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鹽土農(nóng)業(yè)激發(fā)農(nóng)業(yè)更多可能性

2020-01-17 03:27陳紅新本刊編輯
蔬菜 2020年1期
關(guān)鍵詞:耐鹽耐鹽性鹽堿地

文/陳紅新 本刊編輯

耕地是土地利用的重要方式,是人類賴以生存的基礎(chǔ),也是廣大農(nóng)民群眾抵御就業(yè)風(fēng)險的屏障,對維護(hù)社會的穩(wěn)定意義重大。新中國成立以來,我國人口快速增多,對糧食的需求也日益增長,但是我國的耕地面積卻在不斷減少?;凇吨袊y(tǒng)計年鑒》和《中國土地資源公報》的數(shù)據(jù),截至2018年,我國耕地面積約為1.348×108hm2,呈現(xiàn)出從2009年開始逐年減少的趨勢[1]。我國人均耕地少、耕地質(zhì)量總體不高、耕地后備資源不足等土地基本國情將長期存在,耕地保護(hù)面臨多重壓力。2019年兩會期間,習(xí)近平總書記再次強(qiáng)調(diào),耕地是糧食生產(chǎn)的命根子,推動藏糧于地、藏糧于技,確保重要農(nóng)產(chǎn)品特別是糧食供給,是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的首要任務(wù)。因此,受限于資源稟賦,急需開發(fā)土地來補(bǔ)充耕地數(shù)量,更重要的是合理開發(fā)具備利用條件的土地。

鹽堿化土地是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的巨大土地資源,治理改良鹽堿地,是補(bǔ)充耕地資源、從戰(zhàn)略高度保障國家糧食安全的重大舉措,是緩解人地矛盾、推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的迫切需求。《全國土地利用總體規(guī)劃綱要(2006—2020年)》提出,在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下,優(yōu)先開發(fā)緩坡丘陵地、鹽堿地、荒草地、裸土地等未利用地和廢棄地,綜合運(yùn)用水利、農(nóng)業(yè)、生物以及化學(xué)措施,集中連片改良鹽堿化土地;《關(guān)于加強(qiáng)鹽堿地治理的指導(dǎo)意見》指出了加大支持力度、協(xié)調(diào)整合資源、推進(jìn)治理科研、實(shí)施示范推廣、合理利用水資源、建立長效監(jiān)管機(jī)制、提高市場化程度等7項(xiàng)措施,以期推進(jìn)鹽堿地治理工作。

我國鹽堿地分布及改良現(xiàn)狀

鹽土為一系列受土體鹽堿成分作用的土壤,它包括不同程度鹽化和堿化的各種類型土壤,也稱為鹽漬土或鹽堿土。當(dāng)土壤表層或亞表層(即耕作層,一般厚度為20~30 cm)中水溶性鹽類的累積含量超過1‰或2‰時(富含石膏情況下),或當(dāng)土壤堿化層的堿化度超過5%時,就屬鹽漬土范疇[2]。

鹽脅迫是一種重要的非生物逆境,影響著20%的世界灌溉農(nóng)地,土壤鹽漬化作為一種限制農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素,對農(nóng)業(yè)維持不斷增長人口的能力有危害作用。有專家認(rèn)為,我國的鹽土如能開發(fā)利用,以最低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量每667 m250 kg計算,每年能增加300億kg油料、35億kg食用油、25億kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料,潛力巨大。

鹽堿地在我國分布廣泛,遍及西北、東北、華北等地區(qū),其中西北干旱地區(qū)因蒸發(fā)強(qiáng)烈,鹽堿地分布最廣,地表積鹽嚴(yán)重;華北平原、松遼平原、大同盆地的低洼地區(qū),也有鹽堿地分布。鹽堿地分布極為廣泛,類型也是多種多樣,主要包括東部濱海鹽堿地、黃淮海平原鹽漬土、東北松嫩平原鹽堿地、半荒漠內(nèi)陸鹽土、青海新疆極端干旱的漠境鹽土等。

