面對一望無垠的大沙漠，不少人會(huì)有探險(xiǎn)的沖動(dòng)，也許有人會(huì)聯(lián)想到治沙洲，但決計(jì)不會(huì)有人想到在沙漠里種水稻。

中國農(nóng)科院都市農(nóng)業(yè)研究所的專家就創(chuàng)出這樣一個(gè)奇跡，該研究所首席科學(xué)家楊其長研究員告訴記者：“今年我們在新疆和田的萬畝沙漠設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，已經(jīng)成功種植和收獲了4茬水稻，每一茬的畝產(chǎn)量為1000公斤，4茬的總產(chǎn)量就是4000公斤。從11月底開始，將接著種第5茬，預(yù)計(jì)60多天后，可收獲跨年度的第5茬水稻?！?/p>

我國是世界上最早種植水稻的國家，在距今約5300-4300年的良渚遺址中，考古專家就發(fā)現(xiàn)了約20萬公斤的炭化稻谷。但在沙漠設(shè)施條件下種植水稻，可是5000年來頭一回?。?/p>

在北緯37°線上打造“戈壁菜倉”

中國農(nóng)科院新疆和田萬畝沙漠設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園位于和田市以北約40公里處，在中國最大的沙漠——塔克拉瑪干沙漠的西南緣。從矗立于產(chǎn)業(yè)園中心的辦公樓放眼望去，只見1000多棟沙漠溫室環(huán)繞著產(chǎn)業(yè)園中心，在沙漠上向四周依次鋪開，如同排列整齊的軍陣一般壯觀。

這是一場氣勢何等雄偉的“向沙漠進(jìn)軍”！眾所周知，新疆維吾爾自治區(qū)是我國陸地面積最大的省級(jí)行政區(qū)，約占我國國土總面積的六分之一，但仔細(xì)一盤點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)戈壁沙漠在這里占地竟有10.5億畝之多。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)家絕不向戈壁沙漠低頭，“向設(shè)施農(nóng)業(yè)要糧食、蔬菜和瓜果，這是我們中國農(nóng)科人的責(zé)任和使命”。擔(dān)任中國農(nóng)科院重大科技任務(wù)“戈壁設(shè)施綠色高效種植技術(shù)研究與示范”的首席科學(xué)家楊其長告訴記者，“在新疆10.5億畝的戈壁沙漠中，有3.9億畝具有設(shè)施農(nóng)業(yè)開發(fā)的潛力，其主要位于和田、喀什、阿克蘇等水資源相對有保障且光熱資源豐富的南疆地區(qū)。現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)就要充分利用沙漠、戈壁等非耕地資源，通過智慧農(nóng)業(yè)手段實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N植，把過去的不毛之地變成未來的菜倉、糧倉?！?/p>

產(chǎn)業(yè)園的1000多座溫室大棚，每個(gè)棚占地約3.35畝地，分別種著蔬菜、瓜果和水稻。走進(jìn)蔬菜大棚，一眼望去，綠意盎然，頓覺心曠神怡，疑是戈壁綠洲。西紅柿和尖辣椒從綠葉中露出紅艷艷的笑臉，翠綠的甜椒也惹人喜愛。都市農(nóng)業(yè)研究所助理研究員胡江濤介紹說，大棚內(nèi)的地面仍是沙漠，這是標(biāo)準(zhǔn)的“沙漠+設(shè)施”的新型農(nóng)業(yè)，采用的有“起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培”模式，在溫室內(nèi)起壟，在壟內(nèi)嵌入基質(zhì)，結(jié)合滴灌與水肥一體化系統(tǒng)，減少了水肥資源的投入，并通過地埋增溫管減小作物根區(qū)晝夜溫度的波動(dòng)幅度，冬季夜間可比傳統(tǒng)溫室提高5℃，甜椒的產(chǎn)量較土壤栽培高出50%；還有一種是“可再生基質(zhì)無土栽培”模式，就地取材，采用黃沙+棉花秸稈+粉煤灰等配成的混合基質(zhì)，成本低，吸水性好，由營養(yǎng)液自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供養(yǎng)料，西紅柿產(chǎn)量可達(dá)35公斤/平方米。

當(dāng)初是怎么想到在和田打造“戈壁菜倉”的？楊其長說，想把和田打造成“戈壁菜倉”，主要是想解決“菜糧爭地”的矛盾。其可行性依據(jù)是基于地理氣候特征的“北緯37°現(xiàn)象”：新疆和田與山東“蔬菜之鄉(xiāng)”壽光，以及“歐洲蔬菜之都”西班牙阿爾梅里亞地區(qū)同在北緯37°線上。這一緯度地區(qū)的光熱資源好，氣候溫和，具有大規(guī)模發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的天然優(yōu)勢。

事實(shí)證明，“戈壁菜倉”的建設(shè)是成功的。都市農(nóng)業(yè)研究所研究員王森說，這里年產(chǎn)蔬菜已達(dá)到了7萬噸，為緩解南疆和北疆的蔬菜供應(yīng)緊張作出了貢獻(xiàn)，未來有望通過“一帶一路”將果蔬銷往中亞國家。

