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中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)胡樹(shù)文團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)10多年攻關(guān),讓鹽堿荒地變生態(tài)良田

2022-07-04 11:26:44   

胡樹(shù)文下地檢驗(yàn)土壤改良對(duì)稻田犁底層的影響。

胡樹(shù)文團(tuán)隊(duì)的研究生在試驗(yàn)站里檢測(cè)土壤樣本。以上均為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖

王甲民說(shuō)的“科學(xué)”,指的是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授胡樹(shù)文團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)10多年攻關(guān),探索出的生態(tài)治理鹽堿地工程技術(shù)模式。幾年前,他腳下的這片土地還是白花花的鹽堿地,根本沒(méi)法種植作物,有的地方苗都發(fā)不出來(lái),甚至寸草不生。如今,鹽堿荒地變成了生態(tài)良田,“土地終于有了土地的樣子”?! ∏安痪茫綎|省東營(yíng)市新戶鎮(zhèn)種糧戶王甲民開(kāi)墾的一片鹽堿地上,冬小麥喜獲豐收。王甲民抓起幾棵麥穗,搓了兩把,手上留下飽滿的麥粒,“種地還是要相信科學(xué)。”他不禁發(fā)出這樣的感慨。

根據(jù)不同鹽堿類(lèi)型,發(fā)明了生物基改性材料,使土壤的脫鹽效率提高了十幾倍

在胡樹(shù)文的辦公室墻上,掛著一幅中國(guó)地圖,一顆顆彩色圖釘標(biāo)記著試驗(yàn)點(diǎn)的位置:河套灌區(qū)、松嫩平原、黃河三角洲……他的案頭上,最顯眼的是一本近900頁(yè)的土壤學(xué)專(zhuān)著。“做土壤改良,我是徹頭徹尾的‘門(mén)外漢’,但是好在我比較能學(xué)習(xí),現(xiàn)在理解得比較深入了。”胡樹(shù)文說(shuō)。

這番話不是謙虛。胡樹(shù)文在中科院化學(xué)研究所高分子材料專(zhuān)業(yè)取得博士學(xué)位,即使到了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),最初研究的也是天然高分子材料改性的功能性肥料,跟土壤改良“隔著一道山”。胡樹(shù)文回憶,2008年前后,他在研究功能性肥料時(shí)注意到,鹽堿地對(duì)肥料特別敏感。比如,用酸性肥料能起到中和作用,莊稼就長(zhǎng)得好一些;給肥料包上膜后,肥料溶解得慢,增產(chǎn)更明顯。反之,鹽堿地要是用了速效肥,莊稼很快就“燒苗”了。

“單單一個(gè)肥料的影響就這么大,要是土壤能改良,那有多好!”這讓胡樹(shù)文對(duì)土壤改良產(chǎn)生了極大的興趣,他的研究重心逐漸從功能性肥料轉(zhuǎn)向土壤改良。“這個(gè)想法非常大膽,當(dāng)時(shí)有朋友勸我,‘搞鹽堿地改良,不是你的本行,會(huì)有很多困難’。”胡樹(shù)文卻堅(jiān)持自己的選擇,“科研中遇到的難題,往往是由若干因素限制形成的,不是僅靠一兩個(gè)學(xué)科就能解決的,所以需要多學(xué)科交叉。”

在閱讀很多土壤相關(guān)的文獻(xiàn)和專(zhuān)著后,胡樹(shù)文意識(shí)到,正常土壤和鹽堿土壤的根本區(qū)別在于:正常土壤有團(tuán)粒結(jié)構(gòu),透水、透氣性好;鹽堿土壤顆粒細(xì),無(wú)正常土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為板結(jié)、干硬、不透水、不透氣,因此鹽堿難以隨水洗掉。“如果從改變土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)這個(gè)角度出發(fā),發(fā)明一種生物基的‘粘結(jié)劑’,將細(xì)小的鹽堿土壤顆粒粘結(jié)成大顆粒,人造一種‘團(tuán)粒結(jié)構(gòu)’。這樣,土壤通透性提高了,鹽堿不就能被更快速地淋洗掉嗎?”胡樹(shù)文提出了一個(gè)大膽的想法。

這是一個(gè)全新的思路,而設(shè)計(jì)材料恰恰是胡樹(shù)文的老本行。“如果設(shè)計(jì)出來(lái)的材料通過(guò)配位作用,能像‘八爪魚(yú)’一樣‘抓’住鹽堿土壤里的顆粒,就能促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成。”一邊學(xué)習(xí)、一邊試驗(yàn),不斷思考、不斷深入,胡樹(shù)文就以這樣一種非常規(guī)的方式一頭扎進(jìn)了新領(lǐng)域。“有句話叫‘人過(guò)四十不學(xué)藝’,但我是興趣驅(qū)動(dòng),只要有興趣,馬上就做。雖然我不是學(xué)這個(gè)專(zhuān)業(yè)的,但我從來(lái)不怕學(xué)習(xí)。”

