海南省耐鹽作物研究始于1999年,省科技廳批復(fù)建立海南省耐鹽作物生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成為國(guó)內(nèi)*個(gè)開(kāi)展耐鹽作物遺傳育種的實(shí)驗(yàn)室。2010年前后,耐鹽水稻成為我省水稻研究的重要課題,省內(nèi)重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu)紛紛參與耐鹽水稻研究,并選育出多個(gè)耐鹽水稻品種,在文昌鋪前等地進(jìn)行示范種植,并取得了耐鹽水稻新品種在含鹽量0.6%的海水倒灌農(nóng)田中實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)400公斤的突破。
走進(jìn)位于海南大學(xué)儋州校區(qū)的中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所稻作研究室實(shí)驗(yàn)大棚,映入眼簾的是處于兩種“極端”狀態(tài)的水稻。一類水稻郁郁蔥蔥長(zhǎng)勢(shì)喜人,另一類水稻大部分已經(jīng)枯萎,僅有部分水稻能夠正常生長(zhǎng)。
“生長(zhǎng)得好的,大部分處于淡水環(huán)境下,只有少量水稻在鹽水環(huán)境中能夠正常生長(zhǎng)。”中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所稻作研究室主任謝振宇介紹,這是選育耐鹽水稻的重要環(huán)節(jié)之一,通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)水稻耐鹽性進(jìn)行測(cè)試,篩選掉耐鹽性差的水稻品種,并對(duì)耐鹽性好的水稻再次優(yōu)化并重復(fù)測(cè)試,“為了得到耐鹽性好的水稻品種,這一過(guò)程需要不斷重復(fù)測(cè)試。”
目前海南示范種植的耐鹽水稻新品種,在含鹽量0.6%的海水倒灌農(nóng)田中實(shí)現(xiàn)了畝產(chǎn)400公斤的喜人成績(jī)。
向耐鹽濃度0.8%前進(jìn)
國(guó)際上對(duì)“海水稻”的研究,可以追溯到上世紀(jì)三四十年代,目前美國(guó)、英國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)均已展開(kāi)水稻的耐鹽性研究。
“我們一般認(rèn)為能夠在鹽份濃度為0.3%以上的土壤正常生長(zhǎng)的水稻便是耐鹽水稻。”謝振宇說(shuō),我國(guó)耐鹽水稻研究始于上世紀(jì)50年代,目前廣東湛江、山東青島、湖北武漢等國(guó)內(nèi)重要的水稻選育基地都在從事耐鹽水稻研究,其中部分地區(qū)耐鹽水稻已實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)600公斤以上,“海南本土選育的耐鹽水稻目前能適應(yīng)鹽濃度為0.5%的土壤環(huán)境,現(xiàn)在正朝抗鹽濃度0.8%這一目標(biāo)前進(jìn)。”
耐鹽水稻極具研發(fā)價(jià)值。據(jù)第二次全國(guó)土壤普查資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有可開(kāi)發(fā)利用的鹽漬土面積多達(dá)2億多畝,占我國(guó)耕地總面積的10%左右。如果按照畝產(chǎn)300公斤計(jì)算,可增產(chǎn)糧食數(shù)百億公斤,多養(yǎng)活約2億人。
2014年,臺(tái)風(fēng)威馬遜造成文昌、??诘炔糠值貐^(qū)海水倒灌,大量農(nóng)田出現(xiàn)鹽漬化,進(jìn)而撂荒。同年12月,海南省科技廳發(fā)起海水倒灌農(nóng)田災(zāi)后土壤修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范推廣項(xiàng)目,省農(nóng)科院、省農(nóng)墾科學(xué)院、海南大學(xué)、中國(guó)熱科院等科研單位的相關(guān)機(jī)構(gòu)共同參與這一項(xiàng)目,共同研究如何修復(fù)改良海水倒灌農(nóng)田鹽漬化土壤,以便恢復(fù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn),耐鹽水稻成為其中的重要課題之一。
