甘于堅(jiān)守 勇于攀登 把論文寫在祖國大地上——中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所鹽堿地綜合利用科研工作紀(jì)實(shí)
????鹽堿地治理利用是全球性難題。我國鹽堿地面積大、類型多、分布廣，因地制宜開展鹽堿地綜合利用，對保障國家糧食安全和端牢中國飯碗具有重要戰(zhàn)略意義。近年來，習(xí)近平總書記在山東東營、河北滄州、內(nèi)蒙古巴彥淖爾等地考察時(shí)，多次對加強(qiáng)鹽堿地綜合利用作出重要指示。2023年7月20日，習(xí)近平總書記主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會第二次會議，研究加強(qiáng)耕地保護(hù)和鹽堿地綜合改造利用等問題。會議指出，“鹽堿地綜合改造利用是耕地保護(hù)和改良的重要方面”，“要充分挖掘鹽堿地綜合利用潛力，加強(qiáng)現(xiàn)有鹽堿耕地改造提升，有效遏制耕地鹽堿化趨勢”。
????黃河三角洲是我國環(huán)渤海鹽堿地最具代表性區(qū)域，鹽堿地面積近700萬畝，綜合利用潛力大。2018 年3 月，在前期多年工作的基礎(chǔ)上，中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所建立黃河三角洲鹽堿地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站（以下簡稱黃三角鹽堿地農(nóng)業(yè)站），同時(shí)整合研究所重點(diǎn)科研團(tuán)隊(duì)、重要科技項(xiàng)目和科研運(yùn)行經(jīng)費(fèi)等創(chuàng)新資源，構(gòu)建大團(tuán)隊(duì)、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系，扎實(shí)開展鹽堿地改良治理和綜合利用研究工作。5年來，黃三角鹽堿地農(nóng)業(yè)站科研人員扎根在黃河三角洲濱海鹽堿地，甘于堅(jiān)守，勇于攀登，把論文寫在祖國大地上，為鹽堿地綜合利用工作貢獻(xiàn)海岸所智慧和力量。
1.統(tǒng)籌布局 建成黃河三角洲區(qū)域水鹽肥智能監(jiān)測體系
????黃河三角洲受陸海河相互作用多重影響，加之近年來區(qū)域氣候暖干化趨勢明顯，在相對粗放的開放利用模式下，土壤鹽漬化趨勢愈發(fā)嚴(yán)重，鹽堿地資源本底不清動態(tài)不明，阻礙了鹽堿地因地制宜分類施策綜合利用工作的開展。2019年，黃三角鹽堿地農(nóng)業(yè)站建設(shè)團(tuán)隊(duì)克服重重困難，從選點(diǎn)到儀器采購布設(shè)，用短短半年的時(shí)間，按照國家野外臺站標(biāo)準(zhǔn)，建成了相對完善的定位監(jiān)測體系。2021年，同黃三角農(nóng)高區(qū)合作，建成占地1.3萬平方米的濱海鹽堿地地下水-土壤-植物-大氣界面過程控制試驗(yàn)平臺，包括作物田間耐鹽鑒定標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)區(qū)、蒸滲儀測坑群水肥鹽運(yùn)移模擬平臺、地下水水位水質(zhì)自動觀測平臺和耐鹽作物產(chǎn)能提升FAO標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)區(qū)，為耐鹽作物種質(zhì)資源篩選鑒定和鹽堿地地力產(chǎn)能提升研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2022-2023年，以網(wǎng)格布點(diǎn)為基礎(chǔ)，綜合考慮輪作模式、土地利用歷史等多種因素，開展了黃河三角洲鹽堿耕地質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查評價(jià)，布設(shè)樣點(diǎn)176個(gè)，建立土壤性質(zhì)分布圖集1套，初步明確了黃河三角洲土壤性質(zhì)與土壤質(zhì)量分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮土壤鹽分空間分布、農(nóng)田類型、距河流遠(yuǎn)近、距海遠(yuǎn)近等因素，布設(shè)20個(gè)典型監(jiān)測點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動化技術(shù)、嵌入式技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)地下水、土壤、大氣等常規(guī)環(huán)境參數(shù)的長期定位自動監(jiān)測, 同時(shí)配套建設(shè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測平臺，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與可視化展示。