胡樹(shù)文著手試驗(yàn)了多種土壤改良劑,并反復(fù)進(jìn)行篩選,終于根據(jù)不同鹽堿類(lèi)型,發(fā)明了生物基改性材料,無(wú)毒無(wú)害,還能促使土壤團(tuán)聚體形成。這樣一來(lái),土壤的脫鹽效率一下提高了十幾倍,一次性每畝用300立方米淡水即可將耕作層鹽分基本脫除。和其他技術(shù)相比,減少淡水使用量90%以上。

打土鉆、挖剖面、測(cè)土樣、反復(fù)探索優(yōu)化方案,實(shí)地解決在實(shí)驗(yàn)室里很難想到的問(wèn)題

鹽堿地改良是世界性難題,也是復(fù)雜的系統(tǒng)工程。土壤結(jié)構(gòu)、鹽分、養(yǎng)分、微生物群落、作物品種、水利、種植管理等眾多因素交織在一起,互相影響。必須將它們?nèi)空{(diào)整到最佳狀態(tài),作物才能健康生長(zhǎng)。“實(shí)際治理過(guò)程中,要是缺少整體系統(tǒng)化的治理方案,如工程設(shè)施和土壤改良不配套,不僅作物不具備生長(zhǎng)條件,還會(huì)不斷重復(fù)‘脫鹽—返鹽’,效果易反復(fù),改良周期長(zhǎng)。”胡樹(shù)文說(shuō)。

怎么辦?不同于發(fā)明生物基改性材料的“靈光乍現(xiàn)”,這次胡樹(shù)文想出來(lái)的是“笨辦法”:“鹽堿地治理還是要在鹽堿地里展開(kāi)。要想辦法讓鹽堿地長(zhǎng)出莊稼來(lái),就要把實(shí)驗(yàn)室建在田間地頭,優(yōu)化各種技術(shù)參數(shù),在各鹽堿區(qū)域建立起各種治理模式。”

就這樣,胡樹(shù)文帶著團(tuán)隊(duì),一起打土鉆、挖剖面、測(cè)土樣、反復(fù)探索優(yōu)化方案,實(shí)地解決那些在實(shí)驗(yàn)室里很難想到的問(wèn)題。

“天津、河北、江蘇、山東等地的沿海灘涂地下水位淺,土壤易受到海潮侵蝕,改良好的土壤容易重新返鹽。首先要筑堤建閘,控制地下水位,防止返鹽,同時(shí)改良土壤。”

“在河北、山西、內(nèi)蒙古一些區(qū)域,礦化水灌溉帶來(lái)了鹽堿,渠道滲漏抬高地下水位,造成鹽化土壤帶,導(dǎo)致鹽堿與干旱并存。要建立灌排系統(tǒng)、控制地下水位,將鹽分導(dǎo)出;重塑土壤結(jié)構(gòu)、快速脫除土壤耕作層鹽分,同時(shí)節(jié)水灌溉、保持土壤水分。”

胡樹(shù)文站在地圖前,如數(shù)家珍般介紹起各鹽堿區(qū)的情況。這些經(jīng)驗(yàn),來(lái)源于他們團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期“浸泡”在鹽堿地一線,在全國(guó)建立起133個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),挖掘超過(guò)300個(gè)土壤剖面,采集超過(guò)3.2萬(wàn)個(gè)土壤樣品……大量豐富的一手資料,既形成了“數(shù)據(jù)庫(kù)”,也幫助他們創(chuàng)建出系統(tǒng)的治理技術(shù)模式。

經(jīng)過(guò)艱苦探索,胡樹(shù)文團(tuán)隊(duì)在全國(guó)建立了十幾個(gè)大型示范區(qū)。在吉林松原前郭爾羅斯蒙古族自治縣,蘇打型堿土改良示范田里,水稻產(chǎn)量達(dá)到506公斤/畝;在內(nèi)蒙古巴彥淖爾臨河區(qū),向日葵的保苗率顯著提高,產(chǎn)量達(dá)到174公斤/畝;在山西朔州、甘肅酒泉等地種植的旱地作物,當(dāng)年實(shí)現(xiàn)中高產(chǎn)量,第二、第三年即達(dá)到當(dāng)?shù)仄骄a(chǎn)量,示范田在連續(xù)耕種、控制地下水位的條件下,均沒(méi)有出現(xiàn)鹽堿反復(fù)的情況……

