白花花或水汪汪的鹽堿地，科學(xué)家就在這里展開育種工作 受訪者供圖
(資料圖)
汽車在山東東營平坦的高速公路上疾馳，玻璃窗外盛夏蔥蘢的草木和一片片蓄滿的水塘向后飛掠而過。記者拋出的一個關(guān)于東營長穗偃麥草種植情況的問題打開了李宏偉的話匣子。
“2020年開始時是70畝，去年是130畝，今年是200畝。”他不假思索地“倒出”一連串的數(shù)字。
李宏偉是中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所（以下簡稱遺傳發(fā)育所）副研究員，看上去有些不茍言笑，談起偃麥草育種試驗，他卻很有興致。“通過這幾年的試驗，我們發(fā)現(xiàn)，長穗偃麥草在含鹽量3~5‰的中重度鹽堿地上畝產(chǎn)能夠達(dá)到2600多公斤，在含鹽量達(dá)到10~20‰的重度鹽堿地上也能成活。”
該所東營基地的同行者向《中國科學(xué)報》記者透露，李宏偉已經(jīng)4個月沒回北京的家了，其間兒子高考他也沒回去。談及此事，他只是笑言：“孩子的學(xué)習(xí)在平時積累，我對他有信心。過去幾個月偃麥草播種、收割，離不開人。”
作為遺傳發(fā)育所李振聲“濱海草帶”青年突擊隊的成員，李宏偉和隊友們心中的目標(biāo)很明確：向鹽堿地要糧要效益。
一場戰(zhàn)役
在距離黃河口約10公里的一片土地上，包括李宏偉在內(nèi)的中國科學(xué)院的科學(xué)家們正在悄然打響向鹽堿地要糧的第三場戰(zhàn)役。
上世紀(jì)八九十年代，小麥育種專家、時任中科院副院長李振聲提出黃淮海中低產(chǎn)田治理的建議，并組織實施農(nóng)業(yè)科技“黃淮海戰(zhàn)役”，取得了一批重大科技成果，使黃淮海地區(qū)糧食增產(chǎn)504.8億斤。
2013年，獲得國家科技最高獎的李振聲又投入了新的戰(zhàn)斗——組織實施“渤海糧倉”計劃，實現(xiàn)環(huán)渤海地區(qū)五年增糧200多億斤。
截至2021年，中國糧食生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了新千年以來“十八連豐”，糧食產(chǎn)量連續(xù)7年穩(wěn)定在1.3萬億斤以上。我國人均糧食占有量達(dá)到483公斤，高于國際公認(rèn)的400公斤安全線。這為確保國家糧食安全、應(yīng)對復(fù)雜多變的國內(nèi)外形勢提供了有力支撐。
然而，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費升級，我國居民糧食消費結(jié)構(gòu)已發(fā)生顛覆性變化：口糧消費總量在糧食消費結(jié)構(gòu)中的比例從72%下降至27%（1985~2017）。與此相對，人均肉蛋奶的消費量增長了近3倍，這使得我國每年生產(chǎn)飼料糧的原糧達(dá)到糧食總產(chǎn)量的一半。
此外，我國每年還需進(jìn)口大量牧草和牛羊肉。據(jù)統(tǒng)計，2021年，我國進(jìn)口的大豆、油料、肉類，相當(dāng)于9億畝的海外土地給中國生產(chǎn)糧食。
有限的耕地面積，決定了我國飼草料種植不能“與主糧爭地”。如何為大國筑底，確保飼料糧安全？
2020年，近90歲的李振聲院士根據(jù)遺傳發(fā)育所在曹妃甸、海興、南皮、東營等地多年的育種試驗，再次提出建設(shè)“濱海草帶”的設(shè)想，通過種草養(yǎng)畜，實現(xiàn)我國環(huán)渤海地區(qū)及其他沿海地區(qū)近2000萬畝鹽堿地的高效利用。
