中國科學家發現首個作物耐鹼性鹽的重要基因。近期發表在權威學術期刊《科學》上的這一重要科技成果，引起海內外高度關注。它意味著，從現在起，人們將可以利用分子育種手段，顯著提高多種農作物的鹽鹼耐受性。

自然資源部日前發佈的公報顯示，我國耕地面積已達19.14億畝。而此前有數據顯示，我國的鹽鹼地規模竟與之同一量級，達到近15億畝，約佔世界總量的十分之一。

“支持將符合條件的鹽鹼地等後備資源適度有序開發為耕地”“做好鹽鹼地等耕地後備資源綜合開發利用試點”……近些年的中央一號文件，都將鹽鹼地視作後備耕地的“頭號種子”。

我們為什麼需要更多耐鹽鹼農作物？向鹽鹼地要糧食，究竟有多難？與它“打交道”有什麼講究？近日，記者採訪了上述科研成果的發佈者——中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員謝旗及其團隊骨幹成員，並在東海之濱的浙江窺見了改良鹽鹼地種糧的“硬核實力”。

鹽鹼地能種什麼糧

“你看這白茫茫的一片，好像下了雪；但它不是雪地，是鹽鹼地。”在中國水稻所，記者遇見了前來講座的謝旗研究員。他從手機裡翻出了一張幾年前攝於新疆阿克蘇的照片。

原來，隨著淡水資源緊缺、化肥過量施用和氣候變化加劇，大量易溶性鹽類隨水分蒸發，在土地表層集聚。“土壤鹽漬化”趨勢令人揪心。預計2050年，世界一半可耕土地都要遭此影響。照片上那抹白，不是別的，正是結了晶的鹽。

據測算，每改良和耕種1億畝鹽鹼地，能為中國增加100億公斤以上糧棉油產出。可見，18億畝耕地的“生命紅線”之外，鹽鹼地的開發利用潛力巨大，足以成為守護國家糧食安全的“金鐘罩、鐵布衫”。

不過，並非所有鹽鹼地都適合種糧。鹽鹼地被分為輕、中、重度三類：含鹽量不超過3‰，PH值在7.1到8.5之間的為輕度；含鹽量超過6‰，PH值在9.5以上的為重度；中度居於兩者之間。一般，中、輕度鹽鹼地被認為具有耕種潛力。

然而，在鹽鹼地種糧食，並沒有那麼簡單。農民有句老話“鹽鹼地裡種莊稼,十年九不收”，高鹽而貧瘠的土壤往往會使農作物難以吸收水分，長得瘦小羸弱，甚至因根部中毒而死亡。

頗為矛盾的是，改良鹽鹼地的“上上策”，恰是種植農作物。

“鹽鹼地種糧，靠的是勤能補拙、持之以恆。”謝旗說，只要作物能夠在鹽鹼地上成活，通過年復一年的種植，就能有效吸收並帶走鹽分、提高地溫，促進土壤中的微生物活動和有機物分解，並在表層土壤和下層土壤之間形成防滲保水的“犁底層”，阻隔鹽分隨地下水的蒸騰向上積聚。

誰能撕開一道鹽鹼地種糧的“口子”？

謝旗將目光投向了陪伴人類走過數千年文明史的古老穀類作物——高粱。

“高粱起源於西非的半乾旱地區薩赫勒，那裡降水少，土地貧瘠，土壤鹽鹼度比較高，所以，它先天就比其他作物更具耐鹽鹼的本事。”謝旗說，如今在國人眼裡，高粱只是釀造白酒的主要原料，但在世界許多幹旱和半乾旱地區，高粱仍是數億人口賴以生存的主糧作物。

“種高粱，可不止為了釀酒”

這幾日，新疆大地正火速回暖升溫。謝旗團隊成員、中科院高級工程師唐三元即刻動身前往。

唐三元在團隊中主要負責高粱新品種培育及示範推廣。這次，他帶著新育成的“中科甜438”“中科甜968”兩大甜高粱品種，來到這片位於和田與阿克蘇地區的千畝鹽鹼地，指導新一季種植。

事實上，為盤活鹽鹼地，中國科學家們大多選擇從土壤改良入手，陸續積累了八大體系的數十項實用技術，包括用生物有機肥改良土壤、滴灌水鹽調控等。多年來，謝旗團隊卻堅持把精力都花在培育更耐鹽鹼、更高效益的高粱品種上。

“種高粱，可不止為釀酒。”謝旗揭示，隨著生活條件的不斷提升，國人食物消費結構正發生變化：近年來穀物的需求量已減少近4成，肉奶的需求量卻增加了3倍以上。利用鹽鹼地擴大高粱種植對於“端穩中國人飯碗”的意義，恰恰在於實現“肉奶自由”。

最高能在PH值為8.5的土壤中正常生長的甜高粱，正是普通粒用高粱的一個變種——它的莖葉發達，多汁味甜，營養豐富，是餵食牛羊的理想青貯飼料。食用甜高粱的牛羊生長健壯，每日增重、產奶量和肉奶中多種營養成分含量也相較吃玉米多有提升。美國、俄羅斯、澳大利亞、日本、巴西等農業大國都將甜高粱作為優質的畜牧飼料進行利用。

“利用大片鹽鹼地推廣種植優質的甜高粱品種，能緩解我國對飼用大豆、玉米的進口依賴，提升飼用糧食的自給水平。”謝旗說，牛羊長肉產奶，人們吃肉喝奶，最終，鹽鹼地上種植的甜高粱，還是“入”了人的肚子。

