改土增粮筑粮仓齐鲁大地飘稻香

本刊记者|杨阳

改土增粮筑粮仓齐鲁大地飘稻香

本刊记者|杨阳

北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中说：“五谷者万民之命，国之重宝。”粮食安全历来是国家安定的首要之务。“渤海粮仓”山东项目区的科技人员自2012年“渤海粮仓”项目立项以来，以黄河三角洲作为主阵地，扎根盐碱地，让昔日的盐碱荒滩变成了丰饶秀丽的沃野。

中国科学院地理科学与资源研究所研究员、“渤海粮仓”山东项目区首席专家欧阳竹投身盐碱地改良三十余载，负责山东项目区试验示范实施的全面组织工作。同时，中国科学院地理科学与资源研究所的武兰芳研究员承担“盐碱土壤改良与中低产田地力提升技术研究”的课题，滨州金生源农业工程技术有限公司负责人刘长生承担“环渤海山东增粮技术集成与示范”的课题。中国农业大学、山东农业大学、山东农业科学研究院、ETS（天津）生物科技发展公司、山东滨州学院等科研单位和企业作为参加单位，共同组成山东项目区的科研团队。欧阳竹说：“科学研究不能追求名利，科研成果如果在实际工作中用不上，不能为国家解决问题，那就没尽到科技工作者的责任。”正是这种投身科研、不求名利的忘我精神，使得白花花的盐碱地成为了绿油油的农田。

“渤海粮仓”山东项目区根据实际情况创建了针对黄河三角洲盐碱地区域的土质产能-资源利用率-效益协同提升成套技术集成模式，实现低产农田管理土壤改良、作业机械、信息化等关键技术和特色产品产业化，支撑黄河三角洲盐碱地150万亩棉改粮和200万亩低产粮田的治理，完成2020年增产15亿公斤粮食的生产目标。

“一体两支撑”的山东模式

齐鲁大地山东，是我国的经济第三大省、人口第二大省。“渤海粮仓”科技示范工程山东项目区主要涉及山东省东营、滨州、德州三市。截止2016年底，“渤海粮仓”山东项目区实施区域棉花种植面积达441万亩，粮田面积达460万亩，未开发利用土地707万亩，盐碱地面积占50%以上。

“渤海粮仓”山东项目区是实施“渤海粮仓”项目的先锋兵。2011年“渤海粮仓”战略构想提出后，滨州市当年10月份就在无棣县水湾镇进行了棉改粮田的先期试验，种植小麦2.67公顷。到2012年夏，该试验田小麦单产达到4725公斤/公顷，创出重度盐碱地种植小麦高产纪录。在科技部、中科院决定实施“渤海粮仓”科技示范工程后，2012年秋，山东全省示范区小麦种植面积达到733.33公顷，其中滨州666.67公顷、东营68.47公顷。

2013年夏，“渤海粮仓”无棣核心试验区盐碱地“棉改粮”的380多公顷小麦平均产量达到5100公斤/公顷，其中，重度盐碱地块平均单产达到2250公斤/公顷，轻度盐碱地平均单产达到6000公斤/公顷。小麦丰收后，无棣试验区接茬种植的326.67公顷玉米又实现了平均产量6000公斤/公顷的丰收。沾化种粮大户张汝和的第一年棉改粮种植的66.67公顷小麦，平均产量4545公斤/公顷，高产地块“青麦6号”单产达到6735公斤/公顷、玉米单产达到6000公斤/公顷。2013年秋，全省示范区面积达到10200公顷。其中，小麦种植面积滨州市4266.67公顷、东营1406.67公顷、德州2000公顷，东营种植水稻2533.33公顷（产量达4500多公斤/公顷）。

2014年夏，无棣核心试验区小麦平均产量达5340公斤/公顷，沾化种粮大户张汝和的地块创出7500公斤/公顷以上的高产。第一次种小麦的赛尔集团地块也创出了4875公斤/公顷的产量。山东无棣试验田种植的小麦新品种“山农22”单产达到5944.5公斤/公顷。截止到2014年秋种，山东项目区面积达到26333.33公顷，其中东营14333.33公顷（其中水稻6000公顷），滨州10000公顷，德州2000公顷。

粮食丰产的背后，是以企业（合作社）为经营主体，政府和科研作支撑的“一主体两支撑”的山东模式。

“渤海粮仓”立项以后，山东项目区受到山东省政府的大力支持，政府成为“渤海粮仓”山东项目区的重要支撑。山东省财政厅每年安排3000万元专项资金作为项目的奖励和补助；山东省科技厅安排自主创新项目2000多万元，用于关键技术研发和良种选育；山东省发改、农业和水利等部门也从政策和资金向示范工程重点倾斜。滨州、东营、德州等市从资金、政策等方面予以重点支持、全力推进。东营市县两级投入380万元资金用于支持关键技术研发和成果转化，吸引社会资金3.8亿元。