“濱海草帶”的種植環(huán)境決定了適宜的牧草品種必須同時具備耐鹽和耐澇特征。然而，自1978年我國開展牧草品種審定以來，迄今共通過國家審定牧草品種604個，其中耐鹽牧草品種不足20個，備耐鹽和耐澇特征的優(yōu)良牧草品種更是少之又少。
在此背景下，遺傳發(fā)育所集中所內(nèi)十多個育種和養(yǎng)殖團(tuán)隊的優(yōu)勢科研力量，在東營黃河三角洲展開攻關(guān)，選育同時具備耐鹽和耐澇特征的牧草資源。
該所還成立了李振聲“濱海草帶”青年突擊隊。“突擊隊的初衷就是把李振聲院士的戰(zhàn)略構(gòu)想落到實處，啃下濱海鹽堿荒地這個‘硬骨頭’，為支撐國家耕地資源緊缺、糧食結(jié)構(gòu)性矛盾問題的解決提供科技支撐。”突擊隊隊長、遺傳發(fā)育所東營分子育種中心主任王建林說。
一種傳承
站在東營示范基地一行行綠油油的長勢喜人的豆苗前，突擊隊隊員、遺傳發(fā)育所副研究員周國安和劉書林臉上的笑容掩飾不住心底的喜悅。
他們還記得2017年在東營試種大豆頭一年，慘遭“滑鐵盧”的經(jīng)歷——播下的種子幾乎全軍覆沒，出苗率幾近于零。
旱時地表猶如鋪上一層白色晶鹽，澇時連片田地瞬間變池塘。“這讓大豆播種的窗口期非常短暫。”劉書林說，在這樣的試驗場選種，品種淘汰率非常高。
接下來的三年，他們在課題組長田志喜的帶領(lǐng)下，按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民完全自然雨養(yǎng)的種植模式，對數(shù)千份大豆材料進(jìn)行篩選、試驗、淘汰……
終于，他們在去年獲得兩個優(yōu)質(zhì)耐鹽堿大豆品種，在東營含鹽量高達(dá)5‰的重度鹽堿地里畝產(chǎn)達(dá)到520多斤，遠(yuǎn)超過當(dāng)前我國普通耕地大豆的平均畝產(chǎn)（264.8斤）。
“育種是個相當(dāng)繁瑣的過程，但這點克服困難的精神還是要有的。”周國安說。
從農(nóng)業(yè)科技“黃淮海戰(zhàn)役”到“渤海糧倉”示范工程，幾代中科院人曾扎根鹽堿地，風(fēng)里來雨里去、忘我工作。在他看來，搞農(nóng)業(yè)科研就要繼承老一輩科學(xué)家的精神，不能怕苦。
“李（振聲）老先生把一生的精力和智慧全部獻(xiàn)給了農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工作。從口糧安全到現(xiàn)在的飼草糧安全，先生的工作都是從國情出發(fā)，一直不停地在祖國大地上追尋著夢想，是我們學(xué)習(xí)的榜樣。”突擊隊隊員、遺傳發(fā)育所曹曉風(fēng)院士團(tuán)隊青年研究員鄧嫻說。
2018年，曹曉風(fēng)帶領(lǐng)團(tuán)隊承擔(dān)中科院重點部署項目“邊際土地產(chǎn)能效益擴(kuò)增機(jī)理與藏糧于地技術(shù)模式”，率先提出了從“植物-微生物-土壤”互作角度進(jìn)行邊際土地生物改良的重要思路，通過分子生物學(xué)、微生物組學(xué)與土壤修復(fù)學(xué)等學(xué)科交叉優(yōu)勢，選育耐逆作物品種，改良東北蘇打鹽堿地、黃三角地區(qū)濱海鹽堿地和南方紅壤等邊際土地。
曹曉風(fēng)團(tuán)隊與黑龍江省農(nóng)科院草業(yè)所合作收集了800余份植物種質(zhì)資源，并在東北蘇打鹽堿地進(jìn)行了大范圍篩選，發(fā)現(xiàn)了既能改良土壤、又有飼用價值，且耐逆性非常強(qiáng)的豆科植物——田菁。“田菁具有耐鹽、耐堿、耐澇、耐貧瘠等特性，在含鹽量6‰、pH值9以上的鹽堿地上依然生長地非常好，而且固氮能力強(qiáng)，生物量大，蛋白含量高達(dá)20%以上。”鄧嫻說。