黃三角鹽堿地農(nóng)業(yè)站和區(qū)域水鹽肥智能監(jiān)測體系的建成，填補(bǔ)了黃河三角洲濱海鹽堿地缺少定位觀測研究站和長期系統(tǒng)定位監(jiān)測的空白，將為區(qū)域鹽堿地綜合利用提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
黃河三角洲鹽堿地資源環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺
2.聚焦水肥高效利用 建立鹽堿地產(chǎn)能提升技術(shù)體系
????黃河三角洲多年年平均降雨量不足600mm，年蒸發(fā)量高于1800mm，淡水資源緊缺是黃河三角洲鹽堿地改良治理和綜合利用的最大約束。同時(shí)，區(qū)域土壤鹽漬程度高，有機(jī)質(zhì)含量低，緊實(shí)板結(jié)結(jié)構(gòu)差，作物產(chǎn)能低下。針對淡水資源緊缺問題，黃三角鹽堿地農(nóng)業(yè)站充分利用地表微咸水、地下咸水、再生水等多種水源，研發(fā)多水源自動混合配施設(shè)備，通過分區(qū)灌溉試驗(yàn)和田間中試，建立玉米、毛葉苕子等主要作物咸淡水配施及交替灌溉技術(shù)體系；針對區(qū)域土壤鹽漬程度高、有機(jī)質(zhì)含量低且養(yǎng)分不平衡的問題，篩選耐鹽豐產(chǎn)綠肥品種，以種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化（耐鹽綠肥飼草輪作）和生物改良（微生物菌肥）和為核心，建立二月蘭-谷子、毛葉苕子-夏玉米和田菁-小黑麥等3項(xiàng)綠肥（飼草）-糧食作物周年輪作高效培肥技術(shù)，同時(shí)優(yōu)化微生物菌肥、生物炭和土壤硝化抑制劑等聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)，建立“綠肥+微生物菌肥”雙肥驅(qū)動土壤培肥技術(shù)體系。該技術(shù)以“生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展”為指導(dǎo)原則，引導(dǎo)鹽堿地農(nóng)業(yè)從改良土壤向適應(yīng)土壤轉(zhuǎn)變，從糧食功能向糧經(jīng)飼功能轉(zhuǎn)變，從種植業(yè)為主向種養(yǎng)加產(chǎn)業(yè)循環(huán)轉(zhuǎn)變，同時(shí)“菌肥+綠肥”替代部分化肥，節(jié)本增收，環(huán)境友好，適應(yīng)當(dāng)前化肥減量增效要求。在黃三角農(nóng)高區(qū)實(shí)施3年來，土壤含鹽量平均降低21%，土壤pH平均降低0.2，有機(jī)質(zhì)含量平均提高8%以上，節(jié)約淡水資源25%以上，化肥減施30%，經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量提高10%，已示范應(yīng)用2000余畝，相關(guān)工作被人民日報(bào)（2022.2.12和2022.4.8）連續(xù)兩次報(bào)道。2022年9月23日，新華社《習(xí)近平講述的故事》欄目以“良田-良種-良法”為主線，專題講述中國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的跨越式發(fā)展，開篇以黃三角鹽堿地農(nóng)業(yè)站耐鹽堿綠肥提升鹽堿地產(chǎn)能作為良田環(huán)節(jié)的典型案例，在學(xué)習(xí)強(qiáng)國連續(xù)兩天置頂推薦，播放量超800萬次。
新華社《習(xí)近平講述的故事》報(bào)道鹽堿地改良工作
3.重視生態(tài)循環(huán) 研發(fā)鹽堿地改良綠色投入品
