乘全國科學大會「科學的春天」之東風,1979年,中國科學院地理研究所在山東省禹城縣(1993年撤縣設市)設立旱澇鹽鹼綜合治理禹城試驗站(以下簡稱禹城站),1983年經中國科學院批准正式建立中國科學院禹城綜合試驗站,1987年被通過為首個中國科學院野外開放試驗站,1989年成為中國生態系統研究網絡農田生態系統試驗站,1999年作為試點被科技部定為國家野外科學觀測研究站。
幾十年來,禹城站為我國華北平原旱澇鹽鹼治理、中低產田改造、節水農業、高產高效可持續農業的研究與發展作出了突出貢獻,形成了具有示範帶動作用的綜合配套技術和發展模式,為地方乃至全國農業的發展提供了有益的經驗和樣板。
禹城區域農業試驗示範取得了許多優秀成果,曾獲得國家科技進步特等獎、一等獎、二等獎;中國科學院科技進步特等獎、一等獎、二等獎、自然科學二等獎;第三世界科學院農業獎;國家科委、國家計委、財政部授予的「八五」科技攻關成果獎和省部委科技進步獎等。
禹城站工作在服務國家戰略需求和經濟社會發展中貢獻顯著,也湧現出一批先進集體與先進個人,受到國務院、中國科學院、山東省等的表彰獎勵。
一、在不同的發展階段,為推動黃淮海平原農業的全面開發與發展提供示範樣板及配套技術體系
1.結合學科發展和區域關鍵問題確定研究方向
1961年,中國科學院地理研究所選定山東省德州市西八裡莊開展農田水分、能量平衡試驗觀測;1965年,組織開展了德州地區旱澇鹼綜合治理區劃。1966年,遵照周恩來總理的指示,為解決華北平原旱澇鹽鹼問題,在國家科委副主任範長江帶領下,國家科委和中國科學院與山東省有關部門共同創建了山東禹城旱澇鹼綜合治理試驗區(以下簡稱禹城試區),面積約14萬畝,並由地理研究所組成規劃隊,著手進行 14萬畝的旱澇鹼綜合治理規劃,也就從20世紀60年代開始,地理研究所就選擇了對我國農業有舉足輕重地位的黃淮海平原作為工作地區。
禹城地處黃淮海平原的腹地,該地區黃河古道形成的風沙化土地、漬澇鹽鹼地、季節性積水澇窪地相間分布,歷史上乾旱、漬澇、鹽鹼、風沙等自然災害頻繁,生態環境脆弱,是黃淮海平原的主要農業生產區,生產潛力很大。
在黃秉維先生發展實驗地理學、開展地球表層能量物質運移過程定位試驗研究和服務於農業的思想引領下,為了深入研究禹城試區的水、鹽運動規律,1979年地理研究所確定在山東禹城南北莊實驗區建立定位試驗站,制定的研究方向重點在兩個方面:一是以水、土、氣候、生物等自然資源的合理利用與區域可持續發展為目標,深入開展以農田水平衡和水循環為核心的地球表層的能量物質輸送和轉換機制、模型的建立和空間尺度轉換方法的實驗研究,在理論研究和測定方法、儀器等方面取得創新;二是結合地理學、生態學、農學的理論、方法和手段,研究農業生態系統的結構、功能,開展生態系統優化管理模式和配套技術的試驗示範。禹城站抓住華北平原水這一關鍵因子,開展了長期的試驗研究和積累,在理論和方法上取得了大量成果,在國家農業可持續發展中起到了示範與帶動作用。
2.禹城試區旱澇鹽鹼綜合治理為黃淮海平原農業開發提供有益的經驗
禹城試區建立幾十年來,以禹城試區和禹城站為基點,中國科學院地理研究所、南京地理與湖泊研究所、蘭州沙漠研究所等22個研究所的數百名科技人員先後參加了試區的旱澇鹼綜合治理,在農業不同發展時期為黃淮海平原旱澇鹼綜合治理、中低產田改造和農業持續發展分別提供了配套技術。