據(jù)介紹，自2018年項目實施以來，該團(tuán)隊已在黑龍江、山東、北京、海南等多地進(jìn)行繁種、育種工作，種植田菁可以顯著改善土壤物理性質(zhì)，顯著提升土壤質(zhì)量和肥力，且畝產(chǎn)鮮草量可達(dá)2.5~3.5噸。
“綠肥是中華農(nóng)耕文明的精華，然而現(xiàn)在我們并沒有很好的利用它，主要是因為種植之后沒有經(jīng)濟(jì)效益。我們的目的就是通過分子育種等技術(shù)，提高它的生物量、蛋白含量、適口性，更大程度地發(fā)揮其飼用和肥用的綜合價值。”鄧嫻說，她希望和青年突擊隊隊友一起，為國家飼草糧安全盡一份力。
王建林介紹，當(dāng)前遺傳發(fā)育所東營基地的示范種植區(qū)已經(jīng)達(dá)到1000畝，突擊隊在包括大豆、玉米、水稻、高粱、田菁、長穗偃麥草、稷子等7個作物品種選育上均發(fā)揮了重要作用，取得了重要進(jìn)展。
例如，耐鹽水稻在6‰鹽堿地上用3‰微咸水灌溉畝產(chǎn)達(dá)到515.31公斤，米質(zhì)達(dá)到國標(biāo)一級米；選育的科甜系列甜高粱品種在3‰~5‰的鹽堿地上，產(chǎn)草量可以達(dá)到每畝4~7噸。這些品種（系）為實施“濱海草帶”戰(zhàn)略構(gòu)想提供了種源基礎(chǔ)。
一個希望
在東營基地，李宏偉三年前種植的長穗偃麥草已經(jīng)長到齊肩高。
站在地頭的他又回想起十幾年前讀博期間導(dǎo)師李振聲的一個決定。那是2008年，李振聲看到組內(nèi)很多研究人員側(cè)重于基因功能克隆和分子機(jī)理研究，忙著發(fā)文章，于是提出重啟小麥遠(yuǎn)緣雜交工作。他的一個目標(biāo)是創(chuàng)造新品系，為下一步小麥遺傳改良做準(zhǔn)備；另一個目標(biāo)是把草本植物用起來，支撐飼料糧安全。
“到2020年‘濱海草帶’的提出，我們已經(jīng)用8年時間證實了長穗偃麥草的耐鹽堿價值。我相信這個宏大愿景是可以實現(xiàn)的。”李宏偉說。
據(jù)介紹，在東營基地建設(shè)的前兩年，因為資金缺乏，已是耄耋之年的李振聲還拿出20萬元的科研獎金幫助團(tuán)隊購置拖拉機(jī)、收割機(jī)等農(nóng)機(jī)和農(nóng)具。
“當(dāng)前，我國向鹽堿地要糧思路已經(jīng)轉(zhuǎn)變：從治理鹽堿地適應(yīng)植物，到選育植物適應(yīng)鹽堿地。”王建林表示，從篩選耐鹽作物種質(zhì)資源、創(chuàng)制一批耐鹽新種質(zhì)，到創(chuàng)新栽培技術(shù)模式、打造耐鹽堿作物全產(chǎn)業(yè)鏈條，真正為保障國家飼料糧安全作出貢獻(xiàn)，下一步“突擊隊”隊員們依然任重而道遠(yuǎn)。
在這條道路上，突擊隊的團(tuán)隊們正在堅定地前行著。
眾所周知，我國大豆進(jìn)口依存度高達(dá)80%以上，絕大部分豆粕被用于飼料生產(chǎn)。隨著耐鹽堿大豆種質(zhì)資源初步選育告捷，劉書林和周國安還有很多目標(biāo)：繼續(xù)培育出耐鹽堿程度更高的大豆品種，如適合含鹽量10‰的鹽堿地的種質(zhì)；與企業(yè)和地方合作做好品種推廣，讓科研工作的成效落到實處。
“明年偃麥草草籽收完后，再種1000畝的示范地，然后擴(kuò)大面積推廣。”這是李宏偉的希望。
李宏偉站在偃麥草田里 受訪者供圖
王建林 受訪者供圖
劉書林在試驗田采集標(biāo)本 受訪者供圖
周國安在大豆田中量株高 受訪者供圖
中科院種子中心研究院東營基地的辦公樓（占地30畝，與當(dāng)前育種基地面積共1030畝） 受訪者供圖
示范田里白鷺翩然起飛 受訪者供圖
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