第478期【齐悦读—线上共读—透视新科技】“齐悦读”[线上共读] 《盐碱地里的新作物》
讲座题目：透视新科技——盐碱地里的新作物
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：谢 旗，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员。
张 慧，山东师范大学生命科学学院教授。
讲座时间：2023年7月31日～8月6日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——盐碱地里的新作物
讲座内容：
各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》！我是主持人胜春。一提到盐碱地，很多人脑海当中就会反应出这是一块不适合植物生长，甚至是寸草不生的不毛之地。最近我们的科学家引进了一种非常适合在我国盐碱地上种植的农作物，不仅长得非常好，也非常好地补充了我国的粮食储备。那这到底是一种什么样的作物呢？我们通过短片去了解一下。盐碱地在全球分布广泛，各个大陆地区到处都有大量含盐、干燥、板结、荒芜的盐碱地。中国的盐碱地面积位居全世界第三。随着我国人口增加，可耕作面积减少，如何利用大量闲置的盐碱地，就成为科学家攻克的难题。近年来，中国科学家们通过不断创新，发现有一种新型作物，它不仅可以有效改良盐碱地，而且还可以成为一种可食用的作物。那么，这是一种什么样的植物？它又有什么不同之处呢？我们今天请来的两位科学家，来自中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究员谢旗，欢迎您，谢先生！接下来我们来介绍来自山东师范大学生命科学学院的教授张慧，欢迎您！
我们经常会生活当中打比方，说这个地方不长庄稼，这地方是没有用的叫盐碱地，那今天两位要给我们做一个科学的解释，到底什么是盐碱地？我们2016年去新疆阿克苏，我们有一个扶贫活动，我们刚刚到了塔里木（的）机场，以后我们是去塔里木大学。我们几个人乘了一辆车，我们马上有几个老师说下雪了，我说不是，为什么？因为我们看到公路两边，白花花一片，都是雪白雪白的。那老师不相信，说盐碱地不可能这么白。那我就说我们请师傅停车，因为我是做盐碱地的（研究），所以我知道有这回事，但是他们不做盐碱地，他们就认为那是下雪，所以下去以后每个人都拿出来手机，来拍了很多照片，像这些都是就是高度盐碱地。好，我们通过短片去了解一下。
盐碱地是包含盐土和碱土的土壤总称，同时盐碱地也是盐类和碱类集积的一个种类。这里所说的盐，不是我们认为平日吃的盐。而是从化学角度认知的盐即酸和碱中和而成的化合物，是指土壤表层积聚过多盐碱成分，影响到作物的正常生长，典型的盐碱地一般以白色为主。这个盐碱地到底是怎么形成的？我们的陆地上本来就是有盐，我们假如在一斤（500克）水里面放两克盐，它其实盐（浓度）不是很高，但是这个水分假如蒸发掉了，这个时候就会结出盐来，所以它跟水是相关的，水来盐就少，水去了盐就高。由于我们有长江、黄河，有（流水）不停地冲积那些沙到海里去，我们的长江以前冲积的话（海水将沙推回）。一年可以长出一万多亩土地出来，这个土地从海里长出来的，海水本来有盐的，就是一个咸土了，所以它就是一个盐碱地的形成（过程），包括我们东营，我们整个淮河口以及海边的这些盐碱地，这是主要是以盐为主，还有碱地。因为像东北的苏打地，它除了有这个盐，还有碱，其实我们中学生都拿PH试纸做很多（试验）是吧，我们PH试纸，假如放到这个盐里面，你一般看的就是中间的浅绿的，但是你放在碱里的时候，它就变成深蓝了，所以说这两个地比较最简单的方法就是用PH试纸一测就可以测试出来。