據(jù)聯(lián)合國教科文組織與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織不完全統(tǒng)計,全球鹽堿化土地總面積約9.5億hm2,約占世界陸地總面積的10%。我國鹽堿(漬)地面積大約9 913萬hm2,是世界鹽堿地大國之一,其中嚴(yán)重鹽漬化土壤大約3 666.7萬hm2,主要分布在包括東北、西北、華北和濱海地區(qū)在內(nèi)的17個省份[3]。

據(jù)第二次全國土壤普查資料統(tǒng)計,在不包括濱海灘涂的前提下,我國鹽漬土可開發(fā)利用的面積多達(dá)1 333.3萬hm2,占我國耕地總面積的10%左右。我國并不是唯一一個面臨過度鹽堿地問題的國家,在世界范圍內(nèi),由于海平面上升和氣候變化導(dǎo)致的降水變化,鹽堿地總面積在持續(xù)增加。

傳統(tǒng)鹽堿地改良方法集中在水利工程、農(nóng)業(yè)技術(shù)、化學(xué)技術(shù)等方面,其中水利改良是建立完善的排灌系統(tǒng),嚴(yán)格控制地下水水位,通過灌水沖洗、引洪放淤等,不斷淋洗和排除土壤中的鹽分;化學(xué)改良是對堿土、堿化土、蘇打鹽土施加石膏、黑礬等改良劑,降低或消除土壤堿分,改良土壤理化性質(zhì);農(nóng)業(yè)技術(shù)改良是采取深耕、平整土地、加填客土、蓋草、翻淤、蓋沙、增施有機(jī)肥等措施改善土壤成分和結(jié)構(gòu)。以上3種措施雖然都具有一定的成效,但也存在不同程度的短板,例如水利工程造價過高,除了洗掉土壤中存在的鈉、氯等離子外,會連同洗掉土壤中某些植物所需的礦物元素(氮、鉀、鐵和鋅等),影響植物生長;化學(xué)措施在改良中將一定量的Ca2+和SO42-引入鹽堿地,造成土地的二次污染;農(nóng)業(yè)措施成本低、操作簡單,但作用時間較短,僅可滿足短期的種植需求等[4]。鹽堿地區(qū)一般缺乏淡水資源,但地下咸水資源和海水資源并不缺乏,如何減輕鹽脅迫對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,使大面積的鹽堿地和豐富的咸水、海水資源可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用,成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

大力開發(fā)鹽土農(nóng)業(yè)

鹽土農(nóng)業(yè)與耐鹽植物

由于鹽堿土壤傳統(tǒng)改良方法需大量資金和淡水,難以全面推廣,鹽土農(nóng)業(yè)成為研究的新關(guān)注點(diǎn)。所謂鹽土農(nóng)業(yè),是指在鹽漬土上種植作物,主要利用地下咸水或海水進(jìn)行灌溉的農(nóng)業(yè)。發(fā)展鹽土農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵是要選育和培育出耐鹽性強(qiáng)、有一定經(jīng)濟(jì)價值的耐鹽植物品種[5]。

廣義的耐鹽植物是指所有在鹽環(huán)境中能不同程度地忍受、拮抗和生活的植物。嚴(yán)格的講,在一般的鹽度(如5‰左右)下能正常生長,但鹽度稍高生長發(fā)育受到明顯抑制的植物稱為耐鹽植物,如甜菜、大麥、棉花等?;谥参镱愋投?、耐鹽范圍大、抗鹽機(jī)制不一、形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,鹽生植物并沒有確切的定義。1980年,Greenway等綜合了前人的一些意見,認(rèn)為在3.3 bar(相當(dāng)于70 mmol/L單價鹽)以上滲透壓鹽水中能生長的自然植物區(qū)系就是鹽生植物[6]。鹽生植物由于其與鹽土環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化,從而可以有效改良土壤鹽分,根據(jù)其對土壤鹽分改良機(jī)理的不同,可分為真鹽生植物、泌鹽鹽生植物、假鹽生植物等,其中真鹽生植物和泌鹽鹽生植物常用于鹽堿土改良和城市綠化。

