第四届国际三角洲论坛暨盐碱地种业创新论坛系列报道——
专家说——
种业装上中国“芯”盐碱地变身大粮仓
在外国专家齐鲁行活动中,外籍专家分享学术成果。
9月23日至24日,第四届国际三角洲论坛暨盐碱地种业创新论坛(外国专家齐鲁行)在我市顺利举行。两天的会议期间,围绕盐碱地种业创新与产能提升,除了中国科学院院士李家洋、杨维才、曹晓风、钱前、种康和中国工程院院士陈温福等6位院士外,还邀请了北京大学、中科院遗传与发育生物学研究所、中国农业大学等众多科研机构和高校的专家、学者参加,并在同期举行的高层次外国专家齐鲁行活动中,邀请了11位外籍专家分享学术成果。东营日报记者对参加此次论坛的8位专家进行了专访。
刘春明
北京大学现代农学院院长
自主研发的中紫高营养水稻在东营试种成功
在论坛上,刘春明作了《水稻耐盐种质资源遗传解析》的专题报告。他认为,环渤海区域有大面积尚待开发利用的高盐土地,这些都是发展的土地后备资源,综合利用潜力巨大,“湿地种植的水稻是盐碱地改良首选作物,选育更耐盐碱水稻品种是发展盐碱地水稻产业的有效手段。”
多年来,刘春明一直从事耐盐碱水稻品种的选育工作。他带领专家团队利用水培和盐浓度稳定可控的盐池,对来自世界各地的个水稻品种进行了持续多年的苗期和插秧后期耐盐能力测试,在多个盐浓度下对不同发育时期的不同水稻品种盐敏感度进行了分析,获得了一批高耐盐和盐敏感种质资源,通过全基因组测序和关联对耐盐相关QTL位点进行了遗传定位,明确了多个参与水稻耐盐遗传调控遗传位点,并通过基因编辑对部分候选基因进行鉴定,该工作为培育耐盐水稻品种奠定了基础。
东营市也是刘春明经常开展实地研究的城市。在论坛茶歇期间,会场外的中紫4号米糊吸引了不少参会代表的注意。倒一杯,有一股淡淡的香气,有点甜。中紫4号,就是刘春明在东营自主研发的中紫系列1—4号高营养水稻。该高营养水稻目前已在东营基地适应性种植成功,营养成分比普通水稻高30%,并取得国际专利,覆盖56个国家和地区;同时通过探索增加水稻糊粉层厚度提高种子营养品质的新途径,有力地推动了水稻等作物育种从能量型向健康营养型转变。据介绍,目前中紫系列1—4号高营养水稻已通过山东省主要农作物新品种审定。
谢旗
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员
认识和设计“更好”的高粱
高粱起源于非洲,是人类最早栽培的作物之一。高粱以其优良的耐旱涝、耐盐碱、耐贫瘠特性被广泛应用于饲料、酿酒和生物能源领域。迄今为止,高粱仍是全球干旱和半干旱地区超5亿人的主要粮食作物。
经过多年的研究,谢旗团队创新研究出了新品种高粱——甜高粱,并在论坛中为大家进行了详细介绍,这种高粱不仅耐盐碱,且抗旱、耐贫瘠、再生能力强。除了可为牲畜提供饲料,还能用于食用和酿酒。目前甜高粱品系已经在我市垦利区进行了规模种植,同时,谢旗还与团队一起在我市探索出了新的高效可持续种植模式:甜高粱与耐盐野生爬藤大豆进行了套种,甜高粱与小黑麦轮种,均取得了良好的收益。
说起稻花香米,很多人脑中就会浮现出那浓郁的米香味儿。食物的香气不但可以激发食欲,还能给人留下深刻的嗅觉记忆。在论坛中,谢旗还为大家介绍了他研究出的新品种——具有稻花香味的高粱。在研究中,谢旗研究组利用“基因剪刀”技术,在高粱中首次敲除了一种酶的基因,创制出该新型香高粱。