那在盐碱地里面种庄稼，真的那么难吗？因为有一些盐生植物，它就生长在盐碱地的，它在那边适应了几千年的进化，有一些基因就适应了，所以它能够生长。但是这些一般的话，耐盐的盐生植物，它的经济效果都不是很好，而我们的作物，像我们的五大作物，小麦、玉米、水稻这些东西，它有一点耐性，但它耐性都不是很好。因为作物里面都是由细胞组成的，细胞里面有蛋白，它假如是在一定的盐（浓度）的情况下，它就会变性。那举个例子，我们家里做的卤水豆腐。卤水豆腐就是拿卤水或者海水加到我们的大豆浆里面，它就沉淀了。假如长在盐碱地的话，它里面的很多蛋白它就会变性，蛋白一变性就没有活力，所以这个细胞就会死亡。细胞一死亡，这个植株就在盐碱地长不起来，这就是为什么一般的作物跟植物在盐碱地不能长，所以是这样一个道理。很多作物难以在盐碱地里生长，这是因为灌溉方式不恰当，导致土壤深层水分上升，将深层的矿质成分以及盐成分带到表层土壤中。盐分的不断提高，使得土壤溶液浓度增高，而土壤中的高盐浓度会吸掉作物细胞中的水分。随着水分的减少，作物细胞就皱缩变小了，细胞中水分流失，发生了质壁分离，打破了作物细胞的水平衡。因为对于作物来说，细胞中的水是非常重要的，土壤溶液的盐分大于不耐盐的作物细胞内的盐分，作物就不能吸收土壤中的水分，从而导致作物发生生理干旱而死亡。我们赖以生存的作物也会面临大量减产等难题，直接导致粮食短缺和经济损失的问题。那这该怎么去治理这个盐碱地呢？
改造盐碱地的一个很重要的方法，最简单的方法就是给它浇水，把盐洗到地下水里面去，或者排碱沟把它排走。比如说我们东营这个地方，我们曾经就种过十万亩的水稻，就是用黄河水来浇灌，后来黄河断流，淡水越来越少，这个就不可持续。新疆也是，新疆是绿洲农业，它那里下雨很少，它要靠雪水，淡水是成为我们治理盐碱地最大的一个限制因子，不能够持续地发展，都缺水的地方。还有一种改良的方式，就是一种机械性的，就是有一种现在就是说在地下铺管，然后把盐排掉，这个在小规模的可以做，但是大规模的你有几百万亩土地，你要都挖一米多深排管，这个是不现实的。成本太大。对，南方的一些土，都是比较以酸性为主，所以可以从南方搞一些酸性的矿或者土来进行中和。但是呢，在进行中和的过程中，可能又带回了其他一些（不良）因子，长久地来说，这个也是非常浩大的工程，运输成本非常高，所以我们还是建议就是用生物的改良方法进行改良，来可能对保护生态，保护土壤、微生物，保护这块土地长久的利用，是一个最佳的策略。这是怎么做到的？在（盐碱地）里边，我们要长一些耐盐的这些作物，因为平时是这样的，你就是说这块地，你假如用水压得越多，或者种的庄稼越多，它盐就会压到地下去了。但你不种或者是没水的时候，盐就越来越往上，所以说将来我们认为最理想的方法还是用这种生物的种（作物），适合盐碱地生长的庄稼或者是植物，来进行的改造。好，我们来看看相关的短片。
中国盐碱地分布在西北、东北、华北在内的十七个省区。盐碱荒地和影响耕地的盐碱地，总面积将近六亿亩。由于盐碱地土壤含盐量高，使养分难以被作物吸收，不利于种植，导致了大面积盐碱地荒废闲置，合理地利用盐碱地是治理盐碱地最有效的办法之一。近年来，我国科学家在盐碱地上开展种植了耐盐水稻、甜高粱这些传统作物等多种试验，不仅有效地治理了盐碱地，同时也解决了我国粮食短缺的问题。随着对盐碱地研究的不断深入，科学家发现除了种植传统的作物外，还能种植一些像藜麦这样的特殊植物。藜麦来自于哪里？它又有什么特点吗？藜麦到底是一种什么样的作物？藜麦实际上它是藜科的植物，它不是我们的禾本科的，跟小麦近缘的，它是一个双子叶植物，之所以叫它藜麦，这是咱们翻译过来的一种说法，刚开始翻译把它叫做藜米，就是说它不是麦子，是一个双子叶植物。南美有个印加文明，它种藜麦种了有5000到7000多年的历史，南美他们在地里开个盐湖，就安第斯山高原地区，它是盐湖边上驯化了一种藜麦这个植物。藜麦，它本身是个盐生植物，它有一定耐盐性，因为它在3000米高原上面，它也是一个耐旱的作物，藜麦为什么在盐碱地能长呢？