鹽土農(nóng)業(yè)需要的是可以作為糧食、油料、蔬菜、飼料、藥材、能源等開發(fā)的有經(jīng)濟(jì)價值的耐鹽植物和鹽生植物。近年來改良和利用鹽堿地的生物學(xué)措施主要包括:開展植物耐鹽生理和提高植物耐鹽能力的研究,其目的是使不耐鹽的植物能夠在鹽漬土上正常生長發(fā)育,獲得經(jīng)濟(jì)效益;在鹽堿土壤上引種和馴化有經(jīng)濟(jì)價值的鹽生植物;利用傳統(tǒng)的雜交技術(shù)和遺傳工程方法培育抗鹽新品種和培育轉(zhuǎn)抗鹽基因植物。其中優(yōu)選第2種措施,費(fèi)用少、見效快,鹽堿地在利用過程中可以得到較好的改良。

國內(nèi)外發(fā)展概況

多年來耐鹽經(jīng)濟(jì)植物的開發(fā)和鹽土農(nóng)業(yè)的發(fā)展引起國際學(xué)術(shù)界和多國政府的重視。這方面研究活躍的國家有美國、以色列、巴基斯坦、印度、埃及等。使用海水(或咸水)灌溉的作物包括:玉米、小麥、棉花、蔬菜、高粱、甜菜、燕麥、苜蓿、黑麥草、紅花、洋薊、棗椰樹、梨樹和谷類作物。

以色列從20世紀(jì)70年代開始,利用遠(yuǎn)緣雜交培育出一系列耐鹽番茄品系。意大利利用海水灌溉的白菜、甜菜長勢良好,且含糖量高。加拿大的耐鹽、耐寒的紫羊茅品系及美國的全海水澆灌的大麥品種、印度的耐80%海水的春小麥等,都是利用現(xiàn)有的耐鹽或鹽生植物品種經(jīng)海水澆灌馴化,再逐步選擇提高其抗鹽性,最后選育出來的。

我國從20世紀(jì)60年代開始海水灌溉植物的研究。南京大學(xué)仲崇信教授從英國引進(jìn)了抗鹽植物大米草,20世紀(jì)70年代末又從美國引進(jìn)互花米草,主要用于保灘護(hù)堤、促淤造陸,在綠化海灘、凈化環(huán)境、改善土壤方面,效果十分明顯。山東師范大學(xué)和東營市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所于1998 年在山東東營市建立了27 hm2的鹽生植物園。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院于20世紀(jì)80年代也開始了咸水灌溉的研究,咸水灌溉的作物有大麥、小麥、棉花、蔬菜等。中國科學(xué)院植物研究所對芹菜、白菜、葉用甜菜、甘藍(lán)、西洋菜、番茄、菠菜等18種蔬菜的300個材料進(jìn)行了大規(guī)模的種質(zhì)資源篩選,從芹菜、葉用甜菜等植物中篩選出20多個能耐1%NaCl或1/3海水鹽度的蔬菜品系,產(chǎn)量為淡水水培的80%~90%,其中芹菜的1個品系可在1/2海水中正常生長[7]。

耐鹽種質(zhì)資源開發(fā)與鑒定

分布

根據(jù)趙可夫的調(diào)查,中國鹽生植物共有502種,分屬71科218屬,占世界鹽生植物總數(shù)的27%左右[8]。其中食用價值較大的鹽生植物有7科17種,以菊科和藜科居多。菊科:蒲公英、刺兒菜、山苦荬、苣荬菜、蒙古鴉蔥、茵陳蒿;藜科:鹽地堿蓬、豬毛菜、鹽角草、灰綠藜、地膚;蓼科:扁蓄、酸模;薔薇科:朝天委陵菜;十字花科:薺菜;馬齒莧科:馬齒莧;傘形科:水芹。中國耐鹽堿植物資源分為8大分區(qū),包括內(nèi)陸盆地極端干旱鹽漬土分布區(qū)、內(nèi)陸盆地干旱鹽漬土分布區(qū)、寧蒙高原干旱鹽漬土分布區(qū)、東北平原半干旱半濕潤鹽漬土分布區(qū)、黃淮海平原半干旱半濕潤鹽漬土分布區(qū)、濱海鹽漬土分布區(qū)、西藏高原高寒和干旱鹽漬土分布區(qū)、熱帶濱海鹽漬化沼澤分布區(qū)。

