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让绝地生金豆耕耘5年,全博士团队滩 [复制链接]

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半岛全媒体记者王好景毅


  “我们成立专门的团队探索了五年,到今天感觉找到了灯塔!”这几天,在位于青岛市崂山区的中国农业科学院烟草研究所(以下简称“烟草所”)里,“滩涂资源保护与利用”创新团队首席科学家李义强研究员很是激动。以滩涂盐碱地为突破口,通过海洋资源农业化应用,在耐盐植物资源评价和盐碱地综合利用方面,李义强和团队已经默默耕耘了五年多,而最近接连释出的*策信号,让盐碱地成了农业科研创新的新风口。


  今年10月21日,习近平总书记在东营*河三角洲农业高新技术产业示范区考察调研时强调,开展盐碱地综合利用对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗具有重要战略意义。近日,山东省人民*府、农业农村部制定印发《共同推进现代农业强省建设方案(-年)》,推动山东由传统农业大省向现代农业强省转变,引领全国农业高质量发展。其中明确,鼓励东营、滨州、潍坊等市挖掘盐碱地粮食增产潜力;建设国家盐碱地农业科学观测试验站、生物资源与评价利用重点实验室和农业综合科研试验基地,加快先进成熟技术成果转化。


  盐碱地综合利用,科技创新是关键。顶层设计推动之下,让科研团队在课题方向上吃下了“定心丸”,而更让他们信心倍增的是,在滩涂盐碱地这一细分领域,他们已经率先“出圈”。


  中国农业科学院烟草研究所(以下简称“烟草所”)“滩涂资源保护与利用创新团队”科研人员在寻找收集耐盐碱植物。

初心

深入海洋滩涂淘“宝”

为种植“绝地”谋生机


  盐碱化的土壤含盐量高、土壤板结严重,影响作物正常生长。在严重的盐碱土壤地区,几乎寸草不生,堪称农作物种植“绝地”。


  由于受气候地理条件、土壤质地和地下水、耕作管理不当等众多成因影响,目前我国盐碱地总面积达1.87亿亩,占国土面积的10.3%,包括西北、东北、华北及滨海地区在内的17个省区都有分布,其中可以利用的盐碱地面积为5.5亿亩。


  作为重要的土地后备资源,如何让盐碱地“重现生机”,解决盐碱地利用的“卡脖子”问题,做大粮食“基本盘”,长期以来一直是农业科研工作者们的攻坚目标。


  位于胶州湾底的滩涂盐碱地(半岛全媒体记者魏*摄)


  事实上,在各种不同成因的盐碱地中,有一个颇为神奇的存在,那就是滩涂盐碱地。团队执行首席张成省研究员告诉记者,与大多数盐碱地土壤有机质缺乏、微生物种类单一不同,滩涂作为海水影响的特殊生态带,兼有海洋和陆地两个生态系统特征,无论是地表或地下径流带来的有机物,还是潮起潮落带来的海洋中的营养物质,都会在滩涂中不断汇集沉积下来,从而孕育出地球生态系统中最有生机的部分之一。


  瞄准滩涂资源挖掘利用,把海洋和滩涂中蕴藏的生物资源活性物质应用于农业生产,让盐碱地成为更多植物生长的“乐土”,正是团队五年来一直在做的事情。更让他感到使命重大的是,这是一次没有“前人”的探索之旅。


  “烟草所”滩涂资源保护与利用创新团队科研人员在滩涂盐碱地寻找收集耐盐碱植物。


  烟草所所长王元英告诉记者,中国农业科学院现任院长、中国工程院吴孔明院士年曾对驻青的烟草所提出希望:“青岛是特色海洋城市,海洋里有那么多的天然产物,是非常大的资源宝库,而青岛的海洋资源优势十分突出,烟草所作为中国农科院的单位,又是专门从事农业科学研究的,理应打破传统思维,在海洋农业探索工作方面有更多作为,建议你们成立专门机构进行研究。”


  “我们选择了滨海滩涂这一研究领域,作为对盐碱地农业开发综合利用的突破口,这在以前是没有人做过的。”谈及“滩涂生物资源保护利用”创新团队成立的初心,王元英颇为感慨。

