改土增糧筑糧倉齊魯大地飄稻香

本刊記者|楊陽

改土增糧筑糧倉齊魯大地飄稻香

本刊記者|楊陽

北魏農(nóng)學(xué)家賈思勰在《齊民要術(shù)》中說：“五谷者萬民之命，國之重寶?！奔Z食安全歷來是國家安定的首要之務(wù)?！安澈＜Z倉”山東項目區(qū)的科技人員自2012年“渤海糧倉”項目立項以來，以黃河三角洲作為主陣地，扎根鹽堿地，讓昔日的鹽堿荒灘變成了豐饒秀麗的沃野。

中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員、“渤海糧倉”山東項目區(qū)首席專家歐陽竹投身鹽堿地改良三十余載，負(fù)責(zé)山東項目區(qū)試驗示范實施的全面組織工作。同時，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所的武蘭芳研究員承擔(dān)“鹽堿土壤改良與中低產(chǎn)田地力提升技術(shù)研究”的課題，濱州金生源農(nóng)業(yè)工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)人劉長生承擔(dān)“環(huán)渤海山東增糧技術(shù)集成與示范”的課題。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、ETS（天津）生物科技發(fā)展公司、山東濱州學(xué)院等科研單位和企業(yè)作為參加單位，共同組成山東項目區(qū)的科研團隊。歐陽竹說：“科學(xué)研究不能追求名利，科研成果如果在實際工作中用不上，不能為國家解決問題，那就沒盡到科技工作者的責(zé)任。”正是這種投身科研、不求名利的忘我精神，使得白花花的鹽堿地成為了綠油油的農(nóng)田。

“渤海糧倉”山東項目區(qū)根據(jù)實際情況創(chuàng)建了針對黃河三角洲鹽堿地區(qū)域的土質(zhì)產(chǎn)能-資源利用率-效益協(xié)同提升成套技術(shù)集成模式，實現(xiàn)低產(chǎn)農(nóng)田管理土壤改良、作業(yè)機械、信息化等關(guān)鍵技術(shù)和特色產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，支撐黃河三角洲鹽堿地150萬畝棉改糧和200萬畝低產(chǎn)糧田的治理，完成2020年增產(chǎn)15億公斤糧食的生產(chǎn)目標(biāo)。

“一體兩支撐”的山東模式

齊魯大地山東，是我國的經(jīng)濟第三大省、人口第二大省。“渤海糧倉”科技示范工程山東項目區(qū)主要涉及山東省東營、濱州、德州三市。截止2016年底，“渤海糧倉”山東項目區(qū)實施區(qū)域棉花種植面積達441萬畝，糧田面積達460萬畝，未開發(fā)利用土地707萬畝，鹽堿地面積占50%以上。

“渤海糧倉”山東項目區(qū)是實施“渤海糧倉”項目的先鋒兵。2011年“渤海糧倉”戰(zhàn)略構(gòu)想提出后，濱州市當(dāng)年10月份就在無棣縣水灣鎮(zhèn)進行了棉改糧田的先期試驗，種植小麥2.67公頃。到2012年夏，該試驗田小麥單產(chǎn)達到4725公斤/公頃，創(chuàng)出重度鹽堿地種植小麥高產(chǎn)紀(jì)錄。在科技部、中科院決定實施“渤海糧倉”科技示范工程后，2012年秋，山東全省示范區(qū)小麥種植面積達到733.33公頃，其中濱州666.67公頃、東營68.47公頃。

2013年夏，“渤海糧倉”無棣核心試驗區(qū)鹽堿地“棉改糧”的380多公頃小麥平均產(chǎn)量達到5100公斤/公頃，其中，重度鹽堿地塊平均單產(chǎn)達到2250公斤/公頃，輕度鹽堿地平均單產(chǎn)達到6000公斤/公頃。小麥豐收后，無棣試驗區(qū)接茬種植的326.67公頃玉米又實現(xiàn)了平均產(chǎn)量6000公斤/公頃的豐收。沾化種糧大戶張汝和的第一年棉改糧種植的66.67公頃小麥，平均產(chǎn)量4545公斤/公頃，高產(chǎn)地塊“青麥6號”單產(chǎn)達到6735公斤/公頃、玉米單產(chǎn)達到6000公斤/公頃。2013年秋，全省示范區(qū)面積達到10200公頃。其中，小麥種植面積濱州市4266.67公頃、東營1406.67公頃、德州2000公頃，東營種植水稻2533.33公頃（產(chǎn)量達4500多公斤/公頃）。