引種馴化與分子育種

根據(jù)過往的調(diào)查研究及經(jīng)驗(yàn),在鹽堿地改良過程中,采取邊利用邊改良和在利用中進(jìn)行改良的策略是可取的。首先是選取有一定經(jīng)濟(jì)價值的植物,引種前弄清楚被引植物的最適生長條件,如日照長度、溫度、濕度、土壤酸堿度、耐鹽范圍等;其次是選擇適合的引種地區(qū),應(yīng)盡可能與被引植物原產(chǎn)地區(qū)的生態(tài)條件相近;然后根據(jù)不同要求來選擇被初次篩選出來的鹽生植物的某些有利性狀;接著要進(jìn)行生產(chǎn)力的測定,如果一種鹽生植物營養(yǎng)部分或種子產(chǎn)量低,即使有較高的營養(yǎng)價值也不適合引種。若引種可行性得到了證實(shí),就有必要研究其播種、栽培、施肥、灌溉等田間管理措施,摸清其生長發(fā)育規(guī)律,以便進(jìn)行更大面積的推廣,從而獲得經(jīng)濟(jì)效益。

除了直接利用野生種質(zhì)資源進(jìn)行常規(guī)雜交培育新品種,耐鹽植物選育采用分子育種的方式更加具有針對性,即利用DNA重組技術(shù)把耐鹽相關(guān)的目的基因或DNA轉(zhuǎn)移到受體植物細(xì)胞,進(jìn)行耐鹽植物育種,創(chuàng)造出新的耐鹽作物品種。分子育種打破了物種間遺傳物質(zhì)橫向轉(zhuǎn)移的壁壘,避免了大量盲目試探性的研究,加快了研究的進(jìn)度。例如將鹽生植物紅樹的總DNA導(dǎo)入豇豆、辣椒、茄子、番茄等作物,獲得的相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化株種植在海灘上,用含鹽2.5%的海水直接灌溉,部分植株可開花、結(jié)果,耐鹽性得到了提升。

耐鹽性鑒定

在引種馴化及分子育種過程中,耐鹽植物的耐鹽性鑒定至關(guān)重要。鹽脅迫對植物的影響主要體現(xiàn)在2個方面,一是對植物生長發(fā)育的影響,二是對植物生理生化代謝方面的影響。作物耐鹽性的評價指標(biāo)及方法主要如表1所示[9]。

種子萌發(fā)期是作物生育期中對鹽脅迫最為敏感的時期之一,許多研究都表明種子萌發(fā)期耐鹽性可以反映出該品種其他時期的耐鹽性;而且由于其具有鑒定簡單易行、周期短等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前作物耐鹽性鑒定的主要鑒定時期。目前在蔬菜作物種子萌發(fā)期耐鹽性鑒定方法中主要有2個關(guān)鍵點(diǎn):第1個關(guān)鍵點(diǎn)是確定耐鹽性鑒定的NaCl濃度。不同的蔬菜作物,甚至是同一蔬菜作物不同品種對鹽脅迫的耐受性都各不相同,而且種子在萌發(fā)期對鹽濃度又極為敏感,篩選濃度過高或過低都達(dá)不到理想的效果。因此,篩選出適合的耐鹽性鑒定鹽濃度是耐鹽性鑒定中的首要問題。第2個關(guān)鍵點(diǎn)是確定耐鹽性鑒定指標(biāo)和耐鹽評價體系。

