地区都在做关于耐盐碱水稻的研究。青岛海水稻研发中心育种工程师邹丹丹博士介绍说，全世界范围内，目前已发现并被作为耐盐碱水稻种质资源入库保存的水稻材料有几百种，我国农业科技工作者也陆续发现了一些耐盐碱水稻材料。目前，青岛海水稻研发中心已收集了全世界范围内近300份耐盐碱水稻种质资源，利用现代分子标记技术，对水稻材料进行耐盐性分子鉴定，筛选出具有耐盐性基因的材料，在此基础上进行芽期、苗期试验鉴定，进一步确定水稻材料的耐盐性后，以杂交水稻技术进行配组，并引入高产、抗病等优异农艺性状。只有经反复鉴定筛选，才能选育出产量高、抗性好、口感佳、营养高的品种。
为了加速水稻芽期耐盐碱筛选，青岛海水稻研发中心试验基地设立了组织培养实验室、人工气候室，在培养皿、培养箱内种植水稻的幼苗，以利于较快地初选出耐盐碱水稻材料。
截至2017年，青岛海水稻研发中心已经选育出若干种适应于各个积温带和各种盐碱地类型、具备推广潜力的耐盐碱杂交水稻组合，部分材料已进入区试阶段。
“经过两年区试及一年生产性试验后，才能通过国家新品种审定，成为流通的稻种。根据去年、今年的区试及生产试验数据，可以筛选表现优良的材料进行品种审定。顺利的话，最快2019年通过国家耐盐碱水稻品种审定。”王克响说，品种审定后就具备了大规模推广的资质，2020年有望实现大面积推广种植。
但选育出通过品种审定的种子并不预示着育种工作的结束。“通过品种审定仅说明海水稻达到了在６‰以下盐度的土壤中种植的要求，之后还会有不断完善、优中选优的过程。”青岛海水稻研发中心副主任张国栋告诉《瞭望》新闻周刊记者，在水稻生长期间，要观察农作物性状，等到成熟收割后，还要测试该品种淀粉含量、胶稠度等状况，判断其品质、口感等，可谓是“千挑万选”，不断优化种质资源。
“四维法”改良盐碱地
耐盐碱的水稻品种仅是盐碱地开发利用的基础，盐碱地的大规模开发利用，还需要进行土地改良，例如降低盐碱地盐分、改善土壤结构、提高土地肥力等。
目前，青岛市城阳区示范基地内已经改良完成盐碱地1000亩左右，基本达到了土壤盐度在６‰以下的海水稻种植要求。很难想象，这片荒废多年的盐碱地此前几十年间却是“春天地碱白茫茫，夏天地涝水汪汪，秋天十种九不收，冬天地冻硬如钢”的情景。土壤含盐度最高处达９‰，基本失去了农业生产价值。是“四维改良法”，让这片盐碱地重现了生机。
“四维改良法”是以海水稻等抗逆性作物为核心，以综合排灌系统、物联网传感器系统、大数据农业信息服务系统为基础，建立起的一套全新的盐碱地稻作改良技术。其中物联网传感器系统主要由两层搭载了多种传感器的管道构成，第一层管道根据传感器反馈需求，将所需水肥自动送达水稻根系部，供水稻生长；第二层管道会阻隔返盐碱，并将第一层管道渗出的多余水肥回收，运送至回收池经处理后使用。物联网传感器系统能根据水稻不同时期需肥特点、土壤环境和养分含量状况，控制喷头和喷枪定时定量喷洒水分和养分。
张国栋表示，“四维改良法”每亩地的成本约1万元人民币，而且10年内不需要再进行土壤改良投入，这项技术已具备进行大规模推广的可行性。今年底，城阳区基地将完成3000亩盐碱地改良。3年内，1.38万亩盐碱地将变成良田。3年的改良周期之后，海水稻和大豆、棉花等作物就可以正常种植。
海水稻不仅在国内创造奇迹，还走出国门，让迪拜近郊的沙漠变成“绿洲”。
今年1月，青岛海水稻研发中心选取了几十个杂交水稻材料，在迪拜近郊沙漠地区进行小范围种植。
迪拜沙漠昼夜温差达30多摄氏度，白天地表温度达50多摄氏度，还经常有沙尘暴，种植水稻需要克服重重困难。尤其要面对沙漠没有有机质、团粒结构差、全是散沙无法保墒的挑战，还要面对迪拜缺乏淡水、缺乏种植技术等多方面困难。
研发中心除了选育出适应迪拜当地光热条件的海水稻品种，还将“四维改良法”引入当地，发展了不同于传统水稻种植的植保体系，达到了建立土壤团粒结构、节约淡水资源、避免次生盐碱化等目的。
经来自印度、埃及、阿联酋等国专家进行产量测评，其中一个水稻材料亩产量超过500公斤，两个水稻材料亩产量超过400公斤。来自印度的测产专家伊什库玛在电话中向袁隆平表示：“这样的测产结果让人非常激动，印象深刻。”
大规模推广难在哪
海水稻的成功种植，为改良盐碱地、改善沙漠地区生态环境带来新希望，也为沙漠地区提升粮食自给能力、保障全球粮食安全提供了新路径。但不容忽视的是，海水稻的大规模推广还面临很多困难。
最主要的是缺乏多元化的种质资源。海水稻育种的种质主要来源于国内，优良性状基因的种质资源有限，难以选育出具有综合优势的品种。虽然通过科研课题合作等途径，能够从国外引进个别种质资源，但很难从根本上解决问题。
“我们希望在种质资源深度开发、杂交水稻品种选育本地化与国际推广等方面与国际水稻所展开全面合作。”张国栋说。据介绍，国际水稻研究所拥有十多万份水稻种质资源，是世界上最大的水稻资源库，并在南亚、东南亚等水稻主产国有着广泛的影响力。在张国栋看来，与国际水稻所加强合作，既可以引进大量水稻育种资源，又能借助其国际影响力，有效降低杂交水稻国际化推广的阻力与质疑，为推广中国超级杂交稻提供广阔的国际平台。
目前已经建立的六个盐碱地稻作改良示范基地基本为青岛海水稻研发中心自筹建立，还需要从国家层面完善综合性配套种植加工技术和土地开发整理政策。
“我国盐碱地性质差异性大，需要根据不同类型的盐碱地，建立相应的示范推广模式，这项工程开发难度大，商业风险高，仅凭单一单位的力量实施难度高。”国家杂交水稻工程技术研究中心产业发展处处长彭既明认为，为保障开发的有效性和可持续性，需要与当地政府合作搭建稻作改良示范研究平台，开展在不同盐碱地类型、不同气候区的试验测试，建立配套生产技术体系，在此基础上进行产业化开发。
“希望国家能够在新品种选育、综合技术配套、基本农田认定政策、上下游产业配套等方面给予支持，通过政策引导，在典型区域建立示范工程，推动耐盐碱水稻的大面积种植。”江苏省农科院粮食作物研究所研究员王才林建议。LW
刊于《瞭望》2018年第46期
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