◎张蓝水

《北京日报》2023年4月12日“新知周刊”几乎整版刊发《中国科学家找到作物主效耐碱基因盐碱地有望告别“十年九不收”》一文。看到大标题就使人兴奋不已，我们一直揪心的我国农业耕地少之国情，有望在抗击耕地盐碱化过程中，增强农业生产能力。

我国18亿亩（1亩=667 m2，下同，编者注）耕地“红线”一般认为肯定不包括盐碱地。但要严防有的“红线”耕地出现因盐碱化而减产、减质趋势。如果“红线”地外有可利用潜能的盐碱地能种植农作物，无疑相当增加了“红线”地外的农业实际耕地面积。这对中国农业则是一大德政。因此，科学家研究盐碱地的农业利用，就是在耕地资源少的国情下保持农业生产能力，增强农业保供担当，惠及我国14 亿国人的伟大工程。

一

据联合国教科文组织和粮农组织发布的数据，全球盐碱地总面积为9.543 8×108hm2，其中盐地∶碱地=4∶6。我国盐碱地有大约1×108hm2即15 亿亩，占世界盐碱地1/10，有可利用潜能的盐碱地为5亿亩。

农业界普遍认为，盐碱地不是可种植农作物的一种“地”。盐碱地的成因，是因地下水位升高，土壤层矿化度增强，加上气候干旱和蒸发强烈，导致深层土内盐分随水分蒸发向表层土迁移，表层土盐化或碱化程度加重的现象。广义上的盐碱土是人们对盐土和碱土的统称。盐土指受中性钠盐（主要是氯化钠和硫酸钠）影响的土壤。碱土是指受碱性钠盐（主要是碳酸钠和碳酸氢钠）影响的土壤。我国大部分农作物适宜种植在含盐量0.3%以下，pH 值（酸碱度）在5.5~7.5 的偏酸性土壤中。化学概念的“盐“，简单说是金属离子与非金属离子的化合物。生活中吃的盐是化学“盐“中的氯化钠。农业俗称的地之”盐碱“，实际都是化学概念的“盐”。

盐碱地影响农作物正常生长的机理有两方面。一是高浓度盐分环境，会提高土壤溶液的渗透压，即盐分容易向植物内渗透，植物之淡水外渗，导致植物死亡。二是土壤中钠离子含量及pH 值过高，抑制植物对钾、磷、铁等营养元素的吸收，出现“营养不良”，危害植物正常生长和结实。另外，pH值高影响微生物活动，导致土壤肥力下降。

为使盐碱地适宜农作物生长，我国农业领域采取的办法现主要有3种途径。

一是减少盐碱量及对农作物危害。为此，在实际生产中常常采用3 方面改良措施：①物理改良措施。轻者采取地表覆盖、减少蒸发，及采取耕作措施，改善土壤结构，增强土壤渗透性。重者采取工程措施，深挖排水沟，利用地下水的自渗和淋洗土层，降低土壤层的盐碱度。一般排盐碱沟渠，通常开挖深度有2 m 左右，甚至更深。形成工程量大，施工成本高，发挥效益迟，还占用了耕地。这是农民生产力水平低下条件下，农民采取的一种“人海战术”，应该说是初期一种比较原始的治理盐碱地方法。冬闲季节，动员农民挖渠，除了用来引水灌溉大渠，就是这种用来排除盐碱的大渠。②化学改良措施。轻者向土壤加入降低土壤pH 值的化学物质，如不同类型的石膏、腐殖酸、糠醛渣等物质，改善土壤结构。重度盐碱地会采取综合施策，化学改良与其他改良措施相结合，避免破坏生态环境。③生物改良措施。对盐碱地有针对性地引种吸纳盐碱的植物，收获后清出该地块，可减少土壤的盐碱成分，以改善土壤物理化学性质，符合保护生态环境的基本方针，是一种见效缓慢的局部措施。