20世紀60年代,探索提出了「井灌井排旱澇鹼治理技術」(「井灌井排、挖溝排鹽、引淡淋鹽、淺井抽鹼、混林農業和培肥改土」等綜合治鹽措施);70年代,提出了「井、溝、平、肥、林、改」治理旱澇鹼綜合技術;80年代,提出了「重鹽鹼地、漬澇窪地和風沙地」綜合治理配套技術(強灌強排重鹽鹼地治理技術、魚塘臺田人工調控系統漬澇窪地改造技術、生態防護林和經濟林建設結合的風沙地治理技術)取得了明顯的治理效果。80年代開發的「一片三窪」治理模式(一片為禹城南部淺層淡水鹽漬化窪地,三窪分別是風沙危害嚴重的沙河窪、低洼漬澇的辛店窪與重鹽鹼地的北丘窪,簡稱「一片三窪」。作為攻關試區,面積由原試區14萬畝擴大到32萬畝,開展了鹽鹼、漬澇、風沙窪地的綜合治理開發試驗示範研究,成果為國際先進)被稱為禹城經驗,其治理成果帶動了禹城農業持續穩定增長。禹城試區平均糧食畝產1966年建區時為90公斤,1974年為130公斤,1984年為550公斤,1989年提高到756公斤,是建區時的8.4倍。
「一片三窪」的治理經驗在黃淮海平原具有典型性和代表性,產生了廣泛的影響。1988年6月,國務院總理李鵬、國務委員陳俊生等考察禹城,高度肯定禹城經驗。李鵬總理視察禹城試驗示範區後指出:「這裡取得的成績,對整個黃淮海平原開發,乃至對全國農業的發展都提供了有益的經驗」。並親筆題詞:「治鹼、治沙、治澇,為發展農業生產作出新貢獻!」陳俊生委員說:「你們創造了科技與生產相結合的典範,對黃淮海平原中低產田改造和荒鹼窪地開發治理提供了科研與生產相結合的寶貴經驗。」並向國務院提交了《從禹城經驗看黃淮海平原農業開發的路子》的調查報告。根據禹城經驗,中央做出了在全國開展以中低產田治理利用為主要內容的農業開發工作的決策。
3.禹城農業綜合開發開拓農業發展的新途徑
1988年,中國科學院積極組織力量進入黃淮海平原農業開發主戰場,並將其列為全院重中之重項目,目標是把禹城經驗推向黃淮海平原。90年代,試區提出了「種植業高產高效和農區畜牧業發展技術」,推動了禹城市畜牧業的快速發展;提出「資源節約型高產高效農業發展模式」和「玉米高產高效產業鏈」,推動了禹城低聚糖產業的發展。建成多種類型、各具特色的試驗基地,建立了低溼地整治與魚塘—臺田生態工程試驗基地、季節性風沙化土地整治與經濟林發展試驗基地和重鹽化鹹水窪地整治與水鹽調控試驗基地。
系列配套技術的實施,使禹城農業生產條件得到了極大改善,土地治理項目中堅持的以方田建設為基礎,提出了溝、渠、路、林、橋、涵、閘、井、泵全面配套的開發模式,全市農田基本建設基本達到了田成方、林成網、渠相通、路相連、橋涵閘設施配套,旱澇保收面積達80.0%以上。90年代初全區建成高產高效農田,糧食畝產從建區初期的90公斤到2008年畝產超噸糧,全市糧食總產達75.2萬噸,糧食單產水平和人均糧食佔有量在山東省均位居前10位,被確定為「全國糧食生產基地縣(市) 」。
糧食持續增產以後,為促進禹城農業生產結構優化,1989年初,試區提出了「三群一網」繁育技術體系(優良種公牛群、基礎母牛群、一代商品群、人工授精網),構建了良種繁育、肉牛改良、規模育肥、加工銷售4大畜牧發展體系。1981-2005年,畜禽飼養存欄量由71.89萬頭(只)增加到574.85萬頭(只),畜牧業產值由977萬元增加到10億元以上,佔農業總產值比重由7.5%增加到40%以上。1993年禹城被確定為「國家級秸稈養牛示範縣」,1994年被農業部授予「全國秸稈氨化先進單位」,1995年被評為「全國秸稈養牛十強縣」。同時,蔬菜、瓜果等經濟作物種植也不斷增加。禹城農業生產形成了種養結合、糧食和經濟作物協調發展的優化結構。