创业

烟草所里的“独特”队伍

全博士“天团”平均35岁


  吴孔明院士的一番话,点燃了烟草所“学科拓展”的思想火花。


  5年5月,烟草所结合青岛的地理位置优势和中国农科院面向农业科技主战场的战略定位,成立海洋农业研究中心。创立之初,团队只有张成省研究员和邹平博士两位成员。


  李义强向记者介绍团队成员。


  此后,烟草所抓住科技创新工程实施的有利时机,以学科发展和团队建设为重点,及时向中国农科院申报组建“滩涂生物资源保护利用”创新团队,并于6年8月获得批复。团队谋划了“滩涂资源评价与利用”“海洋活性物质高值应用”“滩涂生态环境修复”三个发展方向,在科技创新工程的指引下,学科、平台、人才、团队、项目等多维度工作扎实推进。


  值得一提的是,作为烟草所唯一一个不聚焦烟草的新拓展团队,李义强坦言,创立之初可以说是“要人没人,要枪没枪”。“没人”指的是所内适应新团队研发方向的人才缺乏;“没枪”则是指由于该研究领域此前无人涉及,因而缺少科研积累和资源平台。


  困难虽然不少,但优势更为出众。立足“后备耕地地力提升”和“海洋资源农业应用”国家重大需求的基本定位,很快让他们获得了所在单位和地方*府的认可。从烟草所到中国农科院,在组织构架和团队发展方面成为了这支初创团队的“最强后盾”;从青岛市到山东省,更在科技项目立项方面体现了对团队的“精准支撑”。


  李义强向记者介绍团队试验情况。


  例如,中国农科院“十三五”新增科研团队申报,全院分布在全国的3个研究所提出申请的团队超过了0个,烟草所的“滩涂生物资源保护利用”创新团队脱颖而出,成为新增的17个科技创新团队之一,获得国家“科技创新工程”经费长期稳定支持。


  又如,每年所里都会向财*部、农业农村部申请国家仪器设备修缮购置专项,“这两年的仪器设备修缮购置专项向我们团队做了重点倾斜,从而在研究条件方面给了我们很好的保障。”李义强介绍,他们还先后获得国家自然科学基金-山东联合基金“豆科植物-微生物共生体系改良中重度滨海盐渍土机理与模式研究”重点项目,以及青岛市科技惠民示范引导专项“基于耐盐植物和土壤调理剂的滨海盐渍土改良模式与应用”重点项目等,对团队的研究方向进行了系统引导。


  科研人员在种植野大豆的盐碱地上取样。


  在各方面支持下,团队的科研人才队伍不断壮大。从最初的两人,发展到目前包含在编职工、博士后、科研辅助、研究生不同层次人员的科研团队,共有38人,其中在编核心成员12人,全部具有博士学位,平均年龄35岁。


  这支“精兵强将”集结的科研队伍不仅是烟草所里平均年龄最小、学历最高的创新团队,每位成员的研究方向和专长也是各有侧重,十分“扛打”,囊括了滩涂海洋植物高值化利用、海洋天然产物农药研究、滩涂耐盐碱植物功能基因挖掘利用等滩涂资源保护与利用的方方面面。

砥砺

用脚步丈量齐鲁海岸线

份标本绘滩涂全貌


  有了科研经费和人才队伍支撑,五年多来,团队在滩涂盐碱地综合利用方面,可谓突破不断。


  为了查明山东滨海滩涂植物种类与分布情况,从东营河口、垦利、广饶、寿光、昌邑到莱州、龙口、蓬莱、长岛、威海、荣成、海阳……他们几乎走遍了全省的滩涂盐碱地区域。


  作为团队创始成员之一的邹平博士,至今还记得第一次去东营野外调查采样的经历,“那是我参加工作后第一次见到那么大面积的滩涂盐碱地,成片的碱蓬红彤彤的,配上泛着盐碱的白茫茫土地,那种感觉既美丽又苍凉。”不过,随着野外调研的持续开展,团队再也没有欣赏景色的心情了。