2014年夏，無棣核心試驗區(qū)小麥平均產(chǎn)量達5340公斤/公頃，沾化種糧大戶張汝和的地塊創(chuàng)出7500公斤/公頃以上的高產(chǎn)。第一次種小麥的賽爾集團地塊也創(chuàng)出了4875公斤/公頃的產(chǎn)量。山東無棣試驗田種植的小麥新品種“山農(nóng)22”單產(chǎn)達到5944.5公斤/公頃。截止到2014年秋種，山東項目區(qū)面積達到26333.33公頃，其中東營14333.33公頃（其中水稻6000公頃），濱州10000公頃，德州2000公頃。

糧食豐產(chǎn)的背后，是以企業(yè)（合作社）為經(jīng)營主體，政府和科研作支撐的“一主體兩支撐”的山東模式。

“渤海糧倉”立項以后，山東項目區(qū)受到山東省政府的大力支持，政府成為“渤海糧倉”山東項目區(qū)的重要支撐。山東省財政廳每年安排3000萬元專項資金作為項目的獎勵和補助；山東省科技廳安排自主創(chuàng)新項目2000多萬元，用于關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和良種選育；山東省發(fā)改、農(nóng)業(yè)和水利等部門也從政策和資金向示范工程重點傾斜。濱州、東營、德州等市從資金、政策等方面予以重點支持、全力推進。東營市縣兩級投入380萬元資金用于支持關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化，吸引社會資金3.8億元。

在山東省政府組織和引導(dǎo)支持下，科研力量全面聯(lián)合攻關(guān)，進行技術(shù)服務(wù)，強大的科研力量成為“渤海糧倉”山東項目區(qū)的另一重要支撐。以中國科學(xué)院主持的國家項目團隊為主體，山東省政府組織省農(nóng)科院、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位配合渤海糧倉項目的技術(shù)開發(fā)和試驗示范，成立了統(tǒng)一由山東省科技廳協(xié)調(diào)的專家組，制定了19項濱海鹽堿地作物種植技術(shù)規(guī)程，其中6項已申請山東省地方標(biāo)準(zhǔn)。

歐陽竹為調(diào)研領(lǐng)導(dǎo)講解“渤海糧倉”項目的技術(shù)原理。

“科研隊伍中不僅有‘渤海糧倉’項目的專家人員，山東省還調(diào)動了所有的高校，農(nóng)科院的團隊共同來進行聯(lián)合攻關(guān)，”歐陽竹說道，“逐步形成了一支由強大的科研隊伍和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新隊伍結(jié)合的科技創(chuàng)新平臺。”

在政府和科技的引導(dǎo)支撐作用下，“渤海糧倉”山東項目區(qū)形成以規(guī)模種植企業(yè)和合作社為主體的帶動模式。濱州市擁有西王集團、渤海油脂、香馳集團、泰裕麥業(yè)等一批農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)，在提升糧食種植效益、延長產(chǎn)業(yè)鏈條、提高農(nóng)產(chǎn)品附加值等方面發(fā)揮引領(lǐng)作用。東營市一邦集團的水稻核心區(qū)圍繞 “水稻良種繁育-訂單生產(chǎn)-技術(shù)服務(wù)-收購-加工-倉儲-銷售”建成了完整產(chǎn)業(yè)鏈條，公司對稻農(nóng)采取統(tǒng)一供苗（種）、統(tǒng)一插秧、統(tǒng)一指導(dǎo)、統(tǒng)一回購、統(tǒng)一銷售等“五統(tǒng)一”的訂單模式，使水稻示范面積迅速擴大?！耙粋€企業(yè)帶動十幾萬畝，這是很容易的事情”，歐陽竹說道。

解決關(guān)鍵問題 鹽堿地變糧倉

“硬骨頭難啃，但科研就是要啃硬骨頭?！睔W陽竹和他的科研團隊在項目實施之初面臨濱海鹽堿地快速脫鹽、抑制返鹽等諸多需要解決的關(guān)鍵問題。

山東項目區(qū)的黃河三角洲地區(qū)是鹽堿地改造的重點區(qū)域，離海較近，傳統(tǒng)的鹽堿地治理方法——降低水位在這個區(qū)域并不可行。“一般水位要降到2米以下，”歐陽竹說道，“但是在這個地方，水位降了，海水就倒灌了?！?黃河三角洲與海具有地帶性關(guān)聯(lián)，越往深關(guān)聯(lián)性就越明顯，當(dāng)達到地下80cm到1m的時候，地下水便是咸的，高地下水位條件下控制鹽分的向耕層移動成為改良鹽堿地的最重要的基礎(chǔ)。另一方面，該地區(qū)受海洋氣候影響，春秋風(fēng)大、蒸發(fā)強烈，小麥出苗質(zhì)量差或受鹽害死苗。