分子標(biāo)記輔助選擇是一種新技術(shù),它可以從

分子水平上快速準(zhǔn)確地分析個體的遺傳組成,從而實(shí)現(xiàn)對基因型的直接選擇。目前耐鹽QTL(quantitative trait locus)定位以及耐鹽分子標(biāo)記輔助選擇在水稻、大麥等大田作物上研究較多,蔬菜作物中類似研究主要集中在番茄上。植物耐鹽性是多種生理過程的總體反應(yīng)的結(jié)果,不同植物在不同生長時期的耐鹽性都存在差異,因此任何單一指標(biāo)都不能有效且準(zhǔn)確地評價其耐鹽性。所以,采用多項(xiàng)指標(biāo)對植物耐鹽性進(jìn)行綜合評價是相對比較科學(xué)合理的。植物耐鹽性綜合評價方法有很多,主要有:主成分分析法、相關(guān)分析法、隸屬函數(shù)法、主成分賦分權(quán)重法、回歸分析及通徑分析法等。實(shí)際應(yīng)用中大多采用 多種方法進(jìn)行綜合評價。

表1 耐鹽性鑒定指標(biāo)

耐鹽蔬菜的推廣應(yīng)用

自然耐鹽蔬菜

一些鹽生植物的果實(shí)、種子、葉片、塊根等含有豐富的營養(yǎng)成分,可以作為食品原料。培育和開發(fā)蔬菜類鹽生植物品系,通過開展鹽生蔬菜系列特色食品的生產(chǎn)加工、開發(fā)“海味”綠色蔬菜,可以豐富市場蔬菜類型,創(chuàng)造和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用價值,促進(jìn)大農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

目前已在大田試種成功的自然耐鹽蔬菜有海蘆筍、鹽地堿蓬、冰菜、番杏、白子菜,這些耐鹽蔬菜的特征可以提高鹽堿地植被覆蓋度,減少土壤水分蒸發(fā),防止土壤返鹽,降低土壤表層含鹽量。同時,由于它們本身可以從土壤中吸收大量的鹽分,可逐漸幫助土壤脫鹽。

◎ 冰菜

冰菜又名水晶冰菜、冰草、冰柱子,學(xué)名“冰葉日中花”,是一種多在海邊生長的番杏科植物。原產(chǎn)南非,作為法國料理的食材而引人注目,在亞洲西部和歐洲都有分布。冰菜是泌鹽性植物,它的特點(diǎn)是在葉面和莖上著生有大量大型泡狀細(xì)胞,里面填充有液體,在太陽照射下反射光線,就像冰晶一樣。

冰菜的適應(yīng)性非常強(qiáng),對土質(zhì)要求不高,而且可耐0 ℃低溫、耐貧瘠、耐鹽堿和一定的高溫,對水分要求也不高;因此,在鹽堿地和少雨貧瘠的地區(qū)具有極大的推廣價值。這種蔬菜的栽培簡單,非常適合鹽堿地種植和返堿后的大棚內(nèi)種植,普通農(nóng)民經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可種植。據(jù)介紹,冰菜苗期40 d,移栽到犁地后,25~30 d就能夠采摘,一茬能夠采3個月,667 m2栽培3 000~3 500株,每株每茬可產(chǎn)1 kg,因?yàn)辂}分高,沒有病蟲害,幾乎不用打藥。冰菜老葉片里的鹽含量能達(dá)到6%,是海水的2倍,是將來作為保健鹽、植物鹽的最佳材料。

