与自然和谐共生 服务黄河流域生态保护和发展
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与自然和谐共生 服务黄河流域生态保护和发展

黄河奔涌入海,在黄河三角洲冲积出辽阔国土,也遗留下大片“春天白茫茫,夏天水汪汪”的盐碱荒滩。守牢国家粮食安全底线,向盐碱地挖掘耕地潜力,把土地“短板”转化为粮食增产的“潜力板”,是时代交给农业科研工作者的重大命题,更是一份沉甸甸的家国担当。山东农业大学农学院宁堂原教授,十余载深耕黄河三角洲的盐碱大地,秉持“不与盐碱对抗,而是与自然共生”的科学理念,以生态改良破局突围,以良种良法夯实根基,以数字智慧赋能增效,践行“藏粮于地、藏粮于技”战略,服务黄河流域生态保护和高质量发展。

求索生态治理之道 唤醒土地内生生机

面对黄河三角洲复杂独特的水土本底,宁堂原没有囿于“改土压盐”的传统路径,而是带领团队扎根滩涂洼地,踏遍片区每一块盐碱地块,读懂土地禀赋,顺应自然节律,探索重度盐碱地生态化综合治理新模式。团队跳出单向改造的固化思维,立足区域水土资源禀赋,推动渔农融合、种养循环协同发展,构建起“台上种粮、塘中养鱼”的立体种养体系。高台田改良土壤,保障粮食生产;低洼塘区因地制宜发展水产养殖,实现粮渔互补、水土互调。既突破盐碱胁迫对农业生产的制约瓶颈,又盘活闲置盐碱水土资源,实现生态修复与农业提质增效的共赢。从试验田反复攻坚,到形成可复制、可推广的实践范式,一批国家级、省部级重大科研项目落地见效,让昔日荒芜沉寂的滩涂,逐步蜕变为生机盎然的沃土。实践充分印证:治理盐碱地,首要的是敬畏自然、尊重规律。

宁堂原在黄河三角洲开展“种地互适”调研

中轻度盐碱地,是保障国家粮食安全弥足珍贵的后备耕地资源。而土壤有机质匮乏、土层板结退化,是阻碍作物扎根生长的突出瓶颈。盐碱地改良贵在标本兼治,土壤地力修复才是粮食稳产增产的根本所在。为此,团队将实验室搬至田间地头,开展长期定位田间试验,系统解析秸秆还田、耕作模式与微生物等调控土壤有机质转化的内在机理。研究发现,秸秆还田的实际成效,核心取决于有机质能否高效转化,这直接关系盐碱地改良长效性。历经无数次试验比对调试,集成创新深松耕作、秸秆覆盖还田、配施功能菌剂的综合改良技术体系。一方面重塑全耕层土壤理化性状,精准靶向调控土壤活性与稳定碳库,激活土著和外源微生物,固碳活土;另一方面引导作物根系深扎土层,规避表层高盐胁迫,充分激活盐碱土壤的内生活力。经改良的耕地地力持续提升,小麦、玉米产量稳步增长。系列研究成果刊发于国际权威土壤类期刊,为盐碱地固碳增粮筑牢坚实的理论根基。

种地互适 重构盐碱地育种范式

长期以来,盐碱地治理多遵循两套逻辑:一是“改地适种”,改造土地以适配现有作物;二是“以种适地”,筛选耐盐品种去适应盐碱环境。宁堂原立足一线科研实践,打破“非此即彼”的二元对立,原创提出“种地互适”理论框架,推动盐碱地治理从单向改造,转向良田、良种、良法三位一体的双向协同。所谓“种地互适”,即实现地适种、种适地、种法互适、地法共济。宁堂原强调,在种地互适框架下,小麦育种不仅要适盐丰产优质,还要在此基础上依托根系表型和多组学手段,筛选出根系分布较深、能通过分泌物或其介导的微生物过程定向改良土壤的品种,实现作物丰产与土壤质量提升的协同增效——这是生物耕作的新方向。不再简单将盐碱视作灾害胁迫,而是把“适度盐碱”当作可调控、可利用的资源禀赋,推动土地劣势转化为特色发展优势。依托这一理论体系,团队一方面深度挖掘耐盐种质资源,选育富含矿物质或其他组分的功能小麦、鲜食玉米等特色作物;另一方面依据地块盐碱梯度差异,定制差异化栽培技术方案。

宁堂原主持的省重大科技创新工程项目启动

耐盐种质筛选,犹如大海捞针,过程枯燥且周期较长,容不得半点浮躁。宁堂原带领团队年复一年开展种质鉴定与评价筛选,瞄准盐碱地出苗差、幼苗长势孱弱等现实生产难题,优选出粮经饲林灌草等品种30余个,并联合育种专家协同育成山农67、山农46等小麦新品种,为盐碱地和中低产田供给优质种源。配套集成技术后,盐碱地晚播小麦亩产可达445公斤以上,较当地传统栽培模式增产28%,较项目实施前三年平均亩产增加90公斤。粮经间作、特色功能作物种植模式多点示范落地,在稳固粮食产能的同时,拓宽农户增收路径。一批发明专利、地方标准相继问世,输出盐碱地良田—良种—良法成套落地技术方案。

数智赋能 坚守田野科研初心

传统盐碱地生产高度依赖经验判断,水盐变化隐蔽难测,农业生产风险居高不下。要把盐碱地打造成为稳定可靠的粮仓,离不开现代化数字科技的强力赋能。宁堂原团队瞄准数字农业方向,为广袤盐碱地打造科技“智慧大脑”。团队在田间布设物联网感知终端,搭建水肥盐一体化监测管理系统。传感器实时采集土壤水分、盐分、养分动态数据,依托人工智能研判盐碱演化规律,为灌溉、施肥等农事活动提供精准决策依据,实现节水、控盐、培肥协同推进。数字化手段打破“凭经验种地”的传统模式,将看不见的土壤水盐动态转化为可视化数据,推动盐碱地农业从被动“看天吃饭”转向主动“知天而作”,以科技屏障抵御盐碱灾害风险,拧紧粮食生产坚实的“安全阀”。

盐碱地小麦专家测产

宁堂原先后主持国家级、省部级科研项目30余项,获多功能地膜、耕作机具、智慧农业装备等方向国际与国家发明专利21项,牵头制定山东省地方标准7项,在Microbiome、Advanced Science等高水平期刊发表论文120余篇。科研成果先后荣获神农中华农业科技奖一等奖、山东省科技进步一等奖等重要奖项。身兼农业农村部重点实验室主任、中国农学会耕作制度分会副主任委员等职务,无论身份如何变化,始终坚守科研一线,带领学生走遍黄河三角洲各类代表性盐碱地块,全力答好时代交付给当代农业科技人的考卷。(张华)

宁堂原和团队师生

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