需要解決的另一個關(guān)鍵問題是小麥灌漿后期的水熱脅迫。黃河三角洲的氣候條件與內(nèi)陸不同，小麥生長后期經(jīng)常受到水熱脅迫?！翱粗缙陂L得很好，一到后期就干巴了，那個粒很輕，產(chǎn)量老是上不去”，歐陽竹說道，“旱澇災(zāi)害也是這個問題，這個地方經(jīng)常遇到集中的降雨，而且土壤粘重，水下不去，很容易造成澇災(zāi)，在這里四年能遇到兩年玉米受澇災(zāi)害的年景?！?/p>

歐陽竹說：“科研團隊的核心任務(wù)是針對該地區(qū)需要解決的關(guān)鍵問題，提出研究的科學(xué)問題，開展過程機理的研究，進行技術(shù)和模式的創(chuàng)新，將技術(shù)和模式通過示范，帶動技術(shù)在該地區(qū)的推廣應(yīng)用?！?/p>

歐陽竹和他的團隊將濱海鹽堿地耕層土壤快速改良和鹽分穩(wěn)定調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計成“三段”調(diào)控法。第一段是降低土壤鹽含量，這是實施鹽堿地改良的基礎(chǔ)，“如果不降下來，第二段使用的微生物土壤改良材料就難于發(fā)揮作用；”第二段是通過微生物土壤改良材料快速地改良土壤結(jié)構(gòu)，在微生物的作用下，土壤結(jié)構(gòu)得到快速改善，還有提高作物的抗鹽性、促進作物根系發(fā)育的作用；第三段是種植耐鹽品種的作物，山東項目區(qū)的科研團隊篩選了適合該地區(qū)種植的耐鹽水稻品種75個、耐鹽小麥品種32個、耐鹽玉米品種40個。歐陽竹說：“我們?nèi)绻押}量降到0.2%以下，鹽分會很快返上來，回到原來的狀態(tài)。如果不是特別耐鹽的品種，小麥的耐鹽性在含鹽量0.1%以上基本上都要受影響。我們要用耐鹽量達到0.3%以上的品種進行配合，在重鹽堿地上用這個辦法就能解決問題。”

混養(yǎng)模式下水稻長勢良好

在關(guān)鍵技術(shù)體系中，ETS微生物土壤改良材料成為亮點。ETS菌群是由60多種微生物復(fù)合而成的有益微生物復(fù)合菌群，由40%好氧菌和60%厭氧菌組成。

ETS菌種攜同特定營養(yǎng)基施入土壤后，有益菌快速繁殖，爭奪生態(tài)位，激活有益土著菌，形成良好的微生物環(huán)境，快速恢復(fù)并保持生態(tài)系統(tǒng)的微生物平衡，改善環(huán)境、改良貧瘠土壤物理結(jié)構(gòu)，促進土壤團粒構(gòu)造形成，達到重建健康土壤生態(tài)系統(tǒng)的目的。

歐陽竹說：“要實現(xiàn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，就要進行技術(shù)集成和配套，形成農(nóng)機、農(nóng)藝的一體化的技術(shù)體系，我們在山東省政府的大力支持下，通過不同學(xué)科科研團隊的合作，研發(fā)一批有推廣前景的新技術(shù)、新模式。”

鹽堿地糧-棉均衡增產(chǎn)耕作配套技術(shù)：綜合鹽堿地土壤改良、耐鹽品種篩選、適宜播期播量、生物有機肥施用、帶狀旋耕和寬幅精播技術(shù)等鹽堿地適應(yīng)性等試驗研究，初步集成了中輕度鹽堿地小麥播種高產(chǎn)技術(shù)模式。試驗示范結(jié)果畝產(chǎn)373.49公斤，較傳統(tǒng)栽培增產(chǎn)100-150公斤/畝；棉花秸稈還田和施用微生物有機肥，畝增產(chǎn)22.35%以上。建立了以鹽堿地土壤改良關(guān)鍵技術(shù)和農(nóng)機農(nóng)藝配套技術(shù)為核心的小麥-玉米噸糧種植模式。

鹽堿地“糧經(jīng)飼”種植配套技術(shù)和高效利用模式：培育了一批有推廣前景的鹽堿地 “一糧一飼”雙季玉米種植模式，春播玉米籽粒產(chǎn)量可達到600公斤/畝，為草飼畜牧業(yè)提供了高產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)的飼草產(chǎn)品。在重度鹽堿區(qū)域建立了水稻-鴨、水稻-鰍、水稻-甲魚、水稻-龍蝦、水稻-大閘蟹等稻田復(fù)合型生態(tài)種養(yǎng)模式。畝均純收入分別達到6494元、4646元、4544元，分別是普通水稻種植的7.3倍、5.2倍和5.1倍。