  科研人员寻找收集耐盐碱植物。


  “滩涂盐碱地不比耕地,全都在荒野郊外,汽车只能开到就近的路边,大家需要徒步寻找耐盐碱植物,采集植株和种子。那时候,大家每天动辄要走几万步,朋友圈步数稳稳位居前列。”张成省研究员回想起调查滨海滩涂植被的经历,无论滩涂面积大小,他们不放过任何一处,对青岛本土的滨海滩涂也进行了细致调查,把东起即墨丁字湾、西至西海岸大场绵长的海岸线划分为11片区域,分区域逐个进行实地调查采样。


  经过几年不懈努力,团队系统调查了野大豆、罗布麻、北沙参和补血草等重要滩涂植物资源,收集、鉴定、保存了耐盐碱植物种质材料份,并将调查结果集结成《山东滨海滩涂植物》一书,这本书也成为国内调研集纳滨海滩涂植物最全面的著作。


  团队科研人员正在进行田间实验调查。


  不仅如此,为了掌握更大范围的盐碱地植物生长状况,团队一路西行,跋涉数千公里,远赴甘肃、宁夏、陕西等沿*流域收集耐盐植物以及调查相同植物在不同盐碱区域生长所表现出的不同性状,以期对耐盐植物的抗逆、抗病、抗旱等基因进行深入挖掘利用。

突破

“施一剂”花生增产超两成

“扶一把”野大豆亩产翻番


  “正是有了这些前期下的‘笨功夫’,才给盐碱地综合利用等后续工作提供了宝贵的资源基础。”逆境微生物方向青年学科带头人赵栋霖介绍,截至目前,除滩涂耐盐碱植物种质资源库,他们还建设了滩涂农用微生物菌种资源库,已经收集和保存了微生物株。这其中,一些来自滩涂和海洋的微生物等活性成分已经成功转化为科研成果,成为解决盐碱地作物长势差、产量低等农业生产“痛点”的好帮手。


  就在上个月,位于东营垦利区盐碱地的实验田里,作为“盐碱地区重要经济作物提质增效技术集成研究与示范”项目的参与单位,团队研发的一款土壤调理剂帮助花生喜获丰收。


  花生伴随土壤调理剂在盐碱地种植喜获丰收。


  “盐碱地花生产量普遍较低,亩产一般在公斤出头,而我们今年示范田的平均亩产达到了公斤,增产20%以上。”盐碱地改良方向青年学科带头人尤祥伟特聘研究员是“滩涂生物资源保护利用”创新团队的早期成员之一。他告诉记者,虽然较普通地块的花生产量尚有差距,但对于地力较差的盐碱地而言,能够让传统农作物产生如此大幅的产量提升,对于国家粮食增产意义非凡。更重要的是,此次试验再次证明了海洋资源在种植业领域应用的光明前景。“这款土壤调理剂以滩涂植物秸秆、农田废弃物和畜禽粪便等为原料,海藻活性物质、功能微生物等为辅料,再次验证了滩涂海洋物质对于陆地盐碱地土壤改良的效果。”


  除了通过土壤改良让更多农作物在盐碱地扎下了根,如何使有利用价值的耐盐碱作物进一步提质增产,让背负着贫瘠标签的盐碱地变身农业规模化种植和产业化开发的“金土地”,也是团队正在突破的重点。


  团队科研人员指导农户进行盐碱地翻耕。


  众所周知,大豆是我国重要的粮油饲兼用作物,在保障国家粮油、饲料与食品安全中具有重要战略地位。作为世界上最大的大豆进口国,年,我国大豆进口量首次突破1亿吨。与大豆生产先进国家相比,我国大豆生产在产量、品质、种植效益等方面都有明显差距。


  与此同时,分布在*河滩涂上的亩耐盐碱植物——野大豆,无疑称得上是帮助我国大豆生产实现赶超的隐形“宝藏”。为此,瞄准野大豆产业化痛点,李义强和团队开始了从种植技术到营养成分挖掘,再到提取工艺的立体化创新。