“政產(chǎn)學(xué)研用”快繁“沙漠水稻”

原本人跡罕至的塔克拉瑪干沙漠再次被中國農(nóng)科人喚醒。2019年，中國農(nóng)科院都市農(nóng)業(yè)研究所、塔里木大學(xué)、新疆盛世華強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技有限公司在和田當(dāng)?shù)卣亩α⒅С窒伦叩搅艘黄?，決定在此合力推進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)項(xiàng)目。這一項(xiàng)目，從一開始就成為具有典型的“政產(chǎn)學(xué)研用”特征的科技創(chuàng)新項(xiàng)目。不能不佩服和田當(dāng)?shù)卣臎Q策團(tuán)隊(duì)，因?yàn)槿绱艘?guī)模的沙漠設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，僅建設(shè)溫室大棚一項(xiàng)，就是一筆金額巨大的投資。眾所周知，設(shè)施農(nóng)業(yè)的投資金額大、回報(bào)周期長，要找到一家有非凡的眼光、雄心和實(shí)力的企業(yè)并不容易。在萬事俱備、只欠東風(fēng)的時(shí)刻，和田當(dāng)?shù)卣麛喑鍪?，以看得見的手推?dòng)了效益和風(fēng)險(xiǎn)都看得見的事業(yè)。

如今，具體負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)園生產(chǎn)運(yùn)營的是盛世華強(qiáng)農(nóng)科公司。該公司副總經(jīng)理李玲輝告訴記者，該項(xiàng)目分為三期，政府和企業(yè)共投資逾10億元，其中政府投資三分之二，盛世華強(qiáng)投資三分之一，占地總面積10734畝。如今，該項(xiàng)目不僅產(chǎn)出的果蔬喜人，而且?guī)?dòng)了當(dāng)?shù)?200多人就業(yè)，成為當(dāng)?shù)厝罕娨赃M(jìn)園區(qū)工作為榮的“大廠”。

塔里木大學(xué)園藝與林學(xué)學(xué)院設(shè)施工程系的劉義飛老師，是中國農(nóng)科院第一個(gè)來南疆工作的碩士，如今是“設(shè)施農(nóng)業(yè)團(tuán)隊(duì)科技特派員”。早在10年前，也就是2014年，他的導(dǎo)師楊其長親自將他從北京送到塔里木大學(xué)，鼓勵(lì)他在南疆好好干出一番事業(yè)。劉義飛果然沒有辜負(fù)師長的期望，和塔里木大學(xué)的老師們?yōu)楹吞镌O(shè)施農(nóng)業(yè)項(xiàng)目殫精竭慮。他們每次從塔里木大學(xué)所在地阿拉爾市南下和田，都要花7個(gè)多小時(shí)筆直穿越塔克拉瑪干沙漠，令所有的和田人為之感動(dòng)。他們?yōu)閷?shí)現(xiàn)水肥一體化、遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、病蟲害防治和溫室精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理模式的建立，作出了貢獻(xiàn)。2020年五四青年節(jié)，劉義飛被團(tuán)中央授予“全國向上向善好青年”榮譽(yù)稱號(hào)。

就在“戈壁菜倉”建設(shè)已然成效卓著時(shí)，楊其長沒有滿足，提出了要在和田沙漠設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園試種水稻，進(jìn)行沙漠溫室水稻快速繁育試驗(yàn)研究。他的遠(yuǎn)見和勇氣，讓他的研究生們今天回想起來依然都十分佩服。

走進(jìn)種植著水稻的258號(hào)大棚，種植架上當(dāng)?shù)氐钠贩N“新稻1號(hào)”長得郁郁蔥蔥。其植株高度為70厘米左右，比常規(guī)的1米左右的水稻要矮些，其好處是，在一個(gè)種植架上可以種3層水稻，等于“憑空”拓展了2倍的“土地面積”。大棚一側(cè)的自動(dòng)化育苗機(jī)，正忙著育苗。都市農(nóng)業(yè)研究所駐和田的科研人員楊俊告訴記者，自動(dòng)化育苗機(jī)只需10-12天就可完成育秧，而過去在大田育秧通常需要一個(gè)月時(shí)間。現(xiàn)在，當(dāng)秧苗長出3-4片葉子，有15-20厘米高時(shí)就可在種植架上定植（即過去的“插秧”）。中國農(nóng)科院研究團(tuán)隊(duì)通過精心研制的LED光配方及其動(dòng)態(tài)調(diào)光、營養(yǎng)液精準(zhǔn)供給等環(huán)境-營養(yǎng)耦合調(diào)控技術(shù)，促進(jìn)了水稻由營養(yǎng)生長到生殖生長的快速轉(zhuǎn)換，加速了水稻的開花周期和快速結(jié)實(shí)，首次在植物工廠環(huán)境下實(shí)現(xiàn)水稻生育期減半，將常規(guī)水稻120-150天的生長周期縮短到63天，一年可繁育5-6代，顯著提升了水稻繁育迭代速度。