經(jīng)過(guò)3年努力,我省成功篩選出“特優(yōu)458”“特秈占25”“特優(yōu)1號(hào)”“ST003”和“ST022”等5個(gè)耐鹽水稻品種,能夠在含鹽量為0.3%-0.5%土壤中生長(zhǎng)。并構(gòu)建了基于多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的土壤鹽漬化參數(shù)反演模型,摸清了農(nóng)田土壤鹽分的變化規(guī)律。
海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,目前,我省已經(jīng)在采樣、監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)中引進(jìn)和運(yùn)用地理信息技術(shù),確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的合理管理。并通過(guò)應(yīng)用土壤改良劑、耐鹽作物種植、栽培技術(shù)等手段基本消除海水倒灌區(qū)的土壤鹽漬化情況,破除了當(dāng)?shù)?ldquo;海水倒灌農(nóng)田后至少5年內(nèi)無(wú)法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”的傳統(tǒng)觀念,提高了農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信心,為今后應(yīng)對(duì)海水倒灌農(nóng)田積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
“海水稻”進(jìn)入示范種植
“每一粒耐鹽水稻種子都十分珍貴,在技術(shù)條件水平達(dá)不到時(shí),不會(huì)進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。”謝振宇介紹,中國(guó)熱科院*早將野生耐鹽水稻作為水稻種質(zhì)資源進(jìn)行保存。2012年,該院成立了專門(mén)的耐鹽水稻研究團(tuán)隊(duì),對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)性的選育、開(kāi)發(fā)。
據(jù)介紹,中國(guó)熱科院熱帶作物品種資源研究所一方面從國(guó)際水稻研究所及其他國(guó)家引進(jìn)耐鹽水稻種質(zhì)資源,一方面對(duì)本所耐鹽水稻種子資源進(jìn)行篩選、鑒定和評(píng)價(jià),*終從319份種質(zhì)資源中篩選出8份耐鹽濃度0.5%的種質(zhì)資源。
擁有了耐鹽水稻種質(zhì)資源,接下來(lái)就是選育具有更優(yōu)耐鹽性的水稻品種。謝振宇團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用耐鹽水稻種質(zhì)資源進(jìn)行雜交,獲得水稻耐鹽改良中間材料,測(cè)配耐鹽雜交水稻組合,并對(duì)雜交組合進(jìn)行耐鹽性鑒定。
“我們?cè)诓宦┯甏笈镏虚_(kāi)展‘海水稻’的選育工作,通過(guò)搭配氯化鈉與淡水,配置不同濃度的咸水,同時(shí)在土壤中也會(huì)加入一定比例的氯化鈉等,模擬鹽堿地的生態(tài)環(huán)境。”謝振宇說(shuō),團(tuán)隊(duì)每天都會(huì)對(duì)各個(gè)品種水稻在鹽堿環(huán)境下的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行記錄,篩除掉不適應(yīng)鹽堿環(huán)境的水稻品種,“通過(guò)一系列流程,我們已經(jīng)初步探索出一套耐鹽水稻配套栽培技術(shù)。”
功夫不負(fù)有心人。經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn),中國(guó)熱科院熱帶作物品種資源研究所自2012年開(kāi)始對(duì)這8分耐鹽水稻資源進(jìn)行改良和選育,至2015年獲得優(yōu)良穩(wěn)定材料,*終育成“ST003”“ST022”2個(gè)耐鹽水稻新品種,其中耐鹽水稻“熱鹽1號(hào)”“熱鹽2號(hào)”已向海南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)申請(qǐng)品種審定。