4.依靠科技發展,探索以農業科技體制創新促進現代農業發展新路
進入21世紀,禹城試區在已取得的農業快速發展的基礎上,重點是探索中國特色現代農業的路子,實現禹城農業由傳統農業向現代農業過渡。2007年,中國科學院啟動了「耕地保育與持續高效現代農業試點工程」重大交叉項目,禹城站承擔了禹城試區的任務。面對黃河下遊引黃灌溉區糧食生產存在的突出問題,禹城站開展了生態化現代農業技術和模式研究,創建了「四節一網」型現代農業技術體系與模式,其核心技術包括機械化條帶嵌作棲息作物-放養天敵控蟲節藥技術;抗旱品種-畦田規格優化-物聯網技術配水精灌節水技術;控釋肥-變量施肥增效節肥技術;種、肥、水一體化機械作業的保護性耕作節能技術;手機-信息機-計算機聯網的農業信息服務網絡技術。通過「四節一網」模式將農戶-合作社-企業、生產-銷售-市場融為一體,實現專業化服務、規模化生產、市場化運行的節本節資、生態環保的現代化可持續生產。在山東禹城的百萬畝示範結果表明,灌水量減少20%,節約燃油50%,減少農藥50%,肥料利用率提高15-20%,小麥-玉米年畝產超1.2 噸,成為黃淮海平原生態化的新一代現代農業模式。2008年起,禹城 市連續實現了平均畝產過1000公斤,成為「噸糧市」。禹城市現已成為「國家現代農業信息化試點縣(市)」、「山東省農業農村信息化示範基地」。
禹城實現糧食生產持續增長和畜牧業的快速增長之後,在禹城站的幫助下,中科院適時向禹城市轉讓了一項低聚糖生產技術成果。在該技術的推動下,禹城市很快形成了以低聚糖、木糖和木糖醇3大功能糖生產為主體的玉米深加工循環經濟產業群。該市2007年被中國輕工協會定為中國的「功能糖城」,現年生產功能糖110萬噸、產值達100億元、上繳利稅16億元,年加工玉米160萬噸、玉米芯80萬噸,輻射周邊150萬畝玉米種植區,帶動農民增收8000萬元,改變了以往「糧食大縣就是經濟窮縣」的普遍現象與慣常認識。
禹城站研發的可持續高效生態農業為核心的農業技術和生產模式,在山東省、華北平原乃至全國產生了深刻影響。中央主要新聞媒體對禹城試區的工作先後做了大量的報導。記者用美好的語言讚揚了中國科學院的科技工作者在黃淮海取得的成就:「他們用智慧的手,在白茫茫的黃淮海平原塗上了濃濃的綠色」。
二、「黃淮海精神」光芒璀璨
禹城站所處區域被稱為「小黃淮海」,在地理上有典型性和代表性。20世紀60年代,禹城市80萬畝耕地中,鹽鹼地達35萬多畝,漬澇窪地5萬畝,風沙地2.6萬畝。「春天白茫茫,夏天水汪汪,年年白忙活,只見播種不打糧」,是當時農村面貌的真實寫照。
偉大的事業育成偉大的精神。禹城站是我國最早設立的以區域性綜合治理為主要目的一個野外站。幾十年來,禹城站與所有參加黃淮海工作的人們積極投身治理鹽鹼、風沙、旱澇災害的偉大實踐。
