作为人口大国，我国一直面临粮食安全问题的种种挑战。数据统计显示，从2003年到2013年，我国粮食生产已实现连续10年增产，粮食总产从8614亿斤增加到12038亿斤，共增加了3600多亿斤。
不过，早在2010年粮食“七连增”时，中央农村工作领导小组副组长陈锡文就撰文指出：“粮食连续增产的时间越长，可能离减产的拐点也就越近。而在中国现有的农业资源条件和生产水平下，中国农产品的综合消费水平实际上已经超过了农产品的综合生产能力。”为此，他担忧，我国粮食安全形势依然严峻。
李振声在分析我国粮食生产发展的各个阶段后提出，必须加大对中低产田的改造力度，才能保证粮食总产持续稳定增长。2011年8月，李振声在《中国科学院院刊》上发表文章指出，作为黄淮海平原的一部分，环渤海地区除了现有耕地4000万亩外，还有盐碱荒地1000万亩，具有较大的增产潜力。
“其主要问题是盐碱危害严重，有水但质量不好，开发有难度，但相比西部缺水地区要容易一些。”李振声强调。
文中，李振声信心十足地写道：“到2020年，环渤海地区具有增产100亿斤粮食的潜力，有望建成‘渤海粮仓’。”这是“渤海粮仓”首次在公开出版物中被完整阐述。
实际上，早在上世纪80年代的“黄淮海战役”中，有关在环渤海地区提高粮食产量的计划已经开始酝酿。
1985年至1987年，在多年粮食大幅度增产的情况下，我国粮食总产量出现了徘徊不前的局面，3年来不仅没有增产，反而累计减产了1000多亿斤。同时，全国人口净增5000万人，人粮矛盾不断加深。
中科院27个研究所投入河北、山东、河南、安徽等4省的农业主战场，启动了以盐碱地治理和中低产田改造为主的农业科技战役。
李振声回忆：“中科院的400多名科技人员，长年累月在荒郊野外的沙滩上、鱼池旁、盐碱窝建房为家，夜以继日辛苦工作，十分感人。这就是我们后来推崇的‘黄淮海精神’。”
到上世纪90年代初，黄淮海平原粮食低产的状况得到了扭转。特别是河南封丘县的“万亩盐碱地治理示范方”，粮食平均亩产达1000斤，远超其他县区产量。
1993年，原来重灾低产区的8个地市粮食总产净增56亿公斤。至此，“黄淮海战役”取得了阶段性胜利。
在这场战役中，科学家认识到，黄淮海平原地下水埋深浅、含盐量高，地下水通过毛细现象向地表移动，水蒸发后盐就留在了地表。因此，通过引黄灌溉洗盐和打井抽出地下水以阻断其向地表移动的方法，初步解决了土地盐碱化的问题。
然而，“黄淮海战役”后，在环渤海的陆海接壤处，仍然有1000多万亩盐碱荒地，和4000多万亩中低产田。在这些土地里，含盐量千分之三以下的可以种棉花，但产量不高；千分之三至五的只能种部分耐盐植物；千分之五以上的重度盐碱地，如未改造则难以利用。
同时，这些地区海拔低于20米，地下水埋深更浅，无法继续沿用“黄淮海战役”的老方法对抗盐碱。要实现“渤海粮仓”，必须从多方面进行科技攻关。
科学家在黄淮海平原中低产田治理攻关任务中积累了丰富经验，突破了一批盐碱地治理、咸水灌溉和耐盐小麦新品种培育等关键技术，有望在环渤海地区实现扩面积、增单产、水保障、创高值的目标。
2013年，中科院投入2000万元、科技部投入1亿元，“渤海粮仓科技示范工程”正式实施。这意味着后“黄淮海战役”正式打响。
咸水浇灌新品种
河北东部的低平原地区流传着一句俗语：“春天白茫茫，秋季水汪汪，十年九不收，糠菜半年粮。”如今，科学家竟然要将这里变成“粮仓”，乍一看，这个设想着实大胆。
事实上，李振声当时提出“粮仓”的信心与决心，来源于近30年来科学家在这一地区累积的科学技术。2010年春节前后，刘小京按照惯例到李振声家里拜访。“我们谈论起环渤海地区盐碱地科技攻关的一些问题。”作为中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心南皮生态农业试验站站长，刘小京回忆，“讨论中，李院士提出，这个地区有可能大幅度增加产量，就叫‘渤海粮仓’吧。”
刘小京很赞同“粮仓”这个名称：“30年以来，我们积累了很多比较成熟的盐碱地治理新技术，计划建成‘粮仓’也是有底气的。”
