在“白色荒漠”打響新“綠色戰役”

　　胡贊民（右二）、范成明（左一）等正在查看油菜籽生長情況。遺傳發育所供圖

　　5月的新疆和田，大地初披新綠。中國科學院遺傳與發育生物學研究所（以下簡稱遺傳發育所）高級工程師唐丁與博士生尤常清、博士后吳雪丹播完田菁種子，拍去身上的沙土，便驅車趕往阿克蘇試驗田。

　　車子剛上沙漠公路，前方就出現一片“黃云”。“是沙塵暴！”尤常清話音未落，黃沙如墻般撲來，瞬間吞噬車輛，能見度僅剩兩三米。前路難辨、后退無門，原定行程被迫取消。3人只好改道阿拉爾，平常5小時的路在沙暴中“挪”了12個小時才到，從中午開到深夜。

　　“起初難免心慌，但沙暴范圍廣，沿途無遮蔽，只能向前。”唐丁回憶那一幕時異常平靜。而看到學生在沙塵暴中拍下的照片，中國科學院院士、遺傳發育所研究員曹曉風心疼不已：“這些年輕人圖啥？就圖鹽堿地一年比一年綠！”

　　近年來，遺傳發育所的科學家正接過老一輩的接力棒，向中重度鹽堿地治理這塊“硬骨頭”發起攻關。“我們有兩大核心原則：一是以農民受益為根本，因地制宜實現土地效益最大化；二是緊扣國家戰略與地方經濟需求，不搞‘為科研而科研’。”該所主持工作的副所長傅向東說。

　　面對全國復雜多樣的鹽堿地類型——東北蘇打鹽堿地、華北氯化鈉型鹽堿地、西北內陸干旱硫酸鹽堿地，遺傳發育所組建起“攻堅大團隊”，集合20余個研究團隊，聚焦鹽堿地改良，主糧、經濟作物和先鋒植物育種，以及水資源治理等多個研究方向，采取“以種適地”策略，為不同鹽堿地“量身定制”解決方案，在“白色荒漠”上打響一場開辟“新糧倉”的綠色戰役。

　　在這場曠日持久的戰役中，遺傳發育所的科學家用行動鑄就了以韌性、創新、扎根、堅守為內核的“鹽堿地精神”。

　　韌性：在失敗中孕育成功

　　這個暑假，曹曉風團隊的青年研究員鄧嫻又沒顧上陪家里的兩個孩子——她從新疆荒漠到內蒙古草原，又到山東沿海，忙著查看試驗田里的田菁長勢。

　　2021年，曹曉風從熟悉的植物表觀遺傳學研究領域轉身，一頭扎進了牧草選育和鹽堿地改良的應用研究。他們選中“既能改良土壤，又能當飼草”的豆科植物田菁，破解我國飼草短缺和邊際土地利用的雙重難題。

　　鹽堿地素有“地球牛皮癬”之稱，大片土地寸草不生，形同“白色荒漠”。“在這樣的絕望之地尋找希望，把不可能變為可能，就意味著要在反復失敗中孕育成功，‘韌性’是必備的信念。”曹曉風說。

　　東北松嫩平原西部鹽堿地pH值超過10，白花花的堿斑上從未長出過像樣的莊稼。他們頭一年播下的400多份田菁種子，出苗率不足1/5。同為團隊成員的遺傳發育所研究員宋顯偉一年中有100多天扎在東北，與當地合作者每天帶著幾十個包子蹲在田間，逐個篩選種質，改良播種方式。如今再看，曾經的堿斑上已經長出又高又密的田菁。

　　今年，曹曉風團隊的攻關重點轉至新疆。我國鹽堿地總面積約15億畝，其中約5億畝具備開發潛力，新疆鹽堿地面積高達2.44億畝，是全國鹽堿危害最嚴重的區域。“這里堪稱鹽堿地的‘博物館’，沙地、沙荒地、紅膠泥地等類型復雜多樣，利用潛力與挑戰并存。”鄧嫻說。

　　研究團隊在和田、喀什、阿拉爾、阿克蘇等南疆的鹽堿地上，種了2000畝示范田。那里飼草缺乏，南草北運成本高昂。他們遇到的最大挑戰是南疆特有的紅膠泥地——土質黏重如膠，缺乏孔隙，種子播下無法出苗。去年，唐丁在阿克蘇地區柯坪縣的試種連續3次失敗，種子全都被悶爛在板結的土里。怎么破題？曹曉風提出，等苗長至10厘米左右時再移栽，提高成活率。“這勢必會增加成本，所以還要尋找更加有效的辦法。”她說。

　　事實上，在這場“白色荒漠狙擊戰”中，遺傳發育所的許多團隊都品嘗過“失敗”的滋味：有的團隊在山東東營濱海鹽堿地種大豆時，十幾畝地只活了三四百株苗；有的團隊在阿克蘇種的油菜材料基本“全軍覆沒”，在東營種的兩三千份材料，也只有40多份活了下來……存活不多的材料就是他們希望的“火種”。