工廠化種植的水稻，能不能保證水稻原有的營養(yǎng)成分？楊其長解開了記者的疑問：采用營養(yǎng)液栽培模式后，農(nóng)藥化肥減量達(dá)30%以上。我們已研究測試了快繁水稻的品質(zhì)特性，結(jié)果表明種子具有良好的發(fā)芽率，酚酸和有機(jī)酸等代謝物含量顯著上升，有效保障了種子活性和稻米營養(yǎng)品質(zhì)。這一研究成果已經(jīng)發(fā)表在最新一期的中國工程院院刊 《Engineering》 （《工程》）上。

更多的非耕地將煥發(fā)出無限生機(jī)

中國農(nóng)科院的水稻快繁研究破解了水稻育種周期長的產(chǎn)業(yè)難題，為其他作物快速育種提供了新的有效途徑，其意義可謂深遠(yuǎn)。

楊其長告訴記者，海南年平均光照為2200-2300小時(shí)左右，三亞附近的冬季平均氣溫在20-27℃，因此有了南繁育制種基地，而和田的年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)到了3500小時(shí)。這里冬天雨雪天少，溫室大棚內(nèi)農(nóng)作物越冬條件良好。過去，農(nóng)業(yè)育種專家即使每年冬天趕到海南加代繁育種子，一年也只能加代1-2代，但一個(gè)純系良種至少要經(jīng)過8-12代的選育，才能穩(wěn)定遺傳性狀，最快也需要七八年才能繁育出一個(gè)優(yōu)良品種，可謂周期長、效率低；而如果在和田繁育稻種，一年可加代4代以上，3-4年就有望選育出一個(gè)良種。這可是事關(guān)國之長久的種業(yè)??！

該農(nóng)業(yè)園特制的輕簡裝配式新型溫室，采用柔性的保溫復(fù)合墻體，墻體厚度由傳統(tǒng)土壘大棚的6-8米，降至0.2-0.3米，建造工時(shí)縮短了35%，土地利用率提升30%以上，造價(jià)為290-320元/平方米。采用黑體材料集熱與水循環(huán)儲(chǔ)放熱的主動(dòng)蓄放熱系統(tǒng)，白天積蓄太陽能熱源、夜晚低溫時(shí)段進(jìn)行釋放，夜間最低溫度比普通大棚高4-5℃。而他們最新研制成功的新型高效節(jié)能沙漠連棟溫室，成本與現(xiàn)有的日光溫室相當(dāng)，加溫能耗僅為文洛式連棟玻璃溫室的30%左右，土地利用率達(dá)85%以上，且適宜于機(jī)械化生產(chǎn)。這為低成本大型連棟溫室在各地推廣創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)可行性。

已經(jīng)連續(xù)三個(gè)月每晚睡在水稻大棚里值班的楊俊告訴記者，他老家在安徽蕪湖，這兩年回老家，發(fā)現(xiàn)還留在村里種地的年輕人幾乎沒有了，承包流轉(zhuǎn)土地的都是50歲以上的老農(nóng)。中國農(nóng)科院在讀博士生羅暢也感慨說，現(xiàn)在學(xué)農(nóng)并從事農(nóng)業(yè)的年輕人越來越少，他本科讀四川農(nóng)大時(shí)有2個(gè)班，80多個(gè)同學(xué)?，F(xiàn)在讀博時(shí)發(fā)現(xiàn)還在從事農(nóng)業(yè)的不足4個(gè)人。而楊其長認(rèn)為，唯有通過智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)才能把年輕人吸引回來一起創(chuàng)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)！

今年3月，新疆維吾爾自治區(qū)黨委書記馬興瑞走進(jìn)和田萬畝沙漠設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的溫室大棚，察看了人參果、櫻桃、番茄和牧草立體工廠的生產(chǎn)情況，對產(chǎn)業(yè)園發(fā)展現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)增收的做法給予高度肯定，鼓勵(lì)中國農(nóng)科院和盛世華強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技有限公司用好沙漠資源，科學(xué)擴(kuò)大沙漠設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)模，多生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品，帶動(dòng)更多農(nóng)民從中受益。

楊其長告訴記者，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部去年聯(lián)合國家發(fā)展改革委、財(cái)政部、自然資源部制定印發(fā)了 《全國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)規(guī)劃（2023—2030年）》 。這是我國出臺(tái)的第一部現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)規(guī)劃。黨的二十大報(bào)告、中央一號(hào)文件也明確提出“大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)”，“在保護(hù)生態(tài)和不增加用水總量前提下，探索科學(xué)利用戈壁、沙漠等發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)”。有國家層面的規(guī)劃與部署，相信不久的將來，更多的“戈壁菜倉”、“沙漠糧倉”一定會(huì)讓更多的非耕地?zé)òl(fā)出無限生機(jī)！※