值得一提的是,經(jīng)過(guò)中國(guó)熱科院熱帶作物品種資源研究所選育的“熱鹽1號(hào)”參加了國(guó)家耐鹽水稻聯(lián)合體耐鹽區(qū)試,表現(xiàn)良好,通過(guò)了2017年秈稻耐鹽鑒定,并繼續(xù)參加2018年的耐鹽區(qū)試。
“目前我們選育的‘ST003’與‘ST022’兩種耐鹽水稻已經(jīng)在文昌埔前鎮(zhèn)潭欖洋海水倒灌鹽漬地農(nóng)田示范種植。”謝振宇說(shuō),兩種耐鹽水稻品種近3年累計(jì)種植近2200畝。經(jīng)過(guò)海南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)組織專家測(cè)產(chǎn),“ST003”每畝產(chǎn)量達(dá)到303公斤,“ST022”每畝產(chǎn)量達(dá)到324.8公斤,“從綜合經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到上市推廣的要求。”
需要專業(yè)化育種基地
謝振宇說(shuō),盡管在實(shí)驗(yàn)室里有部分耐鹽水稻品種長(zhǎng)勢(shì)喜人,但是這并不代表著這些水稻品種也能充分適應(yīng)自然條件下的鹽堿地環(huán)境。
“自然環(huán)境中的鹽堿地含有鈉、鎂、氯等元素,較實(shí)驗(yàn)室人工調(diào)配的鹽水成分更為豐富,環(huán)境更為復(fù)雜。”謝振宇透露,耐鹽水稻走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入真正的鹽堿地,仍然要面臨不小的挑戰(zhàn),“有很多實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)良好的品種,在這一環(huán)節(jié)被淘汰掉了。”
對(duì)此,謝振宇建議,海南可以建立一個(gè)專業(yè)化的耐鹽水稻科研育種基地,開(kāi)展耐鹽性鑒定、評(píng)價(jià)、試種和示范種植,進(jìn)一步完善基礎(chǔ)科研設(shè)施,科研人員就可以使用類自然環(huán)境的條件選育耐鹽水稻新品種,達(dá)到事半功倍的效果。
“海南本身便具有*的光熱條件,一年四季均可開(kāi)展水稻試驗(yàn)研究,我相信設(shè)立專業(yè)化的耐鹽水稻育種基地將吸引很多耐鹽水稻科研機(jī)構(gòu)入駐,未來(lái)亦可形成產(chǎn)業(yè)。”謝振宇說(shuō),建立耐鹽水稻育種基地還可以便利耐鹽水稻科研機(jī)構(gòu)之間的交流,進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)耐鹽水稻研究,另一方面也能完善耐鹽水稻研究設(shè)施,提升耐鹽水稻品種選育成功率,
此外,耐鹽水稻科研機(jī)構(gòu)的集聚,還能夠有力促進(jìn)國(guó)內(nèi)形成統(tǒng)一的水稻耐鹽鑒定標(biāo)準(zhǔn)和鑒定方法,建立耐鹽水稻的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)測(cè)體系。
資料顯示,1970年以來(lái),國(guó)際水稻研究所從9000份水稻品種和家系中,鑒定出10份耐鹽品種,為水稻耐鹽性品種選育提供了技術(shù)儲(chǔ)備,并在1979年提出了水稻耐鹽鑒定標(biāo)準(zhǔn)和方法。
“耐鹽水稻在國(guó)際上目前已經(jīng)有了一套較為完善的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)測(cè)體系,而國(guó)內(nèi)目前還處于起步階段,大多借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn),并且缺少對(duì)耐鹽水稻品種審定的耐鹽性提供權(quán)威依據(jù)的專業(yè)機(jī)構(gòu)。”謝振宇說(shuō),耐鹽水稻的標(biāo)準(zhǔn)不一,將直接影響耐鹽水稻的推廣。
據(jù)介紹,熱農(nóng)院熱帶作物品種資源研究所當(dāng)前正聯(lián)合種業(yè)公司、相關(guān)科研院所,探討建設(shè)專業(yè)化耐鹽水稻育種基地,通過(guò)建設(shè)平臺(tái)加快耐鹽水稻品種推廣,從而有效利用海南海水倒灌鹽漬化農(nóng)田,解決因海水倒灌造成的大面積農(nóng)田撂荒現(xiàn)象,提高經(jīng)濟(jì)效益,改善生態(tài)環(huán)境。
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