在山东省政府组织和引导支持下，科研力量全面联合攻关，进行技术服务，强大的科研力量成为“渤海粮仓”山东项目区的另一重要支撑。以中国科学院主持的国家项目团队为主体，山东省政府组织省农科院、山东农业大学、青岛农业大学等单位配合渤海粮仓项目的技术开发和试验示范，成立了统一由山东省科技厅协调的专家组，制定了19项滨海盐碱地作物种植技术规程，其中6项已申请山东省地方标准。

欧阳竹为调研领导讲解“渤海粮仓”项目的技术原理。

“科研队伍中不仅有‘渤海粮仓’项目的专家人员，山东省还调动了所有的高校，农科院的团队共同来进行联合攻关，”欧阳竹说道，“逐步形成了一支由强大的科研队伍和企业技术创新队伍结合的科技创新平台。”

在政府和科技的引导支撑作用下，“渤海粮仓”山东项目区形成以规模种植企业和合作社为主体的带动模式。滨州市拥有西王集团、渤海油脂、香驰集团、泰裕麦业等一批农产品加工业支柱产业，在提升粮食种植效益、延长产业链条、提高农产品附加值等方面发挥引领作用。东营市一邦集团的水稻核心区围绕 “水稻良种繁育-订单生产-技术服务-收购-加工-仓储-销售”建成了完整产业链条，公司对稻农采取统一供苗（种）、统一插秧、统一指导、统一回购、统一销售等“五统一”的订单模式，使水稻示范面积迅速扩大。“一个企业带动十几万亩，这是很容易的事情”，欧阳竹说道。

解决关键问题 盐碱地变粮仓

“硬骨头难啃，但科研就是要啃硬骨头。”欧阳竹和他的科研团队在项目实施之初面临滨海盐碱地快速脱盐、抑制返盐等诸多需要解决的关键问题。

山东项目区的黄河三角洲地区是盐碱地改造的重点区域，离海较近，传统的盐碱地治理方法——降低水位在这个区域并不可行。“一般水位要降到2米以下，”欧阳竹说道，“但是在这个地方，水位降了，海水就倒灌了。” 黄河三角洲与海具有地带性关联，越往深关联性就越明显，当达到地下80cm到1m的时候，地下水便是咸的，高地下水位条件下控制盐分的向耕层移动成为改良盐碱地的最重要的基础。另一方面，该地区受海洋气候影响，春秋风大、蒸发强烈，小麦出苗质量差或受盐害死苗。

需要解决的另一个关键问题是小麦灌浆后期的水热胁迫。黄河三角洲的气候条件与内陆不同，小麦生长后期经常受到水热胁迫。“看着苗期长得很好，一到后期就干巴了，那个粒很轻，产量老是上不去”，欧阳竹说道，“旱涝灾害也是这个问题，这个地方经常遇到集中的降雨，而且土壤粘重，水下不去，很容易造成涝灾，在这里四年能遇到两年玉米受涝灾害的年景。”

欧阳竹说：“科研团队的核心任务是针对该地区需要解决的关键问题，提出研究的科学问题，开展过程机理的研究，进行技术和模式的创新，将技术和模式通过示范，带动技术在该地区的推广应用。”

欧阳竹和他的团队将滨海盐碱地耕层土壤快速改良和盐分稳定调控关键技术设计成“三段”调控法。第一段是降低土壤盐含量，这是实施盐碱地改良的基础，“如果不降下来，第二段使用的微生物土壤改良材料就难于发挥作用；”第二段是通过微生物土壤改良材料快速地改良土壤结构，在微生物的作用下，土壤结构得到快速改善，还有提高作物的抗盐性、促进作物根系发育的作用；第三段是种植耐盐品种的作物，山东项目区的科研团队筛选了适合该地区种植的耐盐水稻品种75个、耐盐小麦品种32个、耐盐玉米品种40个。欧阳竹说：“我们如果把含盐量降到0.2%以下，盐分会很快返上来，回到原来的状态。如果不是特别耐盐的品种，小麦的耐盐性在含盐量0.1%以上基本上都要受影响。我们要用耐盐量达到0.3%以上的品种进行配合，在重盐碱地上用这个办法就能解决问题。”

混养模式下水稻长势良好

在关键技术体系中，ETS微生物土壤改良材料成为亮点。ETS菌群是由60多种微生物复合而成的有益微生物复合菌群，由40%好氧菌和60%厌氧菌组成。

ETS菌种携同特定营养基施入土壤后，有益菌快速繁殖，争夺生态位，激活有益土著菌，形成良好的微生物环境，快速恢复并保持生态系统的微生物平衡，改善环境、改良贫瘠土壤物理结构，促进土壤团粒构造形成，达到重建健康土壤生态系统的目的。