针对环渤海地区土地无法彻底脱盐的现实，科研人员开始从培育耐盐品种入手。
李振声介绍，科研人员让普通小麦与美国耐盐植物偃麦草进行杂交，使普通小麦获得了耐盐的“性格”。
“偃麦草有70对染色体，小麦有40对染色体，本身难以杂交成功。”站在南皮站实验楼大厅里的小麦标本面前，李振声感慨万千，“两代人经过了几十年的艰苦努力，才培育出了稳定的小偃系列新品种。”
记者在南皮试验站看到一株株低矮而壮实的小麦，这就是李振声培育的耐盐小麦新品系之一“小偃60”。刘小京告诉记者，“小偃60”是李振声为了纪念新中国成立60周年而命名的新品种。试验证明，“小偃60”具有较强的抗盐性，甚至能在含盐量为千分之四的土地里生长，比传统“冀麦32”增产约22%。
而小偃系列中另一种被称为“小偃81”的耐盐小麦则比“小偃60”长得更低矮，秸秆韧性较好，籽粒品质高。如今，“小偃81”在中轻度盐碱地已实现大规模示范，亩产约900斤，最高达到1000多斤，实现了产量翻番。
南皮站不仅选育了系列小麦新品种，2013年，该站选育的HN866玉米组合在核心示范区产量达1125斤，比传统品种增产15.8%，“科玉1号”玉米新组合亩产也增产13%。
在南皮县所在的环渤海低平原气候条件下，小麦生长季的降水并不能满足其生长所需。因此，小麦丰产稳产必须依靠灌溉。
刘小京和同事认识到，南皮县所在的环渤海低平原地区淡水资源极为匮乏，但地下咸水资源丰富，开发利用咸水、微咸水资源潜力巨大。
多年来，他们利用咸水和微咸水混合灌溉小麦，创立了“咸淡水分根交替灌溉技术”。“南皮站田间试验结果表明，在拔节期利用微咸水灌溉“小偃81”冬小麦，比不浇灌的旱作增产12%~30%，与淡水灌溉相比也没有减产。”刘小京说。
同时，南皮站与河北省海兴县合作建立了100亩的“滨海盐碱地高效利用示范区”。他们按照“适盐治盐，以盐治盐”的原则，利用“冬季咸水结冰融水入渗技术”等技术手段对土壤进行改造，使土壤中的含盐量降低到千分之三左右。
他们还在经改造的土地上栽种了棉花、甜菜、油葵等适盐植物和经济植物。其中棉籽产量达到了246公斤每亩，油葵产量达到182公斤每亩，甜菜达到5吨每亩的产量。
南皮站针对盐碱地增产的一系列技术研发与实践经验得到了李振声的高度评价。李振声说：“南皮的今天就是环渤海盐碱地的明天。”
微生物改造土壤结构
5月中旬，山东无棣县西小王镇赛尔农场上，寇义祥端详着眼前宽阔的麦地。一年前，寇义祥和朋友承包了这片超过1万亩的土地。如今，密密麻麻的麦苗上坠着沉甸甸的麦穗，预示着丰收。
而与赛尔农场几十米之隔的土地上却寸草不生，二者形成鲜明的对比。魔法般的变化让寇义祥成了当地远近闻名的种粮明星。“这可不是我的功劳，”谈起自己的秘密，寇义祥告诉《中国科学报》记者，“是科学家的功劳。”
在整个环渤海地区，山东无棣县境内的这片土地海拔更低，地下水埋深更浅，土地盐渍化程度更高。据中科院地理所研究员、中科院禹城综合试验站站长欧阳竹介绍，根据土壤盐渍化的科学原理，处理土地盐渍化的一般方法主要是通过打井抽出地下咸水，在地下水位降低后，便无法再通过毛细现象泛出地表。“但是，在滨州、东营等海拔高度不足4米的地区，打井抽水也不能有效地降低盐渍化程度。”欧阳竹告诉记者。
2010年，在中科院禹城试验站工作了30年的欧阳竹意识到，要解决土壤严重盐渍化的问题，还可以从改造土壤结构入手。他分析：“如果想办法增加土壤大团粒，毛细管直径变大，毛细现象不存在了，盐也就上不来了。”
随后，研究人员印证了这一想法的可行性。一种称为“ETS微生物土壤改良资材”的有机肥研制成功。据记者了解，这是一种利用养殖业畜禽粪便和农业有机废弃物材料，采用高效微生物复合菌种和创新的微生物两步法发酵工艺制造的专用微生物土壤改良材料，被当地人称为ETS有机肥。
2010年，在东营市利津县毛坨村一块地表含盐量超过4.5%的重盐碱地上，欧阳竹和同事在播种棉花前进行了一次灌溉洗盐后，施以ETS有机肥。他们惊讶地发现，施用ETS有机肥的土地上竟然长出了棉花。经过分析，欧阳竹得出结论，这种ETS有机肥增大了土壤团粒结构，阻断了地下咸水上升的毛细现象。
