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【谜之谜】海水稻丰收,中国饭碗装上新口粮。

   2023-09-08 jojojojo360
核心提示:海水稻就是耐盐碱水稻,是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区,具有耐盐碱的水稻 ,还抗涝、抗病虫害、抗倒伏、等特点。海稻米原属糙

海水稻就是耐盐碱水稻,是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区,具有耐盐碱的水稻 ,还抗涝、抗病虫害、抗倒伏、等特点。

海稻米原属糙米类,糙米是稻谷脱壳后的另一形态。糙米可在适宜的环境条件下发芽,发芽后其营养价值大大提高。发芽糙米所含的谷胱甘肽、γ-氨基丁酸等各种营养成分是普通精白米的几十倍,甚至上百倍,且极易为人体吸收,对人体黏膜组织具有非常强力主食选择的修复功效。

据【中国食品报】调查显示:2013年中国谷物养生饮食生产品作为新兴产业已占据GDP总数的13%,同时保持着每年18.3%的超高增长速度,谷物养生饮食健康人群74%(男性占33%,女性占41%),市场需求巨大,市场容量达2200亿。

中国14.8亿亩盐碱地如果能种上水稻,从而突破我国18亿亩有限的耕地资源约束,将在很大程度上缓解人类水资源、可耕地和粮食三大危机。

海水稻背景

陈日胜是广东省湛江市人,农业科学家,“海水稻”发现者、研究者和“海稻86”的长期培育者。1986年,陈日胜在遂溪海边发现海水稻,此后的30年中,他通过繁育选择优良株系,在遂溪海滩地进行种子提纯和繁殖。2012开始至今,海水稻在国内部分省份盐碱地等地试种。2014年9月1日,“海稻86”通过农业部颁布的农业植物新品种保护公报;同年10月29日,袁隆平给科技部部长万钢写信:海水稻是一个非常宝贵的水稻种质资源,具有极高的科学研究和利用价值,与当年发现的野生水稻不育资源有着类似的战略意义;2014年,为推动海水稻快速发展,武汉海稻国际生物科技有限公司成立,立志于海水稻生物基因研发、盐碱地改良、海洋生态农业发展等项目。2015年11月,武汉海稻公司的科研团队第一次完成海稻全基因组测序,填补了海稻分子研究的空白。

海水稻价值

科研价值

“人类赖以生存的农业生产直接受环境和气候的影响,随着地球气候和环境的变化,预期极端天气的发生将更加频繁,干旱和土地盐碱化成为了制约农业生产的两个最突出的因素。水稻作为用水最多的主要农作物,所受影响尤为严重。

总部位于菲律宾的国际水稻研究所多年致力于培育抗旱、抗盐、耐热、耐涝、耐寒的优良水稻品种,多国的科研机构,院校也长期投入大量人力、物力资源进行研究、开发。随着现代分子生物学和基因组学的高速发展,转基因技术被广泛用于水稻的抗旱、抗盐研究,从最近发表的约 80多篇近年关于水稻的转基因抗旱,抗盐研究报告来看,所用基因大多来自于水稻本身,少数来自拟南芥、大麦、玉米等,绝大多数研究采用了基因强化表达,个别利用了反链核糖核酸抑制的方法,多取得了一定的抗旱以及抗盐、耐渗透压、耐寒等效果,但同时也伴随着植株生长缓慢、产量降低等问题,并不能真正用于农业生产。

究其原因,所用基因多是来自普通水稻或其它植物的转录因子或代谢调控蛋白基因,本身并不具备特殊性,通过强化或抑制其表达以获得抗旱、抗盐效果,必然要承受由其非自然表达变化带来的对植物生长不利的副作用。寻找抗旱、抗盐但又不引起减产副作用的优良基因成为决定转基因技术成败的关键,许多研究致力于从沙漠耐旱植物,或其它耐盐、耐寒、耐热生物中筛选新颖抗性基因,包括促进根系发育和抗倒伏、抗淹没基因。

海稻 86是在海滩边发现可在海水里正常生长的水稻, 三十多年的多点试验试种结果表明,其具有良好的抗盐碱、抗病虫害、耐脊、耐淹等诸多特点,是一种独特的种质资源。如果能将海稻86中所含的抗盐碱、抗病虫害、耐脊、耐淹等独特基因分离确认并转入其它农作物,可增加主要作物的适种范围、提高耐盐碱作物的单产,将有效增加全球粮食可耕种面积和粮食的供给、改善盐碱地生态环境,为人类的生存与发展做出巨大贡献。