据介绍,这种新品种的高粱将引领高粱作为高粱膳食纤维食品、酿酒、酿醋、饲草动物饲料等产业的高品质发展,目前已经俘获了一些哺乳动物的胃,而带有稻花香味的高粱酿酒可以改变酒的风味和品质。
田志喜
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员
给中国大豆“嵌入”高产耐盐碱基因
我国大豆栽培已有多年历史,但当前,过高对外依存度对我国大豆产业形成极大的冲击。
在论坛中,田志喜一开始就提及,大豆是重要的粮食作物,为人类提供30%以上的油脂和70%以上的蛋白资源,“大豆危机影响我国粮食安全”,因此深入挖掘盐碱大豆种质资源,培育耐盐碱大豆新品种对提升我国大豆产能有重要意义。
针对这一国家重大需求,田志喜于年来到市现代农业示范区含盐量0.5%的盐碱地上,采用完全天然雨养的模式对份大豆种质材料进行了连续五年的筛选。其中,团队围绕大豆功能基因组,利用基因组学、分子遗传学、系统进化生物学等多组学联合的分析方法,对影响大豆产量、品质等重要农艺性状的网络调控系统进行解析,极大增进了对大豆产量和品质形成内在机制的认识。经过多年的努力,田志喜和团队一起在现代农业示范区的实验室中获得了新发现:除了两个表现出耐盐碱的重组自交系群体外,已经获得了56份耐盐碱种质,表现特别优异的有18份。
年秋天,对田志喜来说是个收获的季节。两个大豆新品系在市现代农业示范区亩产达到多斤,甚至远超过年我国普通耕地大豆的平均亩产(.8斤)。
“刚来东营的时候,放眼望去盐碱地地表犹如铺上了厚厚的白色精盐,品种淘汰率也很高。五年来,我们无数次的试验淘汰筛选,终于获得了大丰收。今年我们还在新疆、内蒙古等地进行了布点,期待更多的收获。”田志喜告诉记者,目前他正在进一步开展耐盐碱大豆种质资源筛选和耐盐碱大豆品种创制等工作,致力于为中国大豆增产作出贡献。
李保国
中国农业大学土地科学与技术学院院长内蒙古现代农牧研究院院长
科学分类盐碱地土壤做好改良利用
李保国在作报告伊始,先向与会人员展开了一张我国盐碱地分布图。据了解,盐碱地的具体成因纷繁复杂、分布类型千差万别,客观上也加大了盐碱地治理的难度。
土壤盐碱化被认为是全球范围内威胁干旱和半干旱地区农业生产、粮食安全和可持续性的最重要问题之一。盐碱化土壤是土地“顽疾”,但在水资源有保证的情况下,通过科学治理、改良,盐碱地也可以得到有效利用。
我国现有5亿亩的盐碱地,经过科学的改良,盐碱地的生产潜力较大,综合利用盐碱地是实施“藏粮于地”战略的一块重要“拼图”。据李保国介绍,从新中国成立以来,盐碱地的改良和利用,土地产能的提升,都为我国的粮食安全作出了重大贡献。*淮海平原、河套平原及西北绿洲区盐碱地的改良和利用,为我国的粮食安全作出了重大贡献。目前滨海地区的盐碱地改良也取得了一个又一个新成果。
新时代下,我国科研人员兴起了新一轮盐碱地资源开发利用,但对盐碱地上发展农业还要强调科学认识,以避免带来更大的生态环境问题。
当前,我国的盐碱地改良已经走向产能提升和生态保护相结合的新发展阶段,未来要充分发挥盐碱地在固碳控排方面的潜力,为我国“双碳”战略实现起到辅助性的支撑作用。
周新安
中国农业科学院油料作物研究所研究员
盐碱地里种出了高产大豆