欧阳竹说：“要实现技术的推广应用，就要进行技术集成和配套，形成农机、农艺的一体化的技术体系，我们在山东省政府的大力支持下，通过不同学科科研团队的合作，研发一批有推广前景的新技术、新模式。”

盐碱地粮-棉均衡增产耕作配套技术：综合盐碱地土壤改良、耐盐品种筛选、适宜播期播量、生物有机肥施用、带状旋耕和宽幅精播技术等盐碱地适应性等试验研究，初步集成了中轻度盐碱地小麦播种高产技术模式。试验示范结果亩产373.49公斤，较传统栽培增产100-150公斤/亩；棉花秸秆还田和施用微生物有机肥，亩增产22.35%以上。建立了以盐碱地土壤改良关键技术和农机农艺配套技术为核心的小麦-玉米吨粮种植模式。

盐碱地“粮经饲”种植配套技术和高效利用模式：培育了一批有推广前景的盐碱地 “一粮一饲”双季玉米种植模式，春播玉米籽粒产量可达到600公斤/亩，为草饲畜牧业提供了高产和标准的饲草产品。在重度盐碱区域建立了水稻-鸭、水稻-鳅、水稻-甲鱼、水稻-龙虾、水稻-大闸蟹等稻田复合型生态种养模式。亩均纯收入分别达到6494元、4646元、4544元，分别是普通水稻种植的7.3倍、5.2倍和5.1倍。

此外，还研究形成了针对滨海盐碱地专用技术，如：

邦到系列高抗逆肥料：可激发作物自身多重抗性和增加土壤多种有机质，显著提高作物的抗逆能力和增产潜力。2016年小麦增产达11.19%。

农田管道排灌模式：在熟化暗管改碱技术的基础上，研发了管道封闭式输水排水系统，将传统的“明渠灌排模式”改为无渠化“管道灌排模式”，实现当年土壤含盐量降低20%以上，节地、节水15%左右。

小麦高产的“两深一浅”耕作技术：引入专用机械设备，实施深松、深施肥和浅播种一体化耕作，在解决盐碱土壤板结问题的同时，实现亩均节约机械成本80元。

互联网+生产管理服务 发展现代农业模式

现代化是农业发展的必由之路，发展现代化农业是“渤海粮仓”的主要方向。欧阳竹和他的科研团队利用“互联网+生产管理服务”模式，打造出配套农技-农艺-信息成套技术的种植管理全程服务模式。

建立了“空天地”一体的区域水盐动态、作物长势监测和技术服务的“互联网+”技术。同时依托农业大数据和物联网信息化技术建立了渤海粮仓大数据综合服务平台。在重、中、轻度盐碱地农田布置传感器，对区域土壤关键要素动态进行监测。根据土壤水盐变化，进行无人机或遥感信息获取，监测作物长势空间格局，从而针对不同要素的空间和时间信息进行诊断，制定调控方案。通过开发的农业生产管理手机APP进行不同田块、不同用户的个性化技术和生产作业信息服务，最后通过农业合作社依据技术方案进行生产全程的作业服务。

“我们的技术开发已经基本完成，大田的监测体系已经构建起来了，从传感器到无人机甚至到遥感技术，形成了一整套的监测系统和技术、生产服务系统的雏形”欧阳竹说道。

为了适应野外长时间作业、实现数据采集的连续性，农田关键要素采集通过新型超低功耗GPRSRTU产品及数据采集技术形成的一个多跳的自组织的网络系统，达到长时间水盐动态监测、地下水位监测、气象要素监测的目的。研制的微功耗测控终端可广泛用于野外、无线电源的现场，用锂电池连续工作三年,体积小,方便安装。

让科研成果走出试验田，走向更广阔的田野，让更多的人使用先进、便捷的技术，需要实现技术服务的“私人订制”。“我们开发了手机APP的云平台，可以把关键要素的动态信息快速形成的方案，通过有针对性的生产服务体系来服务到企业和农户。”欧阳竹说道，“在这个平台上可以提供大量的信息，很多的科学专家可以在里面参与，用这样的平台可以直接进行个性化服务。所谓个性化就是对那个企业就是对那个企业，是对那个用户就是那个用户，根据你的生产特点需求，制定特定的方案，提供专用的信息服务。”

目前，生产全程管理手机APP云平台已经开发了包括础数据管理系统、采集模板管理系统、种植方案设计系统、预测预警和技术方案推送系统、数据采集分析系统、地区数据采集系统、用户信息管理系、即时通讯对接系统等八个功能。

在“渤海粮仓”山东项目区全体科技人员的努力下，黄河三角洲盐碱地已经向 “大粮仓”转变。“渤海粮仓”项目不仅要实现粮食增产增效，更要为“十三五”期间推动四化同步、一二三产业融合，带动现代农业的发展作出示范。