鹽堿地是全球分布廣泛的一種土地類型，“中低產(chǎn)田”“光板地”“白茫茫的不毛之地”等是人們對鹽堿地的另一種稱謂。中國是鹽堿地分布大國，科學(xué)合理的鹽堿地治理和改良利用對于糧食安全、生態(tài)環(huán)境安全和生物多樣性保護意義重大。如今，生態(tài)文明建設(shè)給國土治理提出了新的要求，需要以更加節(jié)約、生態(tài)、高效的新理念進行鹽堿地治理和開發(fā)利用。中國的科研人員們正在為此孜孜不倦地努力著……

廢棄物變“特效藥”

把工業(yè)廢棄物脫硫石膏用于鹽堿地改良，是一件利國利民的事。王淑娟是清華大學(xué)能源與動力工程系的教授。上世紀(jì)90年代中期，徐旭常院士和陳昌和教授團隊發(fā)現(xiàn)利用脫硫石膏可以改良堿化土壤，她在2000年加入該團隊，至今已在鹽堿地改良領(lǐng)域耕耘了20年。

2004年，中國開始要求所有新建電廠必須配置脫硫裝置，脫硫石膏量隨之急劇增加，成為一種亟需處理的工業(yè)廢棄物。對于電廠來說，這種細顆粒的廢棄物堆積占用大量土地，還會產(chǎn)生揚塵，電廠的處理壓力很大。而脫硫石膏中的鈣可以置換土壤膠體中的鈉，改善鹽堿土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，使其適合作物生長，實現(xiàn)鹽堿土壤的改良，變廢為寶。

別看現(xiàn)在脫硫石膏在鹽堿地治理中的應(yīng)用獲得了廣泛認可，但這件事情最初起步時很難。王淑娟回憶道：“2000年開始，我們與內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的李躍進老師合作，選了40畝寸草不生的鹽堿荒地做實驗。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民當(dāng)時都不相信。他們說，你們不可能在這片地上種出莊稼來?！痹诶罾蠋煹闹С窒拢瑢嶒炄〉昧顺晒?。

內(nèi)蒙古的40畝地治理成功之后，專家進行了現(xiàn)場驗收，一致認為該技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民非常興奮，高興地管他們叫“魔術(shù)師”?！爸两駷橹梗覀冏约焊脑斓柠}堿地有30多萬畝了?！蓖跏缇杲榻B，如今，這項技術(shù)得到了廣泛認可，推廣應(yīng)用面積已超過100萬畝。

當(dāng)白茫茫的鹽堿地長出了綠油油的莊稼，那壯觀的場面是研究人員們最歡喜的時刻。王淑娟說：“我們用無人機航拍，看到荒地一步步地變成可以耕作的土地，看到幾千畝改良后的鹽堿地成為了壯觀的水稻田，人生最有成就感的時刻莫過于此！收獲的堿地大米送給朋友，我會非常驕傲地告訴他們，這是用我們自己的技術(shù)改良的土地種植的綠色有機大米，健康營養(yǎng)！”

盡管石膏在改良利用鹽堿地方面有悠久的歷史，但大規(guī)?？茖W(xué)合理利用脫硫石膏還需要進一步的科學(xué)研究。當(dāng)前，在實際操作層面上，也面臨著很多難題。鹽堿地的種類很多，有的屬于鹽土，有的屬于堿土等，脫硫石膏改良技術(shù)也有其局限性，針對的只是部分鹽堿地類型，比如東北一些地方的鹽堿地就較為合適。而且鹽堿地的治理需要水利設(shè)施的保障、耕種措施的配合等。

盡管如此，這項技術(shù)的適用空間仍然很大。為了推廣這項技術(shù)，清華大學(xué)校友基金會專門成立了一個公司，用來做技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。王淑娟表示，希望更多社會資本能加入到這個領(lǐng)域，期待未來技術(shù)能夠大面積推廣應(yīng)用。

鹽堿地變生態(tài)田

在大興安嶺南麓的吉林白城、松原，黑龍江大慶、齊齊哈爾等地，分布著連片典型的松嫩平原蘇打鹽堿地，這些地方土地沙化和鹽堿化非常嚴重，每年春季都是白茫茫一片。

胡樹文在國外學(xué)習(xí)工作多年后，2006年作為引進人才回國，到中國農(nóng)業(yè)大學(xué)從事新型肥料研發(fā)和鹽堿土壤改良工作。2007年，他的團隊研發(fā)的易降解高分子包膜控釋肥料開展大田試驗，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，他發(fā)現(xiàn)：在正常的田地里施用控釋肥，增產(chǎn)8%-12%；但是在白城地區(qū)中輕度鹽堿地里使用，水稻增產(chǎn)卻能達到18%-20%。當(dāng)時他很吃驚——為什么會這樣？

經(jīng)過反復(fù)試驗，他終于找到了原因：鹽堿地里本底鹽離子比較多，一旦施了速溶的復(fù)合肥(本質(zhì)上也是鹽)，土壤中的鹽離子濃度就更高了，對種苗的傷害更大，作物生長會受到嚴重影響。“既然施肥對作物生長影響這么大，那么配上鹽堿土壤調(diào)理劑，效果應(yīng)該更加明顯。于是我們開始研發(fā)新型鹽堿土壤改良劑和專用肥料，并在實際應(yīng)用中反復(fù)嘗試、對比、優(yōu)化。”胡樹文說道。