周新安从事大豆研究工作近40年,在报告中,他为大家讲述了大豆耐盐基因挖掘与育种试验的相关内容。
大豆在国民经济和人民生活中占有重要地位,是我国严重依赖进口的大宗农产品之一。然而,国产大豆目前的自给率仅达15%,想要提升大豆的产能,除了提升单产外,最主要的就是扩大种植面积。
在周新安看来,我国可利用的盐碱地约5亿亩,是重要的后备耕地资源,筛选并培育耐盐碱大豆是利用和改良盐碱地,提高大豆种植面积和产量的重要途径。
大豆是中度耐盐的作物,但目前种质资源中对盐胁迫耐性均不是很高,需要在挖掘耐盐基因上,通过生物育种技术,聚合更多的耐盐基因,才能更好地在盐碱地上发展大豆产业。同时周新安还介绍说,品种通过审定仅仅是万里长征第一步,后续的栽培技术等配套研究、示范推广也需要跟上,才能实现农业增产,农民增收。
目前,周新安和团队一起培育出的大豆耐盐相关基因已向齐*34和油等品种中转育,已获得更多耐盐相关基因的大豆材料。
研发耐盐碱高产大豆,瞄准下一个高产纪录——在广袤的田野上,周新安和团队已经有了新的方向。
向凤宁
山东大学特聘教授
选育耐盐碱大豆保障国家粮食安全
因受疫情影响,向凤宁未能到达现场,作了线上的专题报告《耐盐碱大豆生物育种关键技术研发及种质创新》。一直研究耐盐碱大豆育种的向凤宁,着重分享了她和她的团队在*河三角洲地区的盐碱地上取得的一些科研成果。
向凤宁看好东营地区盐碱地的开发利用。她认为,目前我国大豆进口依赖度高达85%以上,严重影响了我国粮食安全,其产量及种植面积受到土壤盐碱化的限制,全面解析植物盐胁迫调控机制,发掘大豆耐盐性改良的有效靶点是解决该问题的关键。而山东*河三角洲有大量的盐碱地尚未开发。因此,利用分子育种技术培育高产及耐盐大豆新品种,有望促进大豆在盐碱地的种植推广。
多年来,向凤宁带领着20余人的科研团队聚焦国家战略及山东*河三角洲盐碱地,开展大豆耐盐分子育种研究,建立了集大豆突变体库构建、耐盐碱种质资源鉴定、关键基因发掘、作用机制解析及新品种培育为一体的生物育种技术平台,并且已取得较好成效。先后收集多份大豆及野大豆种质资源,完成了多份大豆及野大豆全基因组重测序,并培育出了系列耐盐碱大豆新种质/品系,其中山大5号已进入山东省生产试验,有望成为高产耐盐大豆新品种。
向凤宁表示,东营有.8万亩盐碱地,有效利用好这些盐碱地资源,是提高我国大豆生产能力的重要方向,“通过持续开展大豆耐盐碱研究,获得重要育种价值的耐盐碱基因品种,最终培育出高产稳产、适宜大规模生产、综合效益高的大豆新品种,将为保障我国粮食安全提供核心技术支撑。”
景海春
中国科学院植物研究所研究员
大力发展盐碱地生态草牧产业
“习近平总书记到东营考察调研,强调*河三角洲无论是生态保护还是农业开发,都有战略意义。拓展18亿亩红线耕地以外的5亿亩的盐碱地资源,坚持主粮与饲料粮并重,依据‘宜粮则粮、宜草则草’发展盐碱地农业是解决我国大粮食安全问题最为有效的途径。”在论坛上,景海春围绕盐碱地生态草牧业主题,作了专题报告。
景海春认为,选育和发展耐盐碱作物对提高土地增量是很有意义的,而在东营地区开展盐碱地资源的利用新模式,将为盐碱地农业带来巨大发展空间。据他介绍,盐分是影响牧草水分利用的重要因素之一,“盐随水来,盐随水去”是盐碱地水盐运移的典型规律。为此,中科院前瞻布局生态草牧业先导专项,围绕李振声先生提出的“滨海草带”原则,开展不同盐分梯度饲草品种选育与规模化种植,发展新型饲草加工技术,耦合东营大型养殖企业,初步形成“种草——制草——养畜”为核心板块的盐碱地生态草牧业产业链条,为盐碱地综合利用提供新的范式。