他們幾十年如一日,紮根最艱苦的環境,離家別親,吃住在農村,白天在鹽鹼窩、風沙地,大部分同志每年在現場工作6-8個月,同農民一起挖溝栽樹、耕種收穫,不是農民、勝似農民;他們積極探索,埋頭耕耘,辛苦工作,創新實踐;他們蹲點試驗,團結奮鬥,默默奉獻;他們不論酷暑嚴寒,都要深入現場,一心撲在試驗上,認真觀測並記錄下每一個試驗數據;他們月復一月,年復一年,人員換了一茬又一茬,低產田依靠科技變成了中高產田,新一代的科技工作者也在這塊土地上培育成長起來。在治理荒沙、澇窪、鹽鹼地中,他們付出了巨大的勞動,為科學技術轉化為生產力做出了重要貢獻,也共同創造出了「黃淮海精神」:即艱苦奮鬥的獻身精神,協作攻關的團隊精神,深入實際的務實精神,持之以恆的科學精神。這種精神成為黃淮海戰役鮮明的文化特質,成為了推動經濟和科技發展的動力、創造物質財富的偉大力量。
今天,在禹城站的主樓裡,人們可見到李振聲院士2006年5月書寫的「黃淮海精神」大字條幅醒目地掛在牆上。儘管黃淮海科技大會戰已過去了幾十年,但老一輩科學家和科技工作者攻堅破難、敬業進取、顧全大局、大力協作、無私奉獻的事跡和嚴謹的科學精神,至今仍鼓舞與激勵著廣大科技工作者不斷開拓創新,將最美的論文繼續寫在黃淮海平原上。
三、繼往開來,「渤海糧倉」科技示範再譜新篇章
2010年以來,科學家的目光投到了環渤海的陸海接壤處,這裡仍有1000多萬畝鹽鹼荒地和4000多萬畝中低產田。李振聲院士等科學家研究指出,到2020年,該區有增產100億斤糧食的潛力,有望建成「渤海糧倉」。
如今,禹城站承擔了國家重大科技支撐計劃「渤海糧倉」科技示範工程山東項目。以「渤海糧倉」科技示範工程為牽引,自2012年以來,禹城站站長歐陽竹研究員作為渤海糧倉山東片區的首席專家帶領研究團隊繼承發揚「黃淮海精神」,開展了大量的試驗研究、推廣示範和關鍵技術研發集成,創新性開展濱海鹽鹼地治理和糧食高產種植技術的研究,形成了重鹽鹼地、中輕度鹽鹼地和中低產糧田改造與產量提升的綜合配套技術體系,創建形成了高地下水位條件下濱海鹽鹼地改造的新途徑。包括:通過新型高效複合微生物土壤改良材料的研製,實現了濱海鹽鹼地土壤結構快速改良,並通過耐鹽高產小麥玉米品種的篩選應用,基本解決了濱海鹽鹼地高效種植的技術難題;建立和完善了「農機農藝一體化」技術體系,形成了鹽鹼地「小麥-玉米『雙季糧』」和「玉米-玉米『雙季飼料糧(草)』」的種植制度;研發了以土壤水鹽動態和農田小氣候為監測重點,以物聯網技術為支撐的監測網絡和鹽鹼地農作管理決策系統。該套技術體系現已完成試驗示範10萬畝、輻射推廣120餘萬畝。2014年5月23日,汪洋副總理在山東省省長郭樹清、中國科學院院長白春禮等陪同下對禹城站負責的「渤海糧倉」無棣示範區進行了現場考察,充分肯定了以歐陽竹為代表的農業科技工作者長期紮根農村做出的重要貢獻。
工程實施三年,示範面積由2013年16.3萬畝增加到2015年77.3萬畝,糧食總產由2013年0.08億斤增加到2015年11.3億斤,淨增糧食超過8億斤,三年累計輻射帶動周邊631.7萬畝中低產田和鹽鹼地改良,2015年累計帶動新增糧食2.8億公斤。
2011年至2015年,禹城站繼續開展了區域性長期觀測和數據採集、機理研究及試驗示範工作,形成了「華北平原農田生態系統可持續管理和評估」、「華北農田生態系統水和物質循環及其環境效應」、「農田生態系統生境調控機理和高效生態農業試驗示範」等核心成果。
從「黃淮海戰役」的「戰鹽鹼」到推廣現代農業、到承擔「渤海糧倉」科技示範工程山東項目,海濱鹽鹼灘涂將變成富饒的「糧倉」,禹城站為我國實驗地理學的發展、農田生態系統研究、現代農業綜合開發和地方經濟發展做出了重要貢獻!展望未來,禹城站在建設創新型國家和世界科技強國新徵程中將會作出新的更大貢獻。