2011年10月，中科院、山东省科技厅在无棣县水湾镇选取了40亩低产棉田，利用ETS有机肥改良土壤并种植“小偃81”优质小麦新品种，开启了“渤海粮仓”项目在无棣的小范围先期攻关试验。这批小麦亩产达315公斤，接近全县普通良田的产量，创下了中度盐碱地种植小麦成功并获高产的纪录。
2013年，渤海粮仓沾化核心示范区应用“小偃81”和ETS微生物土壤改良资材这两项关键技术，取得了小麦单产最高898斤、平均亩产600斤，玉米单产最高800斤、平均亩产620斤的好成绩。
目前，无棣生产基地已向渤海粮仓示范区供应约7000吨微生物土壤改良资材，按每亩施用150公斤计算，约合47000亩的使用量。赛尔农场的土地上，寇义祥已经开始广泛使用这种有机肥。在他看来，喜获丰收正是ETS有机肥的功劳。
为了在更大范围内推广，滨州市已启动ETS微生物土壤改良资材产能扩大项目，计划3年内逐步将产能扩大到年产5万吨。欧阳竹分析，按照重度盐碱荒地第一年改造用量每亩需400公斤测算，每亩投入1000元左右，预计可改良重度盐碱荒地12万亩。
加力最后一公里
尽管“粮仓”目标提出时，科学家对农业技术已有较大把握，但是，新的农业技术从试验站真正走向田间地头，还有很长一段路。
河北南皮县农业局局长崔玉玺表示，目前，尽管示范田面积不断扩大，但要真正实现盐碱地上粮食增产，还得依靠广大农民。为了解决渤海粮仓农业技术“最后一公里”的问题，南皮县农业局农技推广站建立了一支由110名农技人员组成的庞大队伍。“其中包括5名研究员、18名副研究员级别的农技推广员。”崔玉玺说，“这支队伍分属4个中间站，下到最基层的村庄中。”
赵玉芝便是其中一员。她认为，改变农民对新技术的旧意识是走完“最后一公里”的关键。
2009年，遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心及南皮试验站与南皮县农业局合作，开始在脱盐中低产田示范种植“小偃81”。赵玉芝回忆，当地村子里有村民一开始并不接受，因为担心来年收成而拒绝种植新品种。她告诉《中国科学报》记者：“1年后，他们亲眼看到，位于白坊子村的示范田突破了这个地区冬小麦单产新纪录，便自愿加入了种植‘小偃81’的队伍。”
2010年4月，成功种植小偃81的白坊子村示范田正式成立“南皮县小偃谷物种植专业合作社”。在李振声看来，合作社以“小偃”命名，本身就包含了当地农民对新品种的极大信赖。
该村党支书白普青介绍，目前全村170多户全部入社，耕地约1500亩。合作社已对土地实施统一经营和管理，包括种子、化肥、农药的统一购买，耕作、种植、浇水、施肥、植保、收获等，明显地提高了农业生产效率，也增加了农民收益。
山东沾化县冯家镇李家村村民张汝和也是新科技的受益者之一。他曾通过土地流转，以每亩500元的价格承包了山东万亩“渤海粮仓”科技示范区内的4000多亩地，于2012年起开始种植“小偃81”。之前，张汝和一直在这块地上种植棉花，近年来由于棉花市场价格走低，人工成本上涨，他赔了不少钱。
在盐碱地上种小麦是张汝和从来没有想过的事情，所以“第一季播种时，心里没底”。
等到收割时，张汝和心中的石头才落了地。如今，第二季的小麦即将收割，张汝和喜滋滋地说：“估计今年能达到每亩800斤！”
长期扎根农村基层的欧阳竹指出，实现“渤海粮仓”的目标，在前期实施过程中，涉及项目区土地流转、基础设施配套、生产资料供应、综合服务保障等因素，投入较大，未来“扩面提质”亟须中央统筹整合现有惠农政策及行政力量，为确保国家粮食安全打牢基础。
目前，“渤海粮仓科技示范工程”项目实施1年多来，已在河北、山东、辽宁和天津的27个县市建立了36个试验示范基地，总面积4万多亩，示范面积28万亩，辐射带动500余万亩。
无论在技术上还是推广上，“渤海粮仓”的增粮奇迹正在进行着“最后一公里”冲刺。