目前,景海春和他的团队,已经在东营多地开展草牧业技术示范,筛选出多款耐盐碱牧草,如长穗偃麦草、甜高粱、田菁等。其中,“长穗偃麦草可在6‰盐分的土地中较好的存活。”同时,科研团队还在东营市开展了多项耐盐碱牧草新品种选育、耐盐碱牧草高产栽培技术研发工作,并积极推进高效草粮轮作、林草间作等盐碱地草牧业科技示范工作,取得较好成效。
截至目前,景海春团队已在东营市与胜大生态林场、一邦农业、润松农业等多家农牧业龙头企业开展深度合作,将草牧业的新品种、新技术、新模式等科技成果在东营当地落地转化,助力企业打造品种选育、高产栽培、优质饲草加工等一体化的盐碱地特色饲草产业链条,支撑企业转型升级和效益提升。
王建林
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员
深耕东营15年把“论文”写在盐碱地上
今年已经是王建林在东营开展盐碱地综合利用研究的第15个年头了。从年开始,王建林坚持“把论文写在大地上”,奔走在田间地头荒滩,开展耐盐碱品种选育、盐碱地改良利用等工作。多年来,他较早的摸清了*河三角洲盐碱地的分布格局,揭示了不同覆被条件下水盐运移规律,并研发了盐碱地快速脱盐方法,根据土壤盐渍化程度和水资源供给状况,绘制了农作物布局区划图,掌握了东营盐碱地综合开发利用的第一手资料,优化了适宜轻度、中度和重度盐碱地的种植结构。
水稻作为盐碱地改良的先锋作物,王建林一直致力于耐盐水稻新品种的选育。“如果有淡水,盐碱地种地就不是问题,问题的关键是少用水还能把盐碱地种成好地。”在他看来,在水资源趋紧的情况下,水稻品种的选育方向也要进行调整。鉴于东营市的盐碱地,虽然淡水资源紧张,但微咸水资源是充足的。他认为,在当前资源禀赋和承载力条件下,水稻品种选育要满足三个条件:一是要具备高耐盐性,可以大幅度使用微咸水灌溉;二是水稻的生育期要适宜,利用7至9月的自然降水就能基本满足用水需要,完成生长发育结实灌浆,大幅度节约淡水资源;三是盐碱地种植要走高品质路线,以品质的提升弥补产量的劣势。
王建林告诉记者,去年由中国科学院遗传与发育生物学研究所选育的耐盐粳稻新品系“盐*香粳”在含盐量6‰的土壤里,利用3‰左右的微咸水灌溉,亩产达到.31公斤,“产量不算高,但外观品质达到了一级米的标准,具有高耐盐性、高抗倒伏、香味浓郁、粒型细长等优点。”目前,“盐*香粳”已经进入生产试验环节,也是品种审定的最后一环,预计明年通过品种审定,开始大规模推广种植。就是这次盐碱地种业创新论坛上,王建林团队与正大集团签订了在东营市现代农业示范区开展亩“盐*香粳”示范种植的协议。
多年的东营盐碱地理论研究与实践工作,让王建林既怀感情更负有责任,“作为农业科技人员,我们要把自己的科研工作与农业生产实际结合起来,让自己的科研成果在盐碱地上开花结果,把盐碱地变成金土地。未来我们将进一步加大科研力量的投入、科研资金的投入,不断创新科研成果,力争3至5年取得盐碱地综合利用的重大突破。”
(记者:文、图/陈同磊闫雯雯)