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重庆南岸:13年无悔初心 破解土地沙漠化治理世界难题

发布时间:2021/11/10 科技 浏览:107

在中共中央宣传部、中国科协、科技部、中国科学院、中国工程院、国防科工局六部门举办的2021年“最美科技工作者”学习宣传活动中,重庆交通大学副校长、教授易志坚和他的“沙漠土壤化”生态恢复技术受到广泛关注。
“沙漠土壤化”生态恢复技术,是易志坚团队呕心沥血13年的研究成果。自2016年实地应用以来,已在内蒙古乌兰布和沙漠、新疆塔克拉玛干沙漠、四川若尔盖沙化草地、西沙岛礁、西藏沙化地、中东沙漠、非洲撒哈拉沙漠等地实施土壤化改造近20000亩,产生了广泛的国内外影响。
“从设想提出时,我就从来没有怀疑过”
易志坚2003年担任重庆交通大学副校长,长期从事力学、道路、桥梁、材料等学科的教学科研工作。十几年前,他研究出一种新型聚合物混凝土路面技术,被广泛应用于实际生产。
在2008年以前,易志坚对沙漠的情况并不熟悉。韧性聚合物混凝土路面研究成功后,他开始琢磨一个问题:从颗粒物质到混凝土是一种状态的改变,机理是约束(物理学名词)决定了颗粒物质的状态。如果将这种改变应用到沙漠,能不能使沙子聚合,让沙漠具有土壤的特性呢?
一直以来,土地沙漠化治理都是世界级难题。当易志坚提出这个设想时,毫无意外受到了诸多质疑。但在理论的支撑下,易志坚坚信,这个方向是对的。“从设想提出时,我就从来没有怀疑过。”
然而从2008年开始,三四十人团队研究了一年,项目毫无进展。
或许是名字中透出的倔强,易志坚有着一股不服输的劲儿。在重新调整研究思路后,又过了一年,一种约束材料初步研发出来,让项目取得突破性进展。2016年,“沙漠土壤化”应用试验在内蒙古乌兰布和沙漠正式启动,基地首次试验25亩沙地便获得成功,仅仅两个多月,70多种植物让贫瘠的沙漠变得生机盎然。
技术原理:让沙子获得土壤特性
“沙漠土壤化”的原理,就是让沙子获得土壤的特性。
“土壤的力学特性,潮湿时的流变状态和干燥时的固态,可以实现相互转化,我们又称之为‘生命’特征。”易志坚介绍,通过往沙子中添加一种称之为“ODI约束”的植物纤维粘合剂,在约束的作用下,让沙子具有土壤一样的“凝聚力”,实现了保水保肥。
“约束只需要加入一次,就能让沙子永久保留土壤特性,实现正常的植物生长。”易志坚说。
在交大第一教学楼实验室里,沙漠生态研究院副院长赵朝华为易志坚当了一回实验助手。记者看到,一碗加入了约束的沙子经过赵朝华的揉捏后,大约1分钟,就形成了湿土壤一样的状态。
传统的防沙固沙不能改变沙子的性质,且效果有限。而易志坚教授的科研成果,却能实现真正的“化沙成土”,具有很大的推广价值。从2016年到2019年,该技术已经在全国、中东和非洲地区实施了近20000亩沙漠的改造。
种出作物根系发达果蔬口感好
易志坚团队“沙漠土壤化”的另一个特点,是经过改造后的沙漠,多数植物的长势还能优于传统土壤,且更节水保肥。如果种植耐旱植物,如沙蒿、沙打旺、花棒等,可以在当地自然条件下生长,无需人工灌溉。
团队在基地试验过程中发现,在改造后的沙漠上种的植物,根系特别发达,长势非常好。“比如萝卜,阿拉善农牧局刚刚组织专家测产,亩产达到了13000多公斤;前年测产高粱平均亩产789公斤,是全国平均324公斤的一倍多。”易志坚说。
传统土地的结构是“上松下紧”,经过易志坚团队改造后的沙漠,则是相反的“上紧下松”。下方松,植物根系生长更旺,吸收养分能力更强,种出来的蔬菜瓜果自然更好吃。易志坚说,2019年,他们把阿拉善沙漠种出的萝卜、番茄、茄子、辣椒等蔬菜,拉了几十车回重庆,与新世纪重百超市合作,很快就销售一空。“我们的蔬菜价格不贵,口感好,所以反响特别好。”
易志坚介绍,在广泛试验中,团队发现,植物的根系或者来不及收的作物烂在地里后,又可以形成新的约束材料,土壤特性会变得更佳。这样一来,能够实现“土壤化”的沙漠面积,往往比预期更大,效果更好。
完成“沙漠土壤化”试验的地区,防风固沙效果显著,生态环境得到明显改善。各类植物竞相生长,飞鸟、老鼠、野兔、青蛙、昆虫等动物也纷纷在改造地“安家”。
如此好的科研成果,其成本又有多高呢?易志坚介绍,一亩地的改造成本在2000到5000元之间,改造一次,便可终身受用。改造后通过种植果蔬、牧草等经济作物,只要运营得当,就能实现经济和社会效益双丰收。
“这是我们利用沙漠种出的高粱酿的酒。”在交大会议室,易志坚拿出一瓶高粱酿造酒,对记者说,“生产规模不大,对外也没怎么宣传,算是我们的一种产业化探索吧。”
这瓶酒的名字叫“沙之约”,“既有与沙漠‘约定’之意,也包含了沙子通过力学‘约束’成土的意思。”这个“约”,或许正是易志坚在防沙治沙科研路上不服输,誓与土地沙漠化博弈的一种深刻寓意。