鹽堿地治理：一場彰顯科技力量的戰(zhàn)斗
【深瞳工作室出品】
采 寫：本報記者 張佳欣
策 劃：房琳琳 何 屹
鹽堿地治理有反復(fù)性、長期性、頑固性、技術(shù)復(fù)雜性，要根據(jù)成因、當(dāng)?shù)貤l件，來綜合判定應(yīng)當(dāng)采用的方式。目標(biāo)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(dāng)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。”近日，在接受科技日報記者采訪時，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)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(dāng)?shù)厝藢χ卫睇}堿地的渴望�！蓖蹑好碱^微蹙，“雖然上世紀(jì)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(jìn)入‘發(fā)展相對緩慢期’。”
今年5月，習(xí)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(tuán)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(xué)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(xué)的植物生理學(xué)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。”
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(dá)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(xué)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(biāo)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(biāo)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(xué)措施和工程措施等。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)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(xué)科、多維度的研究�！�
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(dá)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(xué)土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)系畢業(yè)后，中國科學(xué)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�(dāng)時，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(yuǎn)矚！”
過去，鹽堿地治理“以地適種”占主導(dǎo)地位，即治理鹽堿地適應(yīng)作物，對“以種適地”新理念，即選育耐鹽堿植物適應(yīng)鹽堿地，認(rèn)識不深。他認(rèn)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(yīng)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(tuán)隊把目光投向了鹽生植物。團(tuán)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(jìn)行排斥。泌鹽植物如枇杷柴，可以把吸收進(jìn)體內(nèi)的鹽通過蒸騰作用分泌出來，但這又導(dǎo)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(tuán)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(jìn)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(tuán)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(yán)重，這是因為土壤缺鹽導(dǎo)致的。而鹽生植物生物炭的鹽含量達(dá)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(fù)，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(dāng)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(yuǎn)好于普通肥料，可以顯著提高作物產(chǎn)量。
隨后，胡樹文團(tuán)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(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，土壤通透性增強，入滲脫鹽效率進(jìn)而大幅提升�！焙鷺湮南蛴浾呓榻B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(tuán)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(xué)家?guī)资维F(xiàn)場測產(chǎn)，鹽堿荒地均實現(xiàn)了當(dāng)年修復(fù)、當(dāng)年高產(chǎn)(水稻產(chǎn)量達(dá)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(yīng)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(fù)”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(tuán)隊開發(fā)的“高效阻鹽與快速培肥擴(kuò)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(yīng)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(jī)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(fù)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(jìn)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(yīng)作物向更多選育耐鹽堿植物適應(yīng)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(xué)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(yīng)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(jìn)，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(jì)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(jìn)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(jìn)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(dāng)?shù)匾呀?jīng)形成了以“占補平衡”方式出售耕地指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)治理模式。這種模式以經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(hù)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(yīng)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(jìn)入烏梁素海，使其水質(zhì)受到嚴(yán)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(dǎo)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(yán)重，鹽堿地也因此形成。
“現(xiàn)在，該地區(qū)正逐步改進(jìn)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?zé)ü獠��！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(rèn)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(yīng)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(jī)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(hù)的雙重目標(biāo)�！�
目標(biāo)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(fù)性、長期性、頑固性、技術(shù)復(fù)雜性，要根據(jù)成因、當(dāng)?shù)貤l件，來綜合判定應(yīng)當(dāng)采用的方式。他強調(diào)，目標(biāo)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(jìn)而分析與評價鹽堿地成因和危害程度，結(jié)合當(dāng)?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(jìn)鹽堿地農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和可持續(xù)治理。
“應(yīng)當(dāng)認(rèn)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(xué)�！�
