盐碱地是全球分布广泛的一种土地类型,“中低产田”“光板地”“白茫茫的不毛之地”等是人们对盐碱地的另一种称谓。中国是盐碱地分布大国,科学合理的盐碱地治理和改良利用对于粮食安全、生态环境安全和生物多样性保护意义重大。如今,生态文明建设给国土治理提出了新的要求,需要以更加节约、生态、高效的新理念进行盐碱地治理和开发利用。中国的科研人员们正在为此孜孜不倦地努力着……
废弃物变“特效药”
把工业废弃物脱硫石膏用于盐碱地改良,是一件利国利民的事。王淑娟是清华大学能源与动力工程系的教授。上世纪90年代中期,徐旭常院士和陈昌和教授团队发现利用脱硫石膏可以改良碱化土壤,她在2000年加入该团队,至今已在盐碱地改良领域耕耘了20年。
2004年,中国开始要求所有新建电厂必须配置脱硫装置,脱硫石膏量随之急剧增加,成为一种亟需处理的工业废弃物。对于电厂来说,这种细颗粒的废弃物堆积占用大量土地,还会产生扬尘,电厂的处理压力很大。而脱硫石膏中的钙可以置换土壤胶体中的钠,改善盐碱土壤的物理化学性质,使其适合作物生长,实现盐碱土壤的改良,变废为宝。
别看现在脱硫石膏在盐碱地治理中的应用获得了广泛认可,但这件事情最初起步时很难。王淑娟回忆道:“2000年开始,我们与内蒙古农业大学的李跃进老师合作,选了40亩寸草不生的盐碱荒地做实验。当地农民当时都不相信。他们说,你们不可能在这片地上种出庄稼来。”在李老师的支持下,实验取得了成功。
内蒙古的40亩地治理成功之后,专家进行了现场验收,一致认为该技术达到了国际领先水平。当地农民非常兴奋,高兴地管他们叫“魔术师”。“至今为止,我们自己改造的盐碱地有30多万亩了。”王淑娟介绍,如今,这项技术得到了广泛认可,推广应用面积已超过100万亩。
当白茫茫的盐碱地长出了绿油油的庄稼,那壮观的场面是研究人员们最欢喜的时刻。王淑娟说:“我们用无人机航拍,看到荒地一步步地变成可以耕作的土地,看到几千亩改良后的盐碱地成为了壮观的水稻田,人生最有成就感的时刻莫过于此!收获的碱地大米送给朋友,我会非常骄傲地告诉他们,这是用我们自己的技术改良的土地种植的绿色有机大米,健康营养!”
尽管石膏在改良利用盐碱地方面有悠久的历史,但大规模科学合理利用脱硫石膏还需要进一步的科学研究。当前,在实际操作层面上,也面临着很多难题。盐碱地的种类很多,有的属于盐土,有的属于碱土等,脱硫石膏改良技术也有其局限性,针对的只是部分盐碱地类型,比如东北一些地方的盐碱地就较为合适。而且盐碱地的治理需要水利设施的保障、耕种措施的配合等。
尽管如此,这项技术的适用空间仍然很大。为了推广这项技术,清华大学校友基金会专门成立了一个公司,用来做技术的产业化。王淑娟表示,希望更多社会资本能加入到这个领域,期待未来技术能够大面积推广应用。
盐碱地变生态田
在大兴安岭南麓的吉林白城、松原,黑龙江大庆、齐齐哈尔等地,分布着连片典型的松嫩平原苏打盐碱地,这些地方土地沙化和盐碱化非常严重,每年春季都是白茫茫一片。
胡树文在国外学习工作多年后,2006年作为引进人才回国,到中国农业大学从事新型肥料研发和盐碱土壤改良工作。2007年,他的团队研发的易降解高分子包膜控释肥料开展大田试验,经过数据分析,他发现:在正常的田地里施用控释肥,增产8%-12%;但是在白城地区中轻度盐碱地里使用,水稻增产却能达到18%-20%。当时他很吃惊——为什么会这样?
经过反复试验,他终于找到了原因:盐碱地里本底盐离子比较多,一旦施了速溶的复合肥(本质上也是盐),土壤中的盐离子浓度就更高了,对种苗的伤害更大,作物生长会受到严重影响。“既然施肥对作物生长影响这么大,那么配上盐碱土壤调理剂,效果应该更加明显。于是我们开始研发新型盐碱土壤改良剂和专用肥料,并在实际应用中反复尝试、对比、优化。”胡树文说道。
从那之后经过两年的摸索、小试牛刀,胡树文团队在摸索中逐渐形成了一套完整的技术方案。
2010年,他们开始在松嫩平原开展几十亩小面积盐碱地改良试验示范,2013-2015年走入大面积试验示范阶段,并逐步扩大规模,先后建成了百亩、千亩示范方,2017年建成了松原万亩示范方。重度盐碱荒地经一次改良后,水稻亩产可达500公斤;而采用传统改良方法,水稻亩产仅50-200公斤。
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