2023-09-08 10:03:26
山東東營往日的荒灘鹽堿地已優(yōu)化成為廣利河森林濕地公園。
呼和浩特鹽堿地土壤改良見成效，黑翅長腳鷸在稻田里嬉戲。
山東壽光羊口鎮(zhèn)的鹽田。
鹽堿地治理有反復性、長期性、頑固性、技術(shù)復雜性，要根據(jù)成因、當?shù)貤l件，來綜合判定應當采用的方式。目標要明確、方法要系統(tǒng)，才能確?？沙掷m(xù)發(fā)展。
“你看，這就是當年非常典型的鹽堿地。放眼望去，白茫茫一片，周圍還有大面積荒草地?！苯?，在接受科技日報記者采訪時，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所副研究員王婧向記者展示了內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市河套灌區(qū)鹽堿地改良前后的對比照片，“曾經(jīng)的不毛之地，綠油油的作物正在蓬勃生長”。
王婧回憶說，2010年一次實地考察時，一位老農(nóng)民駕著驢車過來，聽說他們是來改良鹽堿地的，激動地請他們喝不咸的“待客水”。但那水仍舊很咸，要想喝到不咸的水，太困難了！
“地里隨處可見白花花的鹽結(jié)皮。這一幕深深觸動了我，我感受到當?shù)厝藢χ卫睇}堿地的渴望?！蓖蹑好碱^微蹙，“雖然上世紀70到90年代鹽堿地改良技術(shù)有過輝煌時刻，但到2010年左右，鹽堿地改良技術(shù)進入‘發(fā)展相對緩慢期’?！?/p>
今年5月，習近平總書記在河北考察旱堿麥種植推廣及產(chǎn)業(yè)化情況時指出，開展鹽堿地綜合利用是一個戰(zhàn)略問題，必須擺上重要位置。
華夏大地上，包括王婧團隊在內(nèi)的科研人員，正孜孜不倦地努力著，他們用掌握的多種科學技術(shù)成果，“喚醒”鹽堿地這類寶貴資源。
鹽堿地治理，一直是“老大難”問題
鹽堿地遍布全球六大洲80多個國家，面積超過8.3億公頃，是威脅土地健康的世界性難題之一。許多國家的研究人員正試圖啃下這塊“硬骨頭”。
沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的植物生理學家凡妮莎·梅利諾告訴記者：“沙特阿拉伯王儲最近宣布了一項被稱為‘智能農(nóng)業(yè)’的戰(zhàn)略，用農(nóng)業(yè)新技術(shù)支撐鹽堿地治理?！?/p>
目前兩個比較成功的國外治理案例：荷蘭的暗管排水技術(shù)主要用于田間治理漬害和防治土壤鹽堿化，不過，它消耗的水資源量大，且投資成本高；而以色列在滴灌技術(shù)方面有專長，這種技術(shù)可以大大減少水資源浪費，實現(xiàn)獨具特色的高效節(jié)水型農(nóng)業(yè)發(fā)展。
據(jù)了解，全球范圍內(nèi)，還有一些研究人員正利用基因編輯技術(shù)試圖提高植物的耐鹽性和產(chǎn)量。
我國的鹽堿地面積大，達15億畝，類型多、分布廣，總量在全球排第三位，具有開發(fā)利用潛力的鹽堿地約5億畝。
隨著農(nóng)業(yè)耕地資源短缺情況加劇，國家對拓展農(nóng)業(yè)資源總量有著重大需求，鹽堿地作為后備耕地資源，不能再繼續(xù)“沉睡”。
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所助理研究員張宏媛介紹說，根據(jù)地理區(qū)位、氣候條件和鹽堿成因，我國鹽堿地可大致分為五大類型區(qū)，即西北內(nèi)陸鹽堿區(qū)、東北松嫩平原鹽堿區(qū)、濱海鹽堿區(qū)、黃淮海平原鹽堿區(qū)和黃河上中游鹽堿區(qū)。
在該所資源樓實驗室里，記者看到，這里培育著許多生長于鹽堿土中的植物。研究生郭捷告訴記者，她正在培育的是向日葵，其目標是測試不同微生物菌劑對植物在鹽堿土壤中生長和耐受脅迫的影響，包括生理指標和性狀的測定等。
張宏媛表示，這是我國鹽堿地改良途徑中的生物措施，除此以外，還包括農(nóng)藝措施、化學措施和工程措施等。
中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授胡樹文提出：“鹽堿地治理是系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，需要多學科、多維度的研究?！?/p>