在此基礎(chǔ)上,胡樹(shù)文團(tuán)隊(duì)針對(duì)鹽堿土壤的組成和肥力,開(kāi)發(fā)出專(zhuān)用功能性肥料、抗鹽堿種子處理劑和抗逆材料。他們還與國(guó)內(nèi)同行專(zhuān)家緊密合作,致力解決鹽堿土微生物群落結(jié)構(gòu)單一問(wèn)題,開(kāi)展耐鹽品種篩選等,最終創(chuàng)建了以“重塑土壤,高效脫鹽,疏堵結(jié)合,墾造良田”為原則的生態(tài)修復(fù)鹽堿地系統(tǒng)工程技術(shù)體系,不斷地通過(guò)降雨、灌溉將鹽堿從耕作層脫除,并把鹽堿導(dǎo)出。

做科研不能急功近利,要有“流水不爭(zhēng)先,爭(zhēng)的是綿綿不絕”的態(tài)度,更重要的是“把論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上”

鹽堿地大都分布在偏遠(yuǎn)地區(qū),交通不便。胡樹(shù)文每年有七八個(gè)月都在地里,他的學(xué)生在外時(shí)間更長(zhǎng)。他們?cè)谔镩g地頭建起試驗(yàn)站,簡(jiǎn)易的平房,既當(dāng)實(shí)驗(yàn)室、辦公室,也當(dāng)食堂和宿舍。休息時(shí),胡樹(shù)文和學(xué)生們一起擠大通鋪。吃起飯來(lái),七八碗面條往桌上一擺,一盤(pán)豆芽炒肉、一盤(pán)尖椒豆皮,師生們一起吃得很香……

吃住都不講究,開(kāi)展試驗(yàn)卻從不馬虎。為了測(cè)試土壤,胡樹(shù)文有時(shí)顧不上穿靴子,赤著腳站在稻田里踩一踩,他說(shuō)“這比穿靴子更能了解土壤的犁底層情況”。為了采集鹽堿土樣,學(xué)生們跳進(jìn)土坑挖剖面,一蹲就是半天,風(fēng)吹日曬,讓這些90后年輕人的皮膚像老農(nóng)民一樣黝黑。“我的學(xué)生們都是好樣的!他們有很強(qiáng)的使命感,對(duì)鹽堿地治理事業(yè)有著無(wú)限的熱愛(ài)。他們?nèi)〉玫狞c(diǎn)滴進(jìn)步,都使我很快樂(lè)。”胡樹(shù)文的話里透著驕傲。

都說(shuō)“做給農(nóng)民看,帶著農(nóng)民干”,胡樹(shù)文在地里“多”做了一件事,就是向農(nóng)民學(xué)習(xí)。“對(duì)于我們搞農(nóng)業(yè)的來(lái)說(shuō),農(nóng)民朋友是最接地氣、最有經(jīng)驗(yàn)的老師。他們有豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂?、種植條件更熟悉,也真正了解鹽堿土壤存在的各種問(wèn)題,積累下來(lái)一些碎片化的經(jīng)驗(yàn)。”胡樹(shù)文說(shuō),“我們的理論知識(shí)剛好能把農(nóng)民朋友這些碎片化的知識(shí)串起來(lái),從而更快地形成科學(xué)的系統(tǒng)的治理模式。”

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在鹽堿地治理方面有著深厚的積淀。得益于學(xué)校多學(xué)科優(yōu)勢(shì)及各方面的支持,胡樹(shù)文團(tuán)隊(duì)集合了育種、水利、土壤、肥料、栽培等多個(gè)領(lǐng)域的教授和研究生,全方位開(kāi)展鹽堿地治理試驗(yàn)示范。“學(xué)生來(lái)團(tuán)隊(duì)前,科研經(jīng)歷普遍比較少,對(duì)科研工作了解也不多,每個(gè)學(xué)期開(kāi)學(xué),我都會(huì)和學(xué)生座談,和他們交流自己幾十年來(lái)的科研經(jīng)歷和心得。”胡樹(shù)文說(shuō),自己經(jīng)常告訴學(xué)生,做科研不能急功近利,要有“流水不爭(zhēng)先,爭(zhēng)的是綿綿不絕”的態(tài)度。

胡樹(shù)文搞土壤改良,是先做工程和技術(shù)模式,發(fā)表論文反倒放在了后面。“最近幾年,我們工程技術(shù)模式做得已經(jīng)很成熟了,論文發(fā)表的情況也很不錯(cuò),因?yàn)榈搅诉@個(gè)階段,發(fā)論文是水到渠成的事。”他說(shuō),“更重要的是‘把論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上’,治理鹽堿地,就是要想方設(shè)法讓鹽堿地長(zhǎng)出莊稼來(lái),而且產(chǎn)量要比較高。不斷圍繞著鹽堿地中的各種問(wèn)題,反復(fù)推敲、試驗(yàn)、反饋,直至解決問(wèn)題。這是新時(shí)代賦予我們的使命,也是我們最值得自豪的地方。”

來(lái)源:人民網(wǎng)

編輯:牛姣

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