　　經過4年攻關，曹曉風團隊已有5個“中科菁”系列品種進入國家區域試驗，今年還在全國布局了12個試驗點。在鄧嫻看來，“沒有萬能的品種，得給每塊地量身定制”。

　　創新：對著“痛點”開“處方”

　　“烏魯木齊安寧渠含鹽量0.8%的鹽堿地，我們的油菜籽畝產250公斤。伊犁奎屯市含鹽量1.12%的鹽堿地，畝產226公斤。”專注油料作物改良的遺傳發育所研究員胡贊民自豪地“曬出”2024年北疆兩個試驗田的“成績單”——均遠高于我國油菜籽約140公斤的平均單產。

　　這些數字事關我國“油瓶子”安全：我國每年進口的大豆、菜籽等油料作物占總需求的70%。而2024年全國油菜種植面積約1.2億畝，為保證糧食安全，油料作物不能與主糧爭地。

　　“創新不只是技術攻關，還要對著‘痛點’開‘處方’。”胡贊民說。

　　看到南疆傳統農業長期受困于“冬小麥6月收割、后續作物難成熟”，他們提出“定制化”解決方案：定向篩選耐鹽堿的油菜品種，并聚合近緣種白菜型油菜抗寒性狀，培育出“耐寒型甘藍型油菜”新品種，可在6月初收獲——比冬小麥足足早20天。

　　“可別小看這20天！”胡贊民說，它意味著在南疆的光熱資源下，后茬玉米一畝地一天可增產15~25公斤，20天空窗期意味著300~500公斤的增產潛力，相當于再造一季收成，無疑給農民帶來了更多收入。不僅如此，在2024年秋播首試中，他們在阿克蘇地區含鹽量0.4%的鹽堿地上種出的“冬油菜”畝產達220公斤，按照每公斤6元的油菜籽收購價計算，其畝產值可達1300元。

　　“油菜秸稈打碎后還田，還能成為優質肥料，改良土壤。”胡贊民團隊的遺傳發育所副研究員范成明說，2024年，團隊在新疆和碩種植油菜后，當地公司實測顯示，土壤中的含鹽量從原來的2.5%下降到約1%，效果顯著。

　　遺傳發育所工程師郭徐鵬表示，鹽堿地不同，他們的栽培“處方”也不同：新疆缺水，就用覆膜滴灌技術控制水量；東營海水倒灌頻繁，就用深耕覆膜減少蒸發，可使中重度鹽堿地的鹽度降低50%左右。盡管東營的氯化鈉型鹽堿危害更為嚴重，在含鹽量0.5%的中度鹽堿地上仍可實現畝產穩產140公斤，每畝產值近千元。

　　“解決痛點問題，讓成果落地，為農民帶來實實在在的收益，是我們團隊的奮斗目標。”遺傳發育所高級工程師陳宇紅說。

　　“鹽堿地治理具有反復性、長期性、頑固性，需要不斷創新，突破傳統思維限制，讓每寸土地效益最大化。”傅向東說。

　　在這場關乎“糧食安全”與“大食物觀”的攻堅戰中，遺傳發育所的科學家集智創新、多線并進。

　　扎根：把心留在大地上

　　凌晨5點就出門，坐公交、倒地鐵、乘高鐵、坐汽車，在8點左右趕到位于河北滄州南皮的試驗田，這樣的行程，從事小麥雜交育種的遺傳發育所研究員鄭琪已經走了10多年。

　　每年，鄭琪都會帶著團隊在南皮站從幾百份小麥材料中選親本，做上千個雜交組合，去雄數萬個小花，選擇出優良株系。為了培育高產、耐逆的小麥品種，她經常頂著嚴寒酷暑在麥壟間記錄數據，一干就是一整天。

　　作為中國科學院院士、國家最高科學技術獎得主李振聲的學生，鄭琪在多年磨礪中練就了像老師那樣“看苗識品種”的本事，而且哪一塊地有好材料，都記得很清楚。

　　這幾年，鄭琪培育的多個旱堿麥品種已經轉化。“小偃155”畝產466公斤，自2021年通過河北省審定以來，在滄州已推廣種植近30萬畝，成了當地的“名特優新農產品”。“小偃156”也通過了天津市審定，畝產突破630公斤，加工品質達到強筋標準。

　　如今，鄭琪正在“揭榜掛帥”，與滄州黃驊的企業共建育種基地，培育耐更高鹽堿度的旱堿麥新品種。“李先生研究小麥育種幾十年，不僅讓種子在土壤中扎根，也把心留在大地上，時時處處為當地政府、企業和老百姓考慮，與對方建立了深厚的感情。”鄭琪說，“這是我需要向他學習的。”

　　7月，河北滄州海興，天還下著大雨，聚焦鹽堿地水資源難題的遺傳發育所青年研究員郭凱就拿著玻璃瓶，深一腳淺一腳地在田里采集水樣。“得測測雨水能帶走多少鹽分。”他說。

　　20年前，郭凱跟著導師劉小京初來乍到時，這里曾是“啥也不長”的重度鹽堿灘，如今卻已經成了示范區，小麥、田菁、油菜、檉柳、枸杞……各種耐鹽堿作物應有盡有。

　　“鹽堿地改良，最大的‘卡脖子’問題是缺淡水。”郭凱說，沒有淡水，鹽分就無法淋洗，植物就無法生長。為此，郭凱和同事摸索出“冬季結冰灌溉”“秋季儲水灌溉”“生育期咸水補灌”等技術，巧妙利用咸水濃度的季節性變化，在不影響作物生長的前提下，實現水資源的循環利用。