藜麦的叶片它有一个盐囊泡，它能够吸收盐了以后，把盐给分泌出去，所以它能在天然盐碱地上长，这就是一个能够主动分泌盐，排出盐的毒害，但是藜麦是西班牙的殖民者，他们觉得这个（籽粒）太苦，就禁止了，毁灭掉了，不让他们种，他们要种能够获利的烟草、大麦、玉米。另外藜麦在他们那里毁灭得很厉害，500年以后，就是我们才发现。就是意识到它的价值。对，美国国家宇航局为宇航员发现能够吃的全民营养食品，在人类所利用的植物中间，藜麦是一个，其中一个就全营养的物质，然后再得到社会的公认，然后科学家才开始研究。好，那我们来看一个相关的短片。藜麦虽然名字里有麦字，但它跟小麦却没什么关系，它的外形与小麦大相迳庭。我们吃面粉用的小麦属于单子叶禾本科作物，而藜麦是双子叶的藜科作物，所以藜麦既不是全麦，也不是谷物。藜麦可食用的籽粒形似小米，食用方式也是和大米、小米一样，也有一些人称其为藜米。那么如此另类的藜麦，科学家为什么会引进到我们国家呢？当时我们怎么想到把藜麦引进到我们国家的呢？
其实，就是说在盐碱地适应了，举个例我们现在有的，你到新疆看长得很多都是核桃，新疆的大枣，这些都是相应适应盐碱地的，但是它每个东西都有它的用处。那藜麦作为对中国人来说，一个新型的食物，它有它的特殊的用处。有一个故事就是玻利维亚，它那时候是禁止藜麦出口。原因是什么？其他国家慢慢开始要用藜麦的时候，藜麦的价格却提的很高。因为藜麦作为玻利维亚他们发展并不是很发达的地方的话，它作为孕妇怀孕了以后一个很重要的一个食物，所以玻利维亚总统就宣布了一个法令，藜麦不准出口，要留给他们自己的孕妇，来培养他们后代。他们这么重视藜麦。这个也是其实一个插曲，就是证明了藜麦还确实有它的一个用处。就藜麦从目前来有两个，一个特点来说，它是一个营养价值高的谷物类作物，粮食叫做伪谷。实际假谷实际上是粮食，我们要说的话像水稻。一般水稻蛋白含量就是6%左右，像小麦就是有10%几左右，它藜麦的蛋白含量，能够到15%、18%、20%。这么高。各种不一样，它是高蛋白的一个，藜麦是个升糖指数最低的，升糖指数最低的什么意思呢？就是说它是个糖尿病人可以做主食的。我们平常糖尿病人要吃大米的话，就米饭的话，就血糖马上升高，它（藜麦）的升糖指数非常低，可以叫功能食品，再加上它耐盐，我们中国有很多的盐碱地，从我们的就是国家地理上的公布的盐碱地，能够种一般的可种庄稼的盐碱地达到六亿亩，就是我们国家的能够种地是十八亿亩，叫红线。国家每次都讲十八亿亩，我们种粮食的红线。那你现在还有六亿亩地的话，又增加了另外的1/3可以用，这样把这些地用起来，我们就不需要进口那么多粮食。我们就粮食安全，就会得到一个保障。另外一个它除了我们耐盐的特性之外，它原产于高原，就是说它能够耐旱。比如在我们新疆种的时候，它的需水量只需要棉花的1/3，就这样的条件，这样就是说它能够耐旱。因为旱是我们国家最大的挑战，刚才张老师说了，少浇了2/3的水，所以你的成本就节省了，同时还是保护了一个生态。我们现在100%的水，人民生活用水10%，公益用水是20%，农业用水占了70%，所以节水还是一个我们现在考虑来种庄稼，还是一个非常关切的一个问题。
