当年修复 当年高产---国际领先水平盐碱地修复技术诞生记

作者：秦志伟 来源：中国科学报 发布时间：2020/12/9 10:56:38

其他技术改良后（左）和胡树文团队技术改良后（右）对比图。要问我国哪块盐碱地最难改良，东北平原苏打盐碱地绝对可以名列其中。但中国农业大学资源与环境学院教授胡树文偏要知难而上，尝试啃一啃这块硬骨头。抡铁锹、打土钻、挖剖面、取土样、测土样、灌排水……历经十多年攻关，胡树文团队最终研发出天然高分子改性材料改良剂和盐碱地专用肥料，形成了物理、化学及生物相结合的盐碱地生态修复技术体系，实现了当年修复、当年高产、多年稳产。近日，胡树文团队主持的“盐碱地快速脱盐生态修复关键技术与应用”项目完成验收。《中国科学报》记者获悉，以中国工程院院士康绍忠为组长，来自北京大学、中国科学院、中国热带农业科学院、吉林农业大学、中国石油化工集团等专家学者组成的评审组认为，该项目创新性强，整体达到国际领先水平。教授把自己看成作物“我想象自己是一棵东北平原盐碱地里的水稻，琢磨怎么能生长得更好，哪些因素制约了它的发展，再对困难逐个击破。”胡树文表示，“一开始，我要在盐碱土壤里存活，得有免疫力或抗体，如果穿上抗盐的‘外衣’不就可以了吗？”借助高分子材料的知识，胡树文团队研制出了一种长效缓释钙抗盐碱制剂。据胡树文介绍，播种前先把种子浸泡在长效钙里面，种子便具备抗盐碱特性。“如果盐碱地的土壤颗粒像紧紧挨着的‘细腻面粉’，没有缝隙，盐碱怎么可能淋洗掉？所以我们施了脱盐剂，把‘细腻面粉’变成‘大米粒’和‘黄豆粒’的组合，土壤有了缝隙，渗透性提高了，盐碱就能随着水被淋洗掉了。”胡树文告诉《中国科学报》。说起来容易，但做起来难。胡树文团队最开始选择了松嫩平原，这里是由松花江和嫩江冲积形成的平原，盐碱土总面积约为300万公顷，是世界三大苏打盐碱土分布区之一。该地区土壤颗粒结构性差、透水性差、黏结性强、土粒分散，要解决这些问题，谈何容易？面对这块硬骨头，胡树文带领团队成员分析重度盐碱土壤特殊的理化性质，结合盐碱土壤分布区域的气候条件、地势地貌等特点，探究这一难题的障碍因子和解决方法。胡树文介绍，松嫩平原土壤盐碱化严重，且pH和含盐量高，但该地区也不是没有可利用的优势，即地势平坦、地表径流发达、地下水较丰富。老一代科学家陈恩凤教授曾经通过种稻洗盐治理盐碱地，取得了很大成功。胡树文团队针对松嫩平原盐碱土盐碱并重、土壤结构差、养分供应不足等关键问题，成功发明了天然高分子改性材料改良剂、长效缓释微胶囊水溶性钙以及集降盐控释于一体的抗盐缓控释包膜肥料，创建了快速脱盐生态修复重度盐碱荒地工程技术模式，达到脱盐效率大幅度提高。“盐碱荒地示范区实现了当年修复、当年种植、当年高产，第一年平均亩产水稻1000多斤。土地交给种植户，不再继续改良，仍然能实现水稻连年高产、稳产。”胡树文表示，多地的示范结果均证明，一次改良，长期有效。了解土地是为了更好地利用它胡树文介绍，在合作企业的帮助下，目前该团队在吉林省前郭县、大安市、通榆县分别建立了1.1万亩、5000亩、4000亩示范方，还在内蒙古通辽建立1000亩旱地示范方等。“如果不长期扎根在田里，你根本就无法真正了解土地，就不能从根本上解决问题。”胡树文表示，他们团队在各个碱土改良的试点上，抡铁锹、打土钻、挖剖面、取土样、测土样、灌排水……为了提高效率，该团队在通榆县八面乡建立起简易实验室，用于部分土壤指标的测试，便于制定改良和施肥方案。“只要工作时间允许，胡老师时常前往试验基地指导我们开展试验研究，并与同学们同吃同住。”团队成员冯浩杰博士说。包括冯浩杰在内，博士生杜学军以及硕士生闫斌伟、胡灿民等经过长时间的磨练，对盐碱地改良工作已游刃有余。盐碱地上作物长势越来越好，而他们晒得越来越黑。但他们认为是值得的，不仅在于通过自己的努力解决了实际问题，相关工作还得到了同行的高度肯定。评审专家组认为，该项目首次提出“盐碱地快速脱盐生态修复方案”，发明了兼具置换土壤钠离子功能与粘结土壤颗粒功能的天然高分子改性材料，将高度分散的土壤颗粒团聚在一起，形成了稳定性团聚体，使粘闭的土壤孔隙度增大，水分渗透性增加，水分对盐碱离子的淋洗效率大幅度提升，上层表土返盐能力减弱。该团队还发明了长效缓释微胶囊水溶性钙，处理种子或移栽的幼苗，长效缓释钙在种苗表面有效排斥钠离子，缓解钠离子对作物种苗的胁迫。据介绍，相关技术在我国盐碱地分布的主要区域进行了大面积推广与应用，使用区域涵盖以水稻、玉米为主的松嫩平原苏打盐碱地地区，并且辐射到盐碱化、盐渍化区域，如内蒙古赤峰地区甜菜、玉米等作物，通辽草原恢复，巴彦淖尔、包头等地向日葵、玉米、甜瓜等作物；山东、河北、河南、天津等地大蒜、辣椒、甜瓜、中草药以及新疆西瓜、棉花、西红柿等作物，均产生了较大经济效益。“我国盐碱地占总国土面积的10%，其作为重要的后备土地资源，其高效利用对提升我国耕地的生产能力、增加耕地数量和农民收入、保障国家粮食安全，实现‘藏粮于地、藏粮于技’国家战略，确保‘把中国人的饭碗牢牢端在自己手中’，具有重大意义。”胡树文表示，一般情况下，盐碱地集中区域土壤条件和气候环境恶劣，严重限制植被生长，利用价值极低，因此当地人口稀少，发展较为落后，治理盐碱地对脱贫攻坚政策也是很现实的支持。版权声明：凡本网注明“来源：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请在正文上方注明来源和作者