　　“要守住治理成果，必須持續投入和管理才行。”郭凱話鋒一轉，表示當前的攻關焦點是明確咸水灌溉的閾值。傳統咸水利用以“土壤含鹽量”為評價指標，但他們在實踐中發現，同一含鹽量的鹽堿土，含水量不同，溶液濃度會有天壤之別，這才是真正影響植物吸水的關鍵。為此，郭凱正聯合新疆、寧夏、東北、濱海等不同區域的試驗點，建立一套基于土壤溶液滲透勢的咸水灌溉閾值標準，讓咸水利用有章可循。

　　遺傳發育所高級工程師唐三元扎根于寧夏、內蒙古、新疆等鹽堿地，長期從事耐鹽堿甜高粱育種和高效利用。多年來，他所在的團隊已登記培育9個甜高粱品種，其中“中科甜968”“中科甜438”等品種已在西北推廣50萬畝，成為當地改良鹽堿地、發展養殖業的“黃金品種”。

　　在唐三元看來，科技成果要走進農民心里，除了品種本身優良，栽培、耕作、收獲等配套技術的同步落地同樣關鍵。2017年，他帶著甜高粱品種到寧夏固原推廣時，當地農民習慣種植傳統高丹草，每畝要撒播10到20斤種子，對“一畝地僅需播1公斤甜高粱種子”的科學建議充滿懷疑，甚至在技術員播種后偷偷加播。然而，一個月出苗后，農民們徹底信服。

　　“好品種得讓農民‘播下去就完事’，操作簡單、省工省力還高產，才能真正推廣開。”唐三元說，他和同事還首創“高粱-玉米間作”技術；與大豆耐鹽團隊合作，探索“高粱-耐鹽大豆”間作模式，實現土地高效利用。

　　“科研不能待在實驗室里閉門造車。”他說，“得走到田埂上，聽農民的心里話，研究才有生命力。”

　　堅守：要有“愚公移山”的勁兒

　　令人欣喜的是，越來越多的青年科學家正投身這場“綠色攻堅戰”。遺傳發育所研究員楊寶軍2023年結束長達6年的博士后研究，從比利時回國，從模式植物擬南芥的根系生物學研究轉向重度鹽堿地治理。

　　楊寶軍希望找到極端重度鹽堿地環境中的“先鋒植物”，讓它們成為改良鹽堿地的“先鋒部隊”。他們在實驗室建立了根系快速篩選標準，一個月內就能測出植物的耐鹽堿閾值。通過與新疆、江蘇、內蒙古、東北、濱海等區域的科研同行深度合作，他們已經匯聚了涵蓋牧草、中草藥、香料甚至觀賞花卉在內的200余份珍貴材料，并從中初篩出10余份表現優異的先鋒植物。

　　“它們各懷‘絕技’。”楊寶軍舉例說，如鹽角草、堿蓬是“吸鹽者”，像“生物吸鹽泵”，能吸收土壤中的鹽分并儲存在肉質莖葉中，降低土壤鹽分；補血草是“排鹽者”，通過葉片上的鹽腺將鹽分“吐”到體外，實現自我“脫鹽”；田菁是“拒鹽者”，能通過根系屏障阻止鹽分進入體內，實現“屏蔽”保護。

　　“如果能解密這些‘本領’背后的分子機制，未來就有望通過基因工程，將這套系統遷移到水稻、小麥、玉米等主糧作物中。”楊寶軍說，“或許有一天，玉米也能像某些植物一樣‘吸鹽’‘吐鹽’，那對鹽堿地治理的助力就太大了。”

　　遺傳發育所研究員任勃則將最初的大豆共生固氮研究拓展至鹽堿地大豆育種。“我們不能只做自己想做的，更要做國家需要的。”他說。目前團隊已從600份誘變品種材料中篩選出五六十份優異材料，并進一步優化。

　　曹曉風表示，植物研究的最終出口，一定是和農業相關的接地氣的研究。他們下一步的目標清晰而艱巨——改良鹽堿地，讓南疆牛羊吃上本地種植的田菁飼料。這是一項龐大的系統工程，選育品種只是第一步，要真正改良鹽堿地，還需結合灌溉、栽培等綜合措施。要讓老百姓愿意種，必須打通全產業鏈——配套播種、收割、草產品加工、青貯技術及推廣體系。為此，她將自己唯一的院士工作站設在了阿克蘇，并把它視為“第二次創業”。

　　傅向東在采訪中表示，研究所還將針對華北、東北、西北及濱海鹽堿地的特點，建立實驗基地，使其成為鹽堿研究的“前沿陣地”，不斷推動應用成果轉化。

　　“鹽堿地改造非一日之功，要以愚公移山的精神，一步一個腳印，持續解決新問題。”傅向東說。