那跟这个传统的作物相比，那藜麦它的生产方式上，会有哪些改变呢？其实没有太多的改变，它就相当于小粒作物的种植。农民突然让他种这个藜麦的话，他能够种得来吗？中国的农民最厉害，什么作物都能种，这就是实际的能力，精耕细作有几千年的传统，所以任何作物到我们中国都能种得起来。再加上就是藜麦，它的种植和收获以及加工我们都有相关的就是机械。你像我们也有做这种小米，这些稍微进行改造的话，就可以从播种灌水，就是说藜麦在中国因为是引进来的，从来没种过，所以我们先要怎么种，种好它，需要有一个就是藜麦的适应性。引进来的时候，所以科学家跟我们农业科学家，就是要做的就是引进国外的藜麦，然后在我们这边要试验种植。引进来都需要有个适应过程，然后选育过程，我们要选出更适于我国，而且还有我国的这个面积非常非常广大，每个地方可能还有不同的适应的品种。第二个问题就是藜麦，因为它是一个四倍体的（作物），它2017年已经进行了在《自然》杂志上已经公布了，它的基因组的测序。也已经解析了藜麦为什么能够在盐碱地上种植的一些可能的机理，所以它的基础的研究就会增强，我们将来对藜麦的种植跟将来的利用以及营养的改造，我们还有很多资源可以做一些更深的它的（基因）序列，以及它的特色的分析，所以我们将来可以育出更适合我们国家的藜麦。
针对这个话题，我们看一个相关的短片了解一下。藜麦来自于遥远的安第斯山脉，在南美有上千年种植历史，而我国对于藜麦引种已有三十多年。但过去因地域局限性受到了资源限制，无法实行广泛耕种。随着基因工程技术的诞生，通过国际交流与合作，进行了藜麦全基因组序列的分析。并在此基础上，我国科学家又通过对藜麦种质资源鉴定和基因编辑技术，建立了藜麦的快速杂交育种体系，培育出一些耐旱及耐盐性强的新品种，并开展了示范种植。经过几年的试种，目前在种植规模上已初见成效。那么我国的藜麦都种植在哪里呢？种植的效果又如何呢？我们国家这个藜麦目前现在都种植在哪里呢？现在我们国家种植的面积上，一个是传统的高原地区，在甘肃、青海、内蒙、云南、西藏这些地方都进行了一些种植。就是为了配合海拔高度。海拔高的，这几年呢，我们再把它高原的品种让它下平原。有没有试过引种到更低的地方？对，低海拔地区，所以我们在科技援疆项目，我们在南疆的喀什就进行了引种，这两年做了个引种。南疆的喀什是平原地区，我们也实现了两年的种植，就是示范种植一年两季，春播一季，夏播一季，到平原地区种，未来能够推广开来。比如我们下播了以后，前段时间我们在河南、安徽，包括上海的崇明岛，我们都种了藜麦。第二季你们都能收到一些东西，包括山东都收的是夏播的藜麦，所以藜麦会进入寻常百姓家，会有更多的地方来进行种植。
这个效果到底怎么样？或者说已经取得了哪些成果？整个甘肃已经种了几十万亩。对，二十万亩的种植面积了，就几年就种了这么大的一个面积。然后呢，我们又把它放到了山东的，包括东营的盐碱地在内的山东的各个地区，这个海拔就比较低了。我们在青海完成了一个评估，因为青海也是一个生态脆弱的地带，高原地区。对它做过这方面的研究，青海像这种条件能够做的话，其他地方也能做。还有其他的成果吗？除了做粮食作物以外，做饲料作物，也是我们将来未来努力的方向。我们需要高营养的一些东西，我们还需要吃更多的肉，所以将来饲料是个要求，就是说在多雨的地方，它为什么呢？因为藜麦它的穗很紧密，所以一下了雨的话，它那个穗的水就不容易走。所以在多雨的地方，它就可能容易生虫或者是（发）霉，但是我们到了多雨的地方，我们就考虑了更多的就把它整体地收割来做饲料了，这部分来用。因为饲料它要发酵，发酵的话，加上它藜麦（的秸秆里），有个缺点它缺糖，所以我们用甜高粱，甜高粱秆里有糖，所以我们跟它一起发酵，这样的话做下来的饲料就最好。青贮饲料就好，还有比较好的纤维，所以它藜麦可以至少两用，也就是籽粒，我们可以来人类食用，那它的秸秆还可以用来做饲料。因为我刚看了一个数据，有的藜麦的品系，它的秸秆加叶子的蛋白（含量）可以达到18%，这是什么概念呢？