尋找“吃鹽”植物，力求實現(xiàn)“以種適地”
我國可利用的鹽堿地，在新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)就達到1.16億畝。鹽堿地是新疆發(fā)展傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和綠洲農(nóng)業(yè)必須戰(zhàn)勝的頑疾。
1982年，從西北農(nóng)林科技大學土壤農(nóng)業(yè)化學系畢業(yè)后，中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所研究員田長彥就來到了新疆?！爱敃r，我跟著老專家開展第二次全國性土壤普查工作。我看到地里白花花一片，像下了雪一樣。但那不是雪，是鹽堿。”田長彥說。
今年中央財經(jīng)委員會第二次會議還提出了“以種適地”同“以地適種”相結(jié)合。田長彥感慨道：“中央的決策高瞻遠矚！”
過去，鹽堿地治理“以地適種”占主導地位，即治理鹽堿地適應作物，對“以種適地”新理念，即選育耐鹽堿植物適應鹽堿地，認識不深。他認為，新疆鹽堿地治理面臨最大的問題是缺乏水資源，在這種情況下，應該轉(zhuǎn)變思路，以種適地，才能打好豐產(chǎn)的基礎(chǔ)。
但究竟怎么實現(xiàn)“以種適地”？田長彥帶領(lǐng)團隊把目光投向了鹽生植物。團隊測試了三種類型：聚鹽植物、泌鹽植物和拒鹽植物。
拒鹽植物如蘆筍，可以通過在根系外表形成硅膜和一些鹽的離子通道對鹽進行排斥。泌鹽植物如枇杷柴，可以把吸收進體內(nèi)的鹽通過蒸騰作用分泌出來，但這又導致鹽分重新返回地里。
聚鹽植物又被田長彥叫作“吃鹽”植物。他表示，“吃鹽”植物可以把鹽分貯存在葉泡里而不影響自身生長。利用這種植物把鹽分吸收，再把它移走，土壤中的鹽分就會降低。因此，“吃鹽”植物對改良鹽堿地可能會產(chǎn)生最佳效果。
該團隊從“吃鹽植物”中篩選出耐鹽性較強、產(chǎn)量比較高的鹽地堿蓬、野榆錢菠菜、鹽角草、高堿蓬等，在每千克耕層土壤中含可溶鹽25克的鹽堿地試種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每畝鹽地堿蓬能收獲1.58噸干草，并帶走400多公斤鹽，同時改善土壤理化生物特性，促進土壤脫鹽。種植后第一年，土壤鹽分就降低了40%，第二年降低了60%以上，第三年降低了85%到90%，使鹽堿地成為能正常耕種的土地。
這三年時間里，田長彥團隊也在尋求與公司合作，將鹽地堿蓬做成飼料牧草，每畝地凈收入1000元。這不僅延長了整個產(chǎn)業(yè)鏈，還解決了南疆部分地區(qū)飼料短缺問題。
最近，田長彥發(fā)現(xiàn)，南方紅壤的酸化問題非常嚴重，這是因為土壤缺鹽導致的。而鹽生植物生物炭的鹽含量達20%到40%。目前，他們正嘗試將鹽生植物制成生物炭這一技術(shù)推廣到南方紅壤地區(qū)。
系統(tǒng)工程強修復，重塑鹽漬化土壤結(jié)構(gòu)
胡樹文從2008年開始研究鹽堿地治理。當時，他使用了天然高分子纖維素材料，特別是以纖維素作為基礎(chǔ)改性材料，制作了包膜緩釋肥料。他發(fā)現(xiàn)，這種肥料在鹽堿地上的效果遠好于普通肥料，可以顯著提高作物產(chǎn)量。
隨后，胡樹文團隊創(chuàng)建了“重塑土壤結(jié)構(gòu)高效脫鹽”生態(tài)治理鹽堿地系統(tǒng)工程技術(shù)模式。
“我們開發(fā)出系列新型生物基改性材料，促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成，土壤通透性增強，入滲脫鹽效率進而大幅提升。”胡樹文向記者介紹說，“我們還發(fā)明了新型抗鹽堿功能肥料、抗逆種子處理劑，可以重塑土壤功能。采取‘疏堵結(jié)合’策略，能控制地下水位、阻隔鹽水蒸散通道、將鹽分從區(qū)域?qū)С?，最后把鹽堿地墾造成生態(tài)良田。”
胡樹文向記者展示了其團隊在吉林白城、吉林松原、山東東營、江蘇鹽城、內(nèi)蒙古巴彥淖爾和新疆巴音郭楞等地的土壤改良案例。