2015年初,為了拯救因超強(qiáng)臺風(fēng)襲擊導(dǎo)致海水倒灌的島內(nèi)2 666.7 hm2良田,海南省科技廳和農(nóng)業(yè)廳投入2 000萬元,啟動了“海南耕地改良關(guān)鍵技術(shù)研究與示范科技”項(xiàng)目,“海水倒灌農(nóng)田土壤鹽漬化災(zāi)后恢復(fù)生產(chǎn)技術(shù)研究與示范推廣”是其中的重要內(nèi)容。具有多年耐鹽作物研究基礎(chǔ)的海南大學(xué)耐鹽作物生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室除了試種成功吸水性強(qiáng)的甜糯玉米外,通過耐鹽性評價,還篩選了一批具有開發(fā)價值的本土耐鹽蔬菜植物資源如節(jié)藜、海蓬子、番杏、馬齒莧、刺莧等并開展試種,冰菜就是其中一種。2016年,冰菜在鋪前鎮(zhèn)潭欖村海水倒灌農(nóng)田試種成功。2017年,冰菜種植面積增加到10 000 m2,其中鋪前潭欖村4 666.7 m2、羅豆村5 333.3 m2。海南省科技廳組織相關(guān)專家測產(chǎn)驗(yàn)收,一次采摘即可收獲800多kg,667 m2產(chǎn)量可達(dá)3 000 kg以上,由于生長過程中不噴施農(nóng)藥,天然有機(jī),收購價達(dá)30元/kg,每667 m2收入9萬元以上,經(jīng)濟(jì)效益非??捎^。

除海南海水倒灌地區(qū),冰菜在南疆地區(qū)同樣大放光彩。南疆是我國土地鹽堿化最嚴(yán)重的地區(qū)之一,其中克州有26.7萬hm2鹽堿地,長期以來當(dāng)?shù)剞r(nóng)民廣種薄收,經(jīng)濟(jì)效益低下。海南大學(xué)農(nóng)學(xué)院江行玉教授及其團(tuán)隊在海拔2 000 m以上的烏恰縣戈壁產(chǎn)業(yè)科技園有針對性地試種了6種耐鹽植物,試種結(jié)果表明:冰菜、新西蘭菠菜和飼用高粱3種植物對帕米爾高原鹽堿地和冷涼氣候有較強(qiáng)適應(yīng)性。冰菜、新西蘭菠菜和飼用高粱的推廣種植將有助于帕米爾高原地區(qū)鹽堿地恢復(fù)、保護(hù)和改善當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)系統(tǒng),同時也將成為農(nóng)民的“致富利器”[10]。

◎ 鹽地堿蓬

鹽地堿蓬(Suaeda salsa(Linn.) Pall.),別名翅堿蓬、黃須菜、鹽吸、堿蔥,藥食兩用,為藜科堿蓬屬的真鹽生植物,分布于我國東北、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西北部、寧夏、甘肅北部及西部、青海、新疆、山東、江蘇、浙江的沿海地區(qū)。其鮮梢和脫水干菜越來越受市場歡迎。每100 g嫩梢中含胡蘿卜素1.75 mg、維生素B 20.10 mg、維生素C 78 mg, 還含有其他礦物質(zhì)元素如Ca、P、Fe、Zn、Se等。

鹽地堿蓬是肉質(zhì)鹽生植物,只要土壤中含有高量可置換的鈉,不論鈉與氯離子、硫酸根離子或碳酸根離子相結(jié)合,都對它生長有利,是鈉質(zhì)土的一種指示植物,也是一種良好的鹽堿土的指示植物,鹽堿成分愈高的地方其生長愈發(fā)達(dá)。例如,內(nèi)陸鹽堿湖邊或海岸的鹽田附近,都生長得極茂盛;而在排水良好的地方,特別在鹽堿成分部分被淋洗去的土壤上,它的個體很小,分布稀疏;到了鹽堿成分全無的土壤上,則不見它的生長。

在菜用作物化利用方面,隨著對堿蓬研究的深入和需求量的增加,鹽地堿蓬菜用已從野生采摘發(fā)展到馴化栽培,并篩選出多個栽培品種和品系。江蘇沿海地區(qū)農(nóng)科所從沿海灘涂野生堿蓬中選育成了“沿海堿蓬1號”,鹽城綠苑海篷子開發(fā)有限公司以系譜選擇法選育成了“綠海堿蓬1號”。菜用型堿蓬設(shè)施、露地栽培均可,播種至鮮菜采摘時間短,春夏季25~40 d、秋冬季45~60 d,可作為空茬補(bǔ)缺蔬菜栽培。在景觀作物化利用方面,遼寧盤錦、黃河三角洲等灘涂“紅地毯”景觀是鹽地堿蓬景觀作物化的典型[11]。