二是选育耐盐碱的农作物新品种。前些年，在袁隆平院士支持下，以山东省农业科学家为主体，选育、培育出一种水稻新品种，取名“海水稻”。但并非是给稻田浇灌海水，而是在较低盐碱含量土壤生长的水稻，适宜在沿海滩涂盐碱度较低的土地种植生长。据说稻米呈胭脂色，微量元素胜过普通稻米，适口性被认可。按理说，对此类水稻应称为“耐盐碱稻”。他们之所以定名“海水稻”，觉得通俗易懂，便于向农民宣传、推荐。除沿海滩涂外，包括新疆塔克拉玛干在内，现在已有大面积推广种植。据网上反映，2022年种植面积突破100万亩，获得显著效果。

2023年5月22日《人民日报》报道河北省沧州黄骅市农户种植农业科研部门选育的旱碱麦良种在盐碱地里造出新粮仓！位于沧州市的中科院南皮生态农业试验站，主要承担盐碱地改良利用，耐盐碱小麦品种选育研究。当地地下水矿化度高，又不宜灌溉，土壤中有机质含量低，特殊的耕作环境，要求小麦耐盐碱、更抗旱。他们筛选的耐盐碱、高产量的“旱碱麦”品种，在位于黄骅的河北省旱碱麦标准化示范区大面积种植。

黄骅临海，耕地多有盐碱，过去农民种小麦亩收仅50 kg。如今农民种植科研部门筛选的旱碱麦，全黄骅已达60 万亩，小麦总产达13.26×104t。黄骅农民的实践表明，提高土壤有机质和采取适宜当地降水条件的微沟播种技术，有利于旱碱麦抗盐碱增产。2022 年，黄骅小麦生产取得亩均220 kg 小麦令农民称道的骄人业绩。《黄骅旱碱麦生产技术规程》已作为河北省级地方标准。河北省的旱碱麦远走天津市滨海新区和山东省滨州等地滨海潮土区域种植。

三是研究农作物耐盐碱基因技术。我国治理盐碱地的理念已从“治理盐碱地适应植物”向“选育耐盐碱植物适应盐碱地”转变。

二

前不久，中国科学家关于“首次发现主效耐碱基因AT1”的研究发表在世界顶级学术期刊《科学》杂志上，引起广泛关注。杂志审稿人高度评价为“科学界的重大发现””农业生产方面的重大突破”。这项研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗团队、中国农业大学于菲菲团队与华中农业大学欧阳亦聃团队联合多家科研机构、高校、企业协同攻关，以耐盐碱作物高粱为材料，首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。

中国科学家们选择耐盐碱较强的农作物高粱作为研究对象，采用基因编辑技术，将其AT1 基因“剪切”（摘除）后，其耐盐碱能力增强。他们认为，AT1“在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用”，也就是说，缺失了AT1 这个基因的高粱更耐碱。研究团队科学家以高粱为对照，进一步追索主要禾本科农作物水稻、玉米和谷子的耐盐碱基因。发现它们有雷同于高粱AT1的基因GS3，缺失了GS3基因的水稻也更耐碱。这意味着，这个机制在水稻、玉米等禾本科农作物中是通用的，“这是基础科学的重大发现。”

团队在宁夏平罗盐碱地（PH值为9.10）的大田试验：“剪切”AT1的高粱籽粒收获量增加20.1%，青贮用全株生物量增加近30.5%。“剪切”GS3 的谷子增产近19.5%。pH 值为9.17的吉林大安盐碱地，基因编辑的水稻增产22.4%~27.8%。团队发现基因编辑的玉米增强了在盐碱地的存活率。