2016年，他們在吉林省白城市大安市創(chuàng)建了“鹽堿土生態(tài)治理系統(tǒng)工程技術(shù)模式”，經(jīng)全國知名科學家?guī)资维F(xiàn)場測產(chǎn)，鹽堿荒地均實現(xiàn)了當年修復、當年高產(chǎn)（水稻產(chǎn)量達500公斤/畝）、連年穩(wěn)產(chǎn)（500—650公斤/畝），一次改良，連續(xù)多年有效。
今年6月6日，胡樹文應邀到聯(lián)合國糧農(nóng)組織總部做了關(guān)于題為“鹽漬化土壤的生態(tài)修復”的專題演講，將中國鹽堿地防治方案帶出了國門。
王婧所在團隊開發(fā)的“高效阻鹽與快速培肥擴容增效技術(shù)模式”，也在河套灌區(qū)五原縣中重度鹽堿地得到應用。結(jié)果表明，植物根區(qū)每千克土壤含鹽分僅為0.06克，比常規(guī)秸稈還田、地膜覆蓋、耕翻等單項技術(shù)措施分別低35.11%、133.78%、276.89%。土壤有機質(zhì)增加6%—12%，作物產(chǎn)量提高36%—55%。研究結(jié)論是，該技術(shù)模式可改土降鹽和改善微環(huán)境，實現(xiàn)鹽堿地的長效利用。
回首過往，胡樹文自信而欣慰的是，其開發(fā)的鹽堿土壤治理模式，理論上有望為國家新增大量優(yōu)質(zhì)耕地，將大面積中低產(chǎn)田高效改良為中高產(chǎn)田，將鹽漬化退化草場生態(tài)修復成優(yōu)質(zhì)牧場，對緩解國家糧食安全問題及減少畜牧產(chǎn)品進口具有重大意義。
綜合開發(fā)巧利用，“光板地”變大糧倉
2023年中央一號文件強調(diào)，持續(xù)推動由主要治理鹽堿地適應作物向更多選育耐鹽堿植物適應鹽堿地轉(zhuǎn)變，做好鹽堿地等耕地后備資源綜合開發(fā)利用試點。
對此，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員李曉彬有自己的思考：“我們需要在兩方面同時發(fā)力。一方面是選育種植適應性植物，另一方面是改善土壤鹽堿性。通過這種雙向的努力，可以實現(xiàn)適生種植和土壤改良的相互促進，從而實現(xiàn)更加生態(tài)友好、綠色低成本且可持續(xù)的鹽堿地治理方式。”
作為我國重要的商品糧和畜牧業(yè)基地，東北地區(qū)鹽堿地面積居世界蘇打鹽堿化土壤前三位，不僅制約著區(qū)域農(nóng)牧業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展，而且對國家糧食和生態(tài)安全造成不利影響。
李曉彬介紹說，東北蘇打鹽堿地的改良面臨諸多挑戰(zhàn)，例如土壤透水性差、堿性強、養(yǎng)分含量低和微生物存活難等。針對這些問題，研究人員采取了綜合治理方式。通過添加石膏等物質(zhì)，利用其中的鈣離子置換土壤中的鈉離子，再添加牛糞和秸稈等進一步改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥地力，提高土壤的保水能力和通透性。通過種稻灌溉，促進鹽分淋洗，為水稻根部區(qū)域創(chuàng)造了適宜的生長環(huán)境。這種方法不僅可以改良土壤，還能收獲農(nóng)作物。
如今，曾經(jīng)“干旱則板結(jié)，多雨則內(nèi)澇”的“光板地”已是四處稻花飄香。
莫道農(nóng)家無寶玉，沃野千里皆是金。在東北蘇打鹽堿地區(qū)，通過種植水稻來改良鹽堿地的方案已經(jīng)得到廣泛推廣，真正實現(xiàn)了鹽堿地變產(chǎn)糧地。此外，李曉彬介紹說，鹽堿荒地改造為耕地后，當?shù)匾呀?jīng)形成了以“占補平衡”方式出售耕地指標的經(jīng)濟治理模式。這種模式以經(jīng)濟效益推動了鹽堿地綜合治理，并為治理效果的可持續(xù)性提供了反哺資金支持。
“為了更好地應對新形勢下的新要求，需要突破育種技術(shù)，開發(fā)更優(yōu)良、耐鹽堿性更好的品種。同時，保護和利用種質(zhì)資源也是重要的方向，其中也包括微生物種質(zhì)資源的保存和應用?！崩顣员蜓a充道。
現(xiàn)代灌溉技術(shù)齊上陣，提升水質(zhì)不積鹽
烏梁素海是我國第八大淡水湖，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市烏拉特前旗境內(nèi)。