????化肥和農(nóng)藥的過度使用是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要面對的重要問題。煙臺海岸所科研人員在多年分離纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶等產(chǎn)生多種酶活的菌株和益生菌培養(yǎng)工作的基礎(chǔ)上，致力于海岸帶真菌的代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與功能方面的研究工作，建立了海岸帶特色真菌菌種庫，評估了微藻活細(xì)胞液體、生物刺激劑及藻際微生物對植物促生與抗逆能力提升方面的效果，闡明了叢枝菌根和根瘤菌增強(qiáng)植物抗逆性方面的潛力與作用機(jī)制。以海帶等大型褐藻為原料，首創(chuàng)了海藻活性成分的“兩步法”提取工藝，設(shè)計(jì)建成了年產(chǎn)千噸級海藻肥小型生產(chǎn)/中試生產(chǎn)線，開發(fā)了系列“海聚能”品牌的海藻肥料產(chǎn)品。同時(shí)，研發(fā)了海藻高效發(fā)酵工藝，建立了工程菌種庫目前年產(chǎn)能達(dá)30萬噸，近四年來產(chǎn)值達(dá)到14.5億元，并在多種糧食和經(jīng)濟(jì)作物中進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，具有顯著的作物提質(zhì)增產(chǎn)和化肥增效減施效果，示范面積達(dá)50萬畝以上，并與五洲豐農(nóng)業(yè)科技有限公司、煙臺眾德集團(tuán)有限公司、等行業(yè)知名企業(yè)建立了良好的項(xiàng)目合作關(guān)系。另一方面，聚焦固體廢棄物循環(huán)利用，研發(fā)了低溫條件下可快速腐熟中藥秸稈的功能菌劑，相比市面產(chǎn)品，更有效啟動發(fā)酵升溫過程，顯著縮短發(fā)酵周期，相關(guān)中藥渣發(fā)酵腐熟菌劑已制定了相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)的改良鹽堿地生物有機(jī)肥已生產(chǎn)銷售8.2萬噸，在黃河三角洲、大安等地鹽堿地推廣2800公頃。
4.延伸產(chǎn)業(yè)鏈 功能產(chǎn)品研發(fā)助推鹽堿地農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效
????栽培效益不高，經(jīng)濟(jì)附加值低是制約鹽堿地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。煙臺海岸帶所以菊芋為耐鹽植物代表，突破了生物高效酶解技術(shù)、特定聚合度寡糖梯度分離技術(shù)及糖單體的精細(xì)制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了特定聚合度菊芋寡糖（DP2-6）的分離創(chuàng)制、單一聚合度寡糖的精制?；诰沼蠊烟窃谑称窢I養(yǎng)等方面的應(yīng)用潛力，完成了菊芋功能寡糖合生元、果醋、代茶飲、啤酒等多元產(chǎn)品的研制，大幅提高經(jīng)濟(jì)效益，為鹽堿地農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效插上了科技的翅膀。
????近5年來，煙臺海岸帶所先后主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目以及國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金項(xiàng)目等鹽堿地綜合利用相關(guān)重大科研項(xiàng)目6項(xiàng)，研發(fā)鹽堿地水鹽調(diào)控技術(shù)、微咸水利用和節(jié)水灌溉技術(shù)、鹽堿地土壤快速脫鹽和高效培肥技術(shù)體系8項(xiàng)，發(fā)展了菊芋多糖、枸杞多糖的分離純化精制技術(shù)，并開發(fā)了功能性食品、醫(yī)用食品等高值高質(zhì)生物制品；優(yōu)化甜高粱和田菁青貯發(fā)酵利用技術(shù)，開展了秸稈飼料化、肥料化高值利用技術(shù)的示范應(yīng)用，構(gòu)建了鹽堿地重要經(jīng)濟(jì)作物規(guī)?；S產(chǎn)增效模式，建立示范區(qū)2000畝，相關(guān)技術(shù)累計(jì)推廣近20000畝，真正做到了把論文寫在祖國大地上。后續(xù)，煙臺海岸帶將繼續(xù)發(fā)揮甘于堅(jiān)守勇于攀登的精神，研以求真，學(xué)以致用，為鹽堿地綜合利用，為保障國家糧食安全做出更大的貢獻(xiàn)。
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