此外，還研究形成了針對濱海鹽堿地專用技術(shù)，如：

邦到系列高抗逆肥料：可激發(fā)作物自身多重抗性和增加土壤多種有機質(zhì)，顯著提高作物的抗逆能力和增產(chǎn)潛力。2016年小麥增產(chǎn)達11.19%。

農(nóng)田管道排灌模式：在熟化暗管改堿技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了管道封閉式輸水排水系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的“明渠灌排模式”改為無渠化“管道灌排模式”，實現(xiàn)當(dāng)年土壤含鹽量降低20%以上，節(jié)地、節(jié)水15%左右。

小麥高產(chǎn)的“兩深一淺”耕作技術(shù)：引入專用機械設(shè)備，實施深松、深施肥和淺播種一體化耕作，在解決鹽堿土壤板結(jié)問題的同時，實現(xiàn)畝均節(jié)約機械成本80元。

互聯(lián)網(wǎng)+生產(chǎn)管理服務(wù) 發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式

現(xiàn)代化是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)是“渤海糧倉”的主要方向。歐陽竹和他的科研團隊利用“互聯(lián)網(wǎng)+生產(chǎn)管理服務(wù)”模式，打造出配套農(nóng)技-農(nóng)藝-信息成套技術(shù)的種植管理全程服務(wù)模式。

建立了“空天地”一體的區(qū)域水鹽動態(tài)、作物長勢監(jiān)測和技術(shù)服務(wù)的“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)。同時依托農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)建立了渤海糧倉大數(shù)據(jù)綜合服務(wù)平臺。在重、中、輕度鹽堿地農(nóng)田布置傳感器，對區(qū)域土壤關(guān)鍵要素動態(tài)進行監(jiān)測。根據(jù)土壤水鹽變化，進行無人機或遙感信息獲取，監(jiān)測作物長勢空間格局，從而針對不同要素的空間和時間信息進行診斷，制定調(diào)控方案。通過開發(fā)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理手機APP進行不同田塊、不同用戶的個性化技術(shù)和生產(chǎn)作業(yè)信息服務(wù)，最后通過農(nóng)業(yè)合作社依據(jù)技術(shù)方案進行生產(chǎn)全程的作業(yè)服務(wù)。

“我們的技術(shù)開發(fā)已經(jīng)基本完成，大田的監(jiān)測體系已經(jīng)構(gòu)建起來了，從傳感器到無人機甚至到遙感技術(shù)，形成了一整套的監(jiān)測系統(tǒng)和技術(shù)、生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)的雛形”歐陽竹說道。

為了適應(yīng)野外長時間作業(yè)、實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性，農(nóng)田關(guān)鍵要素采集通過新型超低功耗GPRSRTU產(chǎn)品及數(shù)據(jù)采集技術(shù)形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，達到長時間水鹽動態(tài)監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、氣象要素監(jiān)測的目的。研制的微功耗測控終端可廣泛用于野外、無線電源的現(xiàn)場，用鋰電池連續(xù)工作三年,體積小,方便安裝。

讓科研成果走出試驗田，走向更廣闊的田野，讓更多的人使用先進、便捷的技術(shù)，需要實現(xiàn)技術(shù)服務(wù)的“私人訂制”?！拔覀冮_發(fā)了手機APP的云平臺，可以把關(guān)鍵要素的動態(tài)信息快速形成的方案，通過有針對性的生產(chǎn)服務(wù)體系來服務(wù)到企業(yè)和農(nóng)戶?！睔W陽竹說道，“在這個平臺上可以提供大量的信息，很多的科學(xué)專家可以在里面參與，用這樣的平臺可以直接進行個性化服務(wù)。所謂個性化就是對那個企業(yè)就是對那個企業(yè)，是對那個用戶就是那個用戶，根據(jù)你的生產(chǎn)特點需求，制定特定的方案，提供專用的信息服務(wù)?！?/p>

目前，生產(chǎn)全程管理手機APP云平臺已經(jīng)開發(fā)了包括礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、采集模板管理系統(tǒng)、種植方案設(shè)計系統(tǒng)、預(yù)測預(yù)警和技術(shù)方案推送系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、地區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、用戶信息管理系、即時通訊對接系統(tǒng)等八個功能。

在“渤海糧倉”山東項目區(qū)全體科技人員的努力下，黃河三角洲鹽堿地已經(jīng)向 “大糧倉”轉(zhuǎn)變。“渤海糧倉”項目不僅要實現(xiàn)糧食增產(chǎn)增效，更要為“十三五”期間推動四化同步、一二三產(chǎn)業(yè)融合，帶動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展作出示范。