农业价值

海水稻对人多地少的中国具有十分重大的现实意义和深远的战略意义。目前我国人均耕地0.11hm2警戒线,耕地的质量也不高,分布在平原、盆地的仅占34%。而撂荒的海岸滩涂和盐碱地却高达十几亿亩。同时,我国水资源人均占有量居世界第109位,被列为世界上严重缺水的13个国家之一。其中农业用水约占用水总量的70%,但我国仍有61%的耕地没有水源保证。在传统的“淡水农业”模式即将超负荷运转的情况下,向海洋要食物,向海洋要蛋白已经必然地提到议事日程上,“海水灌溉农业”这个词汇逐渐进入了大家的视野。

海水灌溉农业,顾名思义,就是利用海水浇灌进行作物生产,是以海水资源、沿海滩涂资源以及耐海水植物为劳动对象的特殊农业。发展海水灌溉农业, 将在很大程度上缓解人类水资源、可耕地和粮食三大危机。

目前,我国的海水农业基本空白。面对着狭小和干渴的土地,一个拥有大量闲置滩涂和海水的国家,不能不重视海水农业的发展。我国大陆岸线18000 公里,海岛岸线14000 公里,沿海滩涂有二百多万公顷,河口滩涂还以每年2-3万公顷的速度继续淤长。可利用海水灌溉的国土范围巨大,为发展海水农业创造了优越条件和巨大空间。

海水灌溉农业解决了沿海滩涂以及海水的农业利用难题,使得耐海水植物作为新型作物培育和开发,打破了传统农业对淡土和淡水植物的依赖,从而使沿海滩涂、海水能够直接用于农业生产。发展海水灌溉农业是全球农业可持续发展的重大课题, 具有广阔发展前景。

社会价值

粮食,事关人类生存。为应对粮食安全面临的严峻挑战,开发盐碱地、利用海水灌溉种植成了世界各国专家探索的方向,但苦于找不到野生物质资源,研究难以突破。海稻国际研究院专家正是为攻克这一世界性难题而不懈努力。如果盐碱地里,能用海水灌溉种植水稻,那将意味着什么?我国盐碱地总面积约15亿亩,若都能种上水稻,按亩产300斤算,每年能收成4500亿斤粮食,相当于2013年全国粮食产量约37%。海水稻抗涝、抗盐碱、抗倒伏(抗落粒)、抗虫害的特有基因资源,可以用来改良其它农作物,从而增加产量和适生范围。这将大大增加我国粮食产量,同时降低对粮食进口的需求。

国际稻米协会预测,将来全球65亿人将有40亿人靠大米生存,在传统的“淡水农业”模式即将超负荷运转的情况下,向海洋要食物,向海洋要蛋白已经成为必然;

作为粮食生产大国和人口大国,中国的粮食安全问题同样处于这一危机的阴影之下。相关研究初步发现,温度升高、农业用水减少和耕地面积下降,将使中国2050年的粮食总生产水平比2005年下降14%-23%。气温升高同时对害虫的繁殖、越冬、迁飞等习性产生明显影响,加剧病虫害的流行和杂草蔓延。

我国盐碱地总面积15.2亿亩,其中严重盐渍化土壤有5.5亿亩;研发海水水稻可以充分利用盐碱地和海洋滩涂,解决粮食问题。可突破我国18亿亩土地红线,保障我国粮食的安全;

生态价值

全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷,其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,因而碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

另外,在沿海的盐碱地种植海水稻,可促淤造陆, 减缓海水对海岸土地侵蚀。它对调节海洋气候和保护海岸生态环境起着重要作用,譬如防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气、大量吸收CO2, 减轻温室效应, 改善生态环境,可望成为海岸湿地生态系统的成员。其发达根系能有效地滞留陆地来沙,减少近岸海域的含沙量,而且增加土壤有机质,成为护岸卫士、鸟类天堂、鱼虾粮仓特殊生态环境。

商业价值

谷物粗粮其营养健康、药食同源的养生保健作用已被广泛认同,卖场谷物粗粮的销量快速增长,谷物粗粮类价格也不断上涨;很多餐馆,红薯饭、药膳煲汤、玉米汁等都成了招来顾客的手段;央视地方卫视、网络媒体关于谷物粗粮、药膳同源、食疗养生的相关报道也是屡见不鲜;最近几年,图书销量排行榜的前几名总是被谷物食疗书籍占据......这些都充分说明人们对于谷物粗粮、膳食养生的需求已经非常强烈了,这是一个14亿人的市场需求,有着年逾5000亿的巨大市场容量,市场前景不言而喻。