就跟我们的苜蓿，苜蓿就是牛羊，现在整个饲养我们的奶牛。我们现在每年都要进口很多的苜蓿，今年（2020年）的进口的到现在10月份的苜蓿，已经是去年（2019年）的总量多了150%多，那都用了很多外汇。还有就是说其实粮食安全也包括饲料安全，所以现在这个藜麦它的秸秆，假如我们能够把它做成一个好的牲畜的它的饲料的话，所以它就是又可能能够给我们的另外的食品提供了一个来源，就是间接地我们的牛羊肉就多了，我们这样的话，我们就人民的生活水平也会好，所以这也是一个非常重要的，它就是可以来做饲料。就是我们过去一提到说外来引进的物种的时候，普通人都会有一种基本的科学常识，就是担心这个东西到底未来长久，对我们的土地会不会有没有侵害，对其他的植物会不会有影响，这个我们有没有做科学的验证？藜麦它是藜科的，像我们平时在中国见的灰灰菜，它跟灰灰菜其实是亲缘关系。但是我们因为没有作为这个往粮食或者往营养这个食品方面培养，所以就没有这方面的一个研究，这个方面的就是底子比较薄。而在它那个高原上，它不能长其他东西，所以这样的话，他们那边就慢慢开始，就是从多少年来这个进化过程中就挖掘出来的一个藜麦，所以他们已经挖出一个比较好的东西。其实我们很多东西都是引进的，像西红柿、辣椒、玉米，都是引进的，就是说我们怎么把一个整个人类已经用的这些成果，但是我们引进中国的时候，怎么把它做得更好，更适应我们国家。但是关于它的这个生物安全的问题，就目前我们的其实农业部，我们还有一系列的措施，来进行它整个的规范化的管理，以及它的种植。
那藜麦作为一种引进的粮食作物，在我们国家种植或者是试种植，这个过程当中我们遇到过什么问题吗？还是接受度不够多，这几年已经很好了，因为国际交往非常多，因为高档的餐厅里面都有藜麦。做这个东西，能够做高营养的物资，能够到2013年国际藜麦年，但是我们国家还是在不断地接受，作为一个种植来说，现在就是难在什么地方，就是还没有成为一个比较大的产业。那目前对于它大面积的这个推广，我们还有什么新的规划呢？一个就是说像藜麦这是引进的一个东西，你要大面积地推广，我们还是要把它的研究做好。这个研究就是说无论是基础跟应用的研究，从新品种的挖掘方面都要进行很多的研究，像我们现在水稻，我们现在的小麦，我们棉花、玉米，都做了这么多年的研究，还好2017年公布了它（藜麦）的基因组，现在也有国内的科学家在进行研究，无论是从基础方面，以及如何在中国种植的适应方面，都在做进一步的研究。无论是从种植和将来的应用需求方面都会有变化。
关于那个藜麦，因为它是一个高价值的，到目前来说，它是一个高价值的新的食品，所以它有了销路以后，我们种藜麦的农民，他就会提高收入。尤其是在我们边远地区，在我们的扶贫行动中，就可以来让当地的农民脱贫。第二个就是说，高蛋白的藜麦可以能够喂牛喂羊，尤其是农牧交错带，放牧就可以减少，这样我们的草原得到保护，生态得到保护，这也是我们国家向整个绿色农业发展的一个方向。就它的价格跟我们平时吃的粮食，这个价格差异是什么样的？因为就目前来说，物（以）稀为贵嘛，我们现在种植面积还小。除了进口的，我们现在的这也就是几十万亩，所以物（以）稀为贵，现在的价格很贵，但是我们假如以后很大量种起来以后，价格平民化的话，大家都可以来享受的。那节目的最后，我发现藜麦它不仅仅可以补充我们国家的粮食的保障，另外也可以给我们的身体提供营养。那也感谢您收看我们今天的《透视新科技》节目，如果您想了解我们更多的内容？可以下载央视频，去分享我们其他节目。好，我是胜春，今天的节目就到这儿了，我们下期节目再见。
（通讯员 邓辉）