  例如,他们针对野大豆由于攀援生长导致的人工栽培困难问题,张成省研究员借助联合基金项目的实施,创新仿生设施辅助栽培技术。通过立架辅助茎秆直立的种植技术,常规每亩地产出只有30~0公斤的野大豆,可以达到亩产~公斤,产量不仅翻了好几番,甚至超过了去年我国大豆平均.公斤的亩产量。


  此外,烟草所副研究员徐宗昌博士还针对具有降血糖、血压、血脂功效的耐盐碱植物罗布麻进行了栽培技术研究和功能成分挖掘,发明了罗布麻的芽培方法,保证了成活率和成苗质量,提升了功能保健型罗布麻茶的品质。


  “盐碱地区域重要经济作物提质增效技术集成研究与示范”土壤调理剂示范区。


  技术上的创新,为实现野大豆、罗布麻等耐盐碱植物大规模种植和产业化开发提供了可能。这背后,盐碱地综合利用的更大经济价值正待释放。


  活性物质利用学科青年学术带头人荆常亮副研究员告诉记者,通过滩涂特色植物活性成分挖掘及小鼠饲喂实验,他们验证了野大豆、罗布麻及其多糖、多酚等活性物质具有抗氧化、降血糖、降血脂、改善小鼠肠道微生物菌群的功效,并且建立并优化了野大豆、罗布麻等滩涂特色植物活性成分提取工艺。此前,有大型医药上市企业
  有了好的种植技术,耐盐碱植物的经济效益得以发挥,曾经因为盐碱地庄稼长不好而倍感苦恼的农户,如今成了盐碱地种植的“技术粉”。


  在东营市广饶县丁庄镇丁屋村,野大豆仿生设施辅助栽培技术正在这里示范推广。村民刘雪说:“农科院的专家们做的这个野大豆栽培技术,我们以前都没见过。以前我们就是自己从沟边河边弄一点野豆子磨磨,掺到面粉里,擀面条啥的,即筋道又好吃,但费半天工夫弄不了多少。他们的这个搭架攀爬技术在丁庄镇推广以后,如果不是亲眼所见,我们都不敢相信野豆子还能有这么大的产量,真是开了眼界了。”


  野大豆与饲用麻盐碱地间作栽培开发新型饲料。


  村民万兰英在看过专家们的推广示范后,则直接决定明年起在自家的十几亩盐碱地上种植野大豆。打动她的,除了全新种植技术所带来的产量提升,更因为看到了实实在在的经济效益。


  她给记者算了一笔账:以当地市场上零星交易的野大豆为例,每斤价格在20元左右,通过仿生设施辅助栽培技术,平均亩产斤,毛收入元,扣除立架材料、肥料浇水和1元~元人工成本,每亩净收入在元~元。而以前半野生状态下,野大豆每亩地产量50斤左右,收集野大豆虽然人工成本低,也得元,每亩纯收入在元左右。比较来说,使用新的种植技术,每亩至少增收0元,相当可观。


  “我们这边以前好多盐碱地种庄稼都长不好,有了专家们的这个技术以后,这些地可以用来种野豆子,有了收成,地也就有利用价值了。”对于来年的种植收益,万兰英很是期待。


  “根据总书记的指示精神,要推动治理盐碱地适应作物向选育耐盐碱植物适应盐碱地转变,作为科研工作者,我们义不容辞。”李义强告诉记者,他们计划将野大豆新品种、新品系选育作为下一步的科研方向,已经跟航天育种搭载平台形成了战略合作意向,尝试把筛选出来的品种通过航天诱变、化学诱变等育种方式进行多渠道的盐碱植物突变体库培育和和种质资源储备,加速耐盐碱植物品种选育进程,同时扩大种植规模,为产业应用提供支撑。


  “烟草所的拓展学科走得艰难但很扎实!就像养育孩子一样,团队从无到有,我们经过了前期五年的摸索,饱含艰辛;目前新拓展的团队正在健康茁壮成长,未来还有很长的路要走,未来可期。”烟草研究所新任所长张忠锋研究员信心满满。

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