◎ 海蘆筍

海蘆筍又名海蓬子、石刁柏,北方人稱之為龍須菜,是多年生雌、雄異株宿根性蔬菜,為百合科天門冬屬多年生宿根性草本植物,是經(jīng)中科院從北美洲引種而來的海水蔬菜,種植于沿海灘涂,因其嫩莖和籽莢獨(dú)特鮮美的風(fēng)味、淡咸的味道、清爽嫩脆的口感,享有“植物海鮮”之美譽(yù)。

壽光北部瀕臨渤海萊州灣,有大片的鹽堿地,自古五谷不生。近些年也只能栽培棉花等作物,收成欠佳。經(jīng)過屢次試驗(yàn),海蘆筍等耐鹽作物試種成功,長勢喜人。因?yàn)楹K卟说奶卣?,栽培過程中不需要化肥和農(nóng)藥,在北京商場能賣到幾十元一斤,經(jīng)濟(jì)效益較好。壽光市已將海水蔬菜生產(chǎn)區(qū)列為壽光市農(nóng)業(yè)三大“優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)”之一,著手建造23.3 hm2海水蔬菜栽培示范基地,把壽光市打造成全國最大的海水蔬菜之鄉(xiāng)。

2017年,在山東威海南海新區(qū),全球首例海蘆筍海水無土栽培與海參養(yǎng)殖結(jié)合的創(chuàng)新型海水立體農(nóng)業(yè)試種成功。在海參網(wǎng)箱與海筍綜合立體養(yǎng)殖試種過程中,發(fā)現(xiàn)海筍可以吸收養(yǎng)殖池水中多余的氨氮、硫化氫等有害物質(zhì),增加水溶氧含量。另一方面,海筍可在一定程度上凈化池水,并在炎熱氣候條件下起到適當(dāng)遮陰、降溫的作用,利于參苗度夏,提高參苗成活率,從而提高參苗產(chǎn)量。據(jù)估算,種上海筍后,海參產(chǎn)量能提高一倍左右,667 m2水面按10個網(wǎng)箱計算,一年能增加3 000元左右的經(jīng)濟(jì)效益[12]。

美國亞利桑那大學(xué)研究確認(rèn),在世界各地2 000種鹽生植物中,海蘆筍在生長活力、產(chǎn)量潛勢、產(chǎn)品品質(zhì)上表現(xiàn)最佳。海蘆筍是堿性作物,利用天然海水灌溉種植,在我國東南部沿海地區(qū)已開始試種,極富開發(fā)價值和廣闊的市場前景。目前世界上已陸續(xù)出現(xiàn)海蘆筍的各種加工品,如凍干蔬菜、腌漬菜、蔬菜粉等,這些加工產(chǎn)品具有附加值高、貯藏時間長、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn),是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。將海蘆筍的整株植物、葉、嫩莖或籽莢作為原料,經(jīng)過挑選、清洗、離心脫水和真空冷凍干燥,之后經(jīng)過粉碎、篩分、包裝可生產(chǎn)天然植物鹽。此外,海蘆筍在工業(yè)上可用作制取碳酸鈉的原料,全草作利尿劑,兼具抗壞血病的效果。同時將海蘆筍作為海岸線綠色植被,又能改善沿海生態(tài)環(huán)境,產(chǎn)生良好的社會生態(tài)效益。

轉(zhuǎn)耐鹽基因蔬菜

目前已克隆鑒定了許多耐鹽相關(guān)基因 (超過700個專利),根據(jù)其作用機(jī)制可分為幾類: 具有滲透保護(hù)功能的基因;與離子吸收和區(qū)域化有關(guān)的基因; 具有抗氧化脅迫作用的過氧化酶基因;參與脅迫信號傳導(dǎo)的基因;編碼轉(zhuǎn)錄因子的基因。許多研究表明, 通過將涉及耐鹽機(jī)制的基因轉(zhuǎn)入植物,可使植物耐鹽性顯著提高。雖然有許多抗逆相關(guān)基因轉(zhuǎn)化到植物中的報道,但由于轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境釋放限制,以及對這些基因在細(xì)胞、組織及整株植物的功能方面缺乏了解,成功應(yīng)用這些基因獲得耐鹽栽培蔬菜作物的實(shí)例極少。