“目前，我們一共育成了9個飼用甜高粱新品種，在寧夏、河北、山東、新疆、江蘇、吉林、內蒙古等地的80萬畝鹽鹼地、旱地上獲得了豐收。”唐三元透露，土地的鹽鹼化往往與荒漠化過程相伴而生，甜高粱正化身其中頑強的“生態鬥士”，在貧瘠而乾旱的環境中改善土壤，為人類社會創造糧食。

“幾個月後，它們能長得比我還高！”看著新播完的高粱鹽鹼地，他語帶驕傲。

破譯“耐鹽鹼密碼”

既然高粱可以，那麼，讓其他糧食作物也能在鹽鹼地成活，是否有可能？的確有。

通過6年的時間反覆試驗與驗證，謝旗團隊在DNA分子層面終於獲得了關鍵性發現——

他們利用全基因組關聯分析、基因編輯等現代遺傳育種技術，聯手中國農業大學、華中農業大學等8家科研單位的專家團隊協同攻關，在高粱中成功鎖定了一個調控耐鹽鹼性狀的重要基因AT1。

經過反覆試驗，聯合攻關組發現，AT1基因的耐鹽鹼功能同樣適用於其他的禾本科糧食作物，包括水稻、玉米、小麥和穀子；在水稻中，他們也發現了與AT1同源的GS3基因。

“在此之前，科學家只知道GS3基因能控制水稻種子的粒型，這一次，我們驗證了它的耐鹽鹼功能。”中國農業大學草業科學與技術學院教授於菲菲全程參與了研究。

她透露，大田實驗中，一旦將AT1或GS3基因敲除，在鹽鹼地上，尤其是高PH值的蘇打鹽鹼地上，這些糧食作物的存活率均顯著提升，就連穀物的產量、全株植物的重量也能增長20%至30%。這就為更多作物的耐鹽鹼品種的改良與開發，打開了一扇“分子設計”的窗戶。攻關組曾作出假設與測算：未來，如果全球20%的鹽鹼地能種上圍繞該基因進行精準改良的耐鹽鹼作物，每年至少可為全世界增加2.5億噸的糧食產出。

《科學》審稿專家將這一發現稱為“農業生產領域的重大突破”。

“之前，學術界對於植物的耐鹽性的認識更為深入，相關研究較多，例如袁隆平院士團隊大名鼎鼎的海水稻，就是耐鹽性水稻的代表；相比之下，對植物如何耐鹼的研究成果則少之又少。”於菲菲表示，與這一科研現狀相對的情況則是，在全球鹽鹼地的類型中，富含氯化鈉和硫酸鈉、中性PH的鹽地佔40%；而富含碳酸鈉和碳酸氫鈉、高PH的鹼地則佔了60%的“大頭”。

“AT1既然是一個起負調控作用的主效耐鹼基因，它的發掘在耐鹽鹼作物的科研育種中，就多了一層‘補短板’‘降盲區’的意味。”於菲菲說。

浙江海島鹽場的實踐

鹽鹼地要種糧，除了改變種子，改變土壤，有時也不失為良策。

在浙江省舟山市岱山縣岱西鎮的“火箭鹽場”，千餘畝冬小麥即將成熟，海風吹過，泛起青黃的麥浪。很難想象，6年前，這兒還是寸草不生的海濱鹽鹼地。

與謝旗團隊在內陸盆地、高山窪地等缺水地區推行耐鹽鹼作物、“以種適地”的改良思路不同，這裡環境溼潤，可運用相對豐厚的淡水資源洗鹽洗鹼，“以地適種”就顯得更快速有效。

“這一帶本是個近萬畝的日曬製鹽場，底下土壤常年不見陽光，毫無通透性可言，有機質含量很低，含鹽量卻極高，超出普通耕地足足五六倍。”技術支撐方代表、浙江省農資集團項目經理馬琨回憶。

鹽既隨水來，也會隨水走。做好水的文章，昔日鹽場在馬琨團隊的手下，一步步變成了如今5200多畝可耕種的水田、旱地。

頭一年，土壤PH值超出8.5。他們與浙江農林大學合作研製了一種粉狀“土壤改良劑”，用農機打入表層土壤，酸鹼中和，增加有機質含量，再不斷灌排淡水，就像模擬洗衣機“加洗衣粉清除衣服裡的髒東西”一樣，洗去土壤鹽分。

此後兩年，在播種單季稻前，他們都會用淡水再次淋洗土壤；稻種發芽過程中，與常規耕地“保持水位不能沒過種子”的規矩不一樣，他們採取“日灌夜排”方式，白天灌水稀釋鹽分，夜裡排水讓稻種呼吸，通過高頻率排灌淡水進一步壓低鹽分。

馬琨算過一筆賬，在改良鹽鹼地種植水稻，比普通耕地高出約3成用水量。因此，鹽場周邊新修的兩個水庫，每年都會在雨季和颱風季時蓄足淡水。

從2018年的每畝不足350公斤到2022年的畝均450公斤，鹽場數千畝稻田的平均畝產年年增長。最高產的一片，畝產已達600公斤，與當地優良耕地的產量不相上下。

鹽鹼地也能種糧食？馬琨笑說，曾經，當地老百姓充滿懷疑，後來，卻爭先恐後趕來承包田塊。

事實證明，鹽鹼地經過科學的土壤改良，配合恰當的農藝優化，也能變身“千斤良田”，種好“甬優1540”“秀水14”等常規水稻品種。

有人說，鹽鹼地是大地的淚痕。擦去淚痕，昔日的“無名之輩”未來無限可期。

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