從那之后經(jīng)過兩年的摸索、小試牛刀，胡樹文團隊在摸索中逐漸形成了一套完整的技術(shù)方案。

2010年，他們開始在松嫩平原開展幾十畝小面積鹽堿地改良試驗示范，2013-2015年走入大面積試驗示范階段，并逐步擴大規(guī)模，先后建成了百畝、千畝示范方，2017年建成了松原萬畝示范方。重度鹽堿荒地經(jīng)一次改良后，水稻畝產(chǎn)可達500公斤；而采用傳統(tǒng)改良方法，水稻畝產(chǎn)僅50-200公斤。

針對松嫩平原鹽堿土鹽堿并重、土壤結(jié)構(gòu)差、養(yǎng)分供應(yīng)不足等關(guān)鍵問題，胡樹文團隊的創(chuàng)新之處在于，從環(huán)境友好型天然高分子材料角度創(chuàng)新鹽堿地治理?！拔覀儼l(fā)明了兼具置換土壤鈉離子功能與黏結(jié)土壤顆粒功能的天然高分子改性材料，可使鹽堿土形成穩(wěn)定性團聚體，重塑了土壤結(jié)構(gòu)，土壤孔隙度增大，水分對鹽堿離子的淋洗效率提升了10倍以上，并集物理、化學(xué)及生物技術(shù)相結(jié)合，形成獨特的生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系，創(chuàng)建出一整套鹽堿荒地快速脫鹽生態(tài)修復(fù)的工程技術(shù)模式，使鹽堿地脫鹽效率大幅度提高，土壤各項技術(shù)指標(biāo)顯著改善，實現(xiàn)了當(dāng)年修復(fù)、當(dāng)年高產(chǎn)、多年穩(wěn)產(chǎn)?！?/p>

2020年11月29日，在以康紹忠院士為組長的頂級科學(xué)家參加的成果鑒定會上，該成果被鑒定為：整體達到了國際領(lǐng)先水平。

微灌精準(zhǔn)水鹽調(diào)控

2004年，寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室邀請中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所康躍虎研究團隊到寧夏開展工作，希望研究團隊為他們解決青銅峽市金沙灣示范農(nóng)場紅膠泥重度鹽堿地治理開發(fā)的難題。紅膠泥重度鹽堿地的鈉吸附比很高，且質(zhì)地黏重，寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室采用了幾乎國內(nèi)外所有的方法，均未成功。而康躍虎研究員卻毅然回答道：“解決不了的難題正是中科院應(yīng)該研究的?！?/p>

當(dāng)年，研究團隊就布置了滴灌水鹽調(diào)控試驗，發(fā)現(xiàn)盡管三種作物出苗整齊，但生長卻很緩慢，產(chǎn)量很低。經(jīng)過對試驗資料的深入分析，第二年調(diào)整了試驗方案，布置了春季作物的試驗。博士研究生焦艷平和譚軍利更是不畏風(fēng)沙酷暑，一頭扎進試驗田。

功夫不負有心人，這次取得了完全出乎意料的突破性進展，收獲時油葵產(chǎn)量達到590斤/畝左右，接近當(dāng)?shù)攸S河水地面灌溉高產(chǎn)田的2倍，糯玉米的產(chǎn)量達到正常產(chǎn)量的70%，土壤理化性質(zhì)得到很大改善，微生物狀況也很快由水平接近于“零”達到一般農(nóng)田水平。第三年種植的400多畝高粱、番茄、黃瓜等10多種作物生長良好，產(chǎn)量達到高產(chǎn)田的水平。

在敢啃硬骨頭精神的指引下，研究團隊針對銀川平原地下水埋深淺且灌溉水為咸水的次生鹽漬化重度鹽堿地、國際公認最難治理開發(fā)的銀川平原的龜裂堿土(白僵土)重度鹽堿地開展了全面攻關(guān)，均取得重大突破。

2008年，康躍虎團隊從內(nèi)陸鹽堿地擴展到濱海鹽堿地的研究。2011年，剛進入團隊的博士研究生李曉彬，被派到河北曹妃甸區(qū)開展濱海鹽堿地原土植被構(gòu)建方面的試驗研究與示范工作。曹妃甸基地初建時一片荒蕪，研究小組臨時住在20公里外的小鎮(zhèn)上，每天需要坐車往返，為了節(jié)約時間便于開展工作，師兄陳秀龍直接帶著李曉彬在基地搭了頂帳篷，就這樣“睡在窩棚、吃在窩棚”三個多月，有時為了試驗的連續(xù)性，白天晚上還會連軸轉(zhuǎn)觀測和取樣。

經(jīng)過深入系統(tǒng)研究，歷經(jīng)5位博士研究生、2位博士后的參與，康躍虎團隊構(gòu)建起了微灌水鹽調(diào)控濱海鹽堿地植被建設(shè)的理論與技術(shù)，實現(xiàn)了真正意義上的原土植被構(gòu)建，其成本只有客土綠化的1/4—1/3，植物成活率達到90%以上，且生長旺盛、可持續(xù)，并且篩選出了50多種可滿足不同綠化目標(biāo)的喬木、灌木和草本植物。該項成果被鑒定為國際領(lǐng)先水平，不但適用于濱海鹽堿地，而且適宜于內(nèi)陸地區(qū)的各類鹽堿地。

[責(zé)任編輯：楊凡、崔中連]

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