展望

開展耐鹽植物的開發(fā)利用工作對于實(shí)現(xiàn)脫貧攻堅、擴(kuò)大可利用耕地資源具有重要意義。截至2019年9月,袁隆平“海水稻”團(tuán)隊在全國五大類鹽堿地區(qū)建立了8個“海水稻”試驗(yàn)種植基地,2019年種植各類品種的“海水稻”約1 333.3 hm2。一直以來,土地鹽堿化是阻礙鄉(xiāng)村脫貧的重要原因之一。中國約有鹽堿地1億hm2,分布在西北、東北、華北及濱海地區(qū)在內(nèi)的多個省區(qū),其中約1 333.3萬hm2具備種植海水稻的條件。 “海水稻”項(xiàng)目如果實(shí)現(xiàn)大面積的推廣種植,將幫助農(nóng)戶脫貧。除了改良鹽堿地,一些研究發(fā)現(xiàn),鹽生植物在抵御鹽脅迫時合成滲透保護(hù)劑脯氨酸,可提高對重金屬的耐性,且部分鹽生植物具有超富集重金屬的能力;一些鹽生植物還可通過植物分泌機(jī)制解毒,即利用其特有的鹽腺將有毒重金屬排出體外。此外,鹽生植物還可涵養(yǎng)水分,對淡水和海水有一定的凈化作用;保護(hù)基因資源,提高生物棲息地;提高水土保持率。但其對海水可能造成的侵染及因瘋狂擴(kuò)散可能對原有物種帶來損害等負(fù)面因素也不容忽視[13]。

目前,因缺少政府的支持,中國耐鹽農(nóng)業(yè)的科技成果采用率不高,新技術(shù)、新品種推廣緩慢。目前尚未得到社會的廣泛重視和充分認(rèn)同,市場開發(fā)明顯不夠,遠(yuǎn)未形成種植、養(yǎng)殖、加工、儲藏、銷售“一條龍”和科技、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、貿(mào)易、服務(wù)“一體化”的產(chǎn)業(yè)化格局。根據(jù)世界鹽土農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢和我國目前研究、開發(fā)情況,如果從發(fā)展戰(zhàn)略上引起重視,政策措施得力,加大適宜我國種植品種的研究、引進(jìn)和綜合開發(fā)力度,到2030年我國人口高峰期,通過開發(fā)鹽土資源,至少可以解決2億人口的吃飯問題,1.5億人口的就業(yè)問題。同時,還將從源頭上有效遏制并逐步解決耕地鹽漬化的危害。

鹽堿地重金屬含量較低且沒被化肥和農(nóng)藥污染過,是一塊未被開墾過的國家重要的儲備耕地資源。從全球生態(tài)系統(tǒng)多樣性角度來看,鹽堿地特別是自然條件下形成的鹽堿地形成至今已有千萬年之久,經(jīng)過了長期的演替形成了自己獨(dú)特的環(huán)境以及物種多樣性。對待這樣一個生態(tài)系統(tǒng),要像對待自然界的其他生態(tài)系統(tǒng)一樣,在尊重自然基礎(chǔ)上,因地制宜地加以改造,在改造鹽堿地的同時實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙豐收。

耐鹽植物生態(tài)恢復(fù)過程是一個緩慢長期的過程,種植開發(fā)農(nóng)藝性狀好的鹽生植物和運(yùn)用生物技術(shù)培育新品種是未來研究的重點(diǎn)方向,相信隨著科學(xué)研究的不斷深入,我國鹽堿地資源可持續(xù)利用研究將會取得更大進(jìn)展。

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