我国海水稻基地

今年10月中下旬,全国11个海水稻盐碱基地10万亩稻田将迎丰收季,很多基地的海水稻“未下地头,已被订走”。由潍坊、黑龙江两个基地产出的海水稻大米品牌“种福田”也将正式走上市民餐桌。

>>坐标:海水稻潍坊种植基地

海水稻潍坊基地位于寒亭区高里街道,今年种植5万亩的海水稻已进入蜡熟期,宛如一片绿色“海洋”。

据了解,海水稻潍坊基地今年种植了3个品种, 10月20号左右将进行收割,目前预估平均亩产在500公斤左右,最高亩产可以达到600公斤。种植的3个品种都是青岛海水稻研发中心培育的耐盐碱水稻品种,种子从青岛运过来在潍坊育秧大棚育秧后,今年5月底进行了插秧。对比以前小麦和玉米亩产100-200公斤,经过土地改良和整理后,海水稻亩产500公斤以上,土地种植农作物的经济效益相对提高很多。

“种福田”主推的产品今年主要来自两个基地的种植,一个是山东潍坊海水稻种植示范基地,这个基地属于滨海盐碱地类型,一个是黑龙江海水稻示范基地,这个基地属于苏打冻盐碱地类型。我国有5种盐碱地类型,这两个基地分别代表了不同的盐碱地类型。土壤不同,来自两大基地的产品在口味、甜糯等维度有不同的表现。比如黑龙江种植的米比较软糯,潍坊基地种植的米会比较Q弹一些,都符合老百姓的口味。

为了提升海水稻加工的附加值,我们也做了很多深加工的品类,比如说酒、醋等。

海水稻潍坊基地目前正在打造海水稻一二三产业融合示范区,包括一产农业种植板块,二产围绕海水稻的旅游观光项目,三产海水稻后期加工产业。一个初见规模的“海水稻小镇”正在建设中。

>>坐标:海水稻青岛城阳上马基地

据了解,今年海水稻城阳上马基地的种植主要分成两部分:一部分是30多亩的试验田,一部分是4千多亩的大田。大田主要种植了3个品种,试验田新增了100多个品种,一共种植了200多个实验材料。

今年是海水稻在上马基地种植的第三个年头,经过两年的土地改良和海水稻种植,今年海水稻长势良好。再加上今年雨水充足,是个丰收年。相对于去年亩产300公斤产量而言,产量会有所提高,预估上马基地大田种植亩产会达到350公斤到400公斤之间。

科技赋能农业

1、现代化农田的“稻草人“——智慧农业感知终端

数字农田AI基站是一个全数据的接收处理中心,上面有数字信号处理和视频信号处理的接收终端,还有气象单元的监测。智慧农业感知终端是竖在田间地头的,有一个华为的智能AI摄像头,它采集到农田相关视频数据,还有一些传感器采集节点深入到土壤中,采集土壤PH值、盐分等信息,这些数据都传回基站处理设备统一汇总,再传回土地数字化平台,平台上就可以显示整个农田的动态信息。

2、海水稻城阳基地土壤里的传感器

“土地数字化平台也有手机端版本,也就是说我用手机随时随地就看到稻田的情况,水稻长势、土壤情况、大田气象情况等等。”徐冲介绍说,“智慧农业感知终端的AI摄像头还可以识别虫害,我们给它输入算法,它根据拍摄到的水稻生长画面自动识别虫害。而且它可以24小时工作,晚上也能拍摄稻田画面,都非常清晰。”

3、土地数字化平台

农田里的智慧农业感知终端和数字化AI基站,采集到的数据都将传回位于室内的“后土云”平台。农田信息在这里“一目了然”。包括土壤含盐量、PH值、气象温度、湿度、降雨量、蒸发量、日照强度等。下面一排是基地最近7天的气象预测,右下角监控画面就是农田里智慧农业感知终端上AI摄像头拍摄到的画面。视频画面是农田里的智能AI摄像头传过来的画面,它能识别当前水稻的株型、叶色、长势、有效穗、株高等特征信息,还可以根据后台的算法,算出它的播种期到黄熟期12个生长时期的具体时间,都可以准确地推算出来。

“‘海水稻’高产意义非凡!”袁隆平“海水稻”团队研究员、水稻国家工程实验室主任马国辉坦言,“海水稻”研究由来已久,本身并非新事物,培育出高产高耐盐的“海水稻”才是创新之举。此次如东基地选用的品种结合了水稻耐盐碱基因与水稻杂种优势,具有很强的高产潜力。未来,其实现产业化推广后,将促使更多滩涂、盐碱地加速“蜕变”为良田,有力保障我国粮食安全稳定供应

 
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