夏季，這里水草豐茂、候鳥云集。然而，被稱為黃河生態(tài)安全“自然之腎”的烏梁素海曾變得“傷痕累累”。
“黃河百害，唯富一套”。黃河“幾”字彎頂端正是位于巴彥淖爾市的河套灌區(qū)。據(jù)李曉彬介紹，烏梁素海一度成為河套灌區(qū)的“承泄區(qū)”。由灌溉淋洗出的鹽分、化肥、農(nóng)藥等隨排水進入烏梁素海，使其水質(zhì)受到嚴重影響。同時，河套灌區(qū)常年采用大水漫灌、灌多排少等不合理方式，導致地下水埋深淺，僅為1.5米到0.5米之間。特別是灌溉后，部分區(qū)域地下水很快上升到距地表0.5米左右，淺水位加上強蒸發(fā)，次生鹽漬化嚴重，鹽堿地也因此形成。
“現(xiàn)在，該地區(qū)正逐步改進灌溉方式，曾經(jīng)的大灌大排改成了精灌控排，并逐步采用滴灌等現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉技術(shù)。鹽漬化得到一定遏制，烏梁素海這顆‘塞上明珠’也重煥光彩?！崩顣员蛘f。
鹽隨水來，鹽隨水去，水既是土壤積鹽的因素，又是土壤脫鹽的載體，鹽堿地開發(fā)和產(chǎn)能提升最重要的因素之一就是水資源。
李曉彬認為，在鹽堿地治理中，需要解決水資源有限、土壤質(zhì)量差、排水困難等問題。特別是針對不同類型和鹽堿化程度鹽堿地，需要采取相應的策略。同時，為了實現(xiàn)可持續(xù)的鹽堿地治理，要關(guān)注水質(zhì)治理和排水排鹽對生態(tài)環(huán)境的影響，也要引入機械化和智能化裝備來支撐規(guī)?；图s化農(nóng)業(yè)發(fā)展。
李曉彬說：“我們要用可持續(xù)性的方式改良鹽堿地。在未來的鹽堿地治理中，需要綜合考慮排水和源頭治理，同時關(guān)注區(qū)域生態(tài)環(huán)境與上下游的協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)鹽堿地治理與生態(tài)保護的雙重目標?！?/p>
目標要明確、方法要系統(tǒng)，治理不能“一刀切”
世界各地，甚至是我國國內(nèi)不同類型鹽堿地的治理方案都有所差異。種種案例表明，治理鹽堿地不可能“一刀切”，也不會有“萬金油”。
田長彥強調(diào)，鹽堿地治理有反復性、長期性、頑固性、技術(shù)復雜性，要根據(jù)成因、當?shù)貤l件，來綜合判定應當采用的方式。他強調(diào)，目標要明確、方法要系統(tǒng)，才能確?？沙掷m(xù)發(fā)展。
首先需要搞清鹽堿地分級類型的數(shù)量和分布規(guī)律，進而分析與評價鹽堿地成因和危害程度，結(jié)合當?shù)氐纳a(chǎn)條件，依據(jù)“改良利用結(jié)合、增產(chǎn)增效并重、生產(chǎn)生態(tài)協(xié)調(diào)”原則，提出鹽堿地防治戰(zhàn)略對策和措施。
李曉彬建議，要做好鹽堿地特色農(nóng)業(yè)這篇大文章，就需要基于鹽堿地類型、程度和分布區(qū)域自然條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點，立足于大食物觀，從育種和治地兩個方面入手，堅持“以種適地”和“以地適種”相結(jié)合，踐行生產(chǎn)與生態(tài)融合、治理與產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合、短期與長期兼顧的系統(tǒng)化綜合改造利用的理念，以特色農(nóng)業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展為內(nèi)核，分區(qū)分類系統(tǒng)推進鹽堿地農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和可持續(xù)治理。
“應當認識到，鹽堿地不可能完全消滅。山水林田湖草沙，包括鹽，都是生態(tài)環(huán)境的一部分?！碧镩L彥繼續(xù)強調(diào)，“我們既要保持水土平衡、水沙平衡，也要保持水鹽平衡。因此，治理手段也要更優(yōu)化、更科學。”
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