植物耐盐碱性研究是个重大科学问题。2021 年10 月习近平总书记到黄河三角洲农业区考察调研，了解盐碱地生态保护和综合利用、耐盐碱植物育种和推广情况，指出：“18亿亩耕地红线要守住，5亿亩盐碱地也要充分开发利用。如果耐盐碱作物发展起来，对保障中国粮仓、中国饭碗将起到重要作用。”我国粮食主产区主要集中在黄淮海平原、长江流域、辽河流域、西南地区、西北地区。我国盐碱地大多分布在东北、华北、西北及滨海地区，与粮食主产区高度重合。盐碱地是我国重要的耕地后备资源，适应盐碱状况的作物培育和盐碱地综合治理是确保18亿亩耕地红线的根本保障。

依靠基因编辑技术，发现AT1/GS3 对禾本科农作物耐盐碱的负调控作用,是我国科学家对世界农业育种的重大贡献。农业科学家预计，如果全球有20%的盐碱地实施这个基因编辑技术，可为全球增产2.5×108t 粮食，就将明显提升盐碱地对人类的贡献，提前实现2030年世界脱贫的目标。

三

相信18 亿亩“红线”耕地，都是优良农业用地，除了10亿亩稳产高产农田外，8 亿亩中保不齐会有盐碱化倾向，加上那5亿亩有可利用潜能的盐碱地，我国农业始终面临着土壤盐碱化的威胁，随时与盐碱化斗争这根“弦”不能放松。采取“治理盐碱地适应农作物”与“选育耐盐碱农作物品种适应盐碱地”这个双向发力的综合施治原则，是保障我国农业用地全要素，特别是保证粮食安全的根本路径。

2020 年—2022 年农业农村部在西北灌溉区、滨海地区和松嫩平原西部等盐碱地集中分布区，指导8个省份开展了盐碱化治理试点项目，3 年累计实施面积240 万亩次。经过3年试点，54个试点县均探索形成1~3套适合本区域的综合治理技术模式，累计形成200 多个集中连片的示范区，惠及约17×104户农户和1 600 个新型农业经营主体。项目区耕地质量平均提升0.11~0.51 个等级，土地含盐量平均降低0.2%。土壤有机质含量提高0.5 g/kg 以上，农业生产条件得到有效改善。

国家把农业良种研发列入农业发展的重要议程。我国农业良种科研机构和科研人员经过长期的努力特别是在主要粮食等食品作物良种筛选、试验、选育、培育开发上取得积极进展。尤其是对水稻、小麦、大豆、马铃薯等农作物耐盐碱品种选育推广上取得显著成绩。对水稻，农业农村部设立了国家耐盐碱水稻品种试验，2020 年—2022 年国家审定耐盐碱品种11个，可在轻、中度盐碱地淡水灌溉种植。对小麦，2019年开始，国家设立耐盐碱小麦品种试验，2022年，国家首次审定4个耐盐碱小麦品种。

四

预防耕地土壤盐碱化一个重要的基础条件，就是大力推进高标准农田建设，国家对此高度重视。2013年，国务院批复实施《全国高标准农田建设总体规划》。2021 年，国务院批复实施新一轮《全国高标准农田建设总体规划（2021年—2030 年）》，由于各地持续推进，截至2022 年底，全国已经建成高标准农田10 亿亩，极大地提高了农田灌排能力。2023 年，全国持续加强高标准农田建设力度。2023 年全国将新建高标准农田4 500 万亩，改造提升原有的3 500 万亩的保障程度，为全方位夯实粮食安全根基，为加快建设现代化农业强国创造更有利条件。

五

农业耕地中的盐碱地问题，具有复杂性、长期性、反复性、艰巨性。以现代农业科技为核心，以工程技术措施和现代基因编辑技术为手段，依靠现代农业技术，把物理、化学、生物等各项技术措施科学组合，实行预防与治理相结合，改造盐碱地和选育耐盐碱优良品种相结合，特别是发挥我国农业科研机构和科研人员积极性，在习近平新时代实现乡村振兴和建设现代农业强国中，盐碱地在保证国家粮食安全中定能发挥出巨大潜能。