內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗王愛(ài)召鎮(zhèn)重度鹽堿地土壤原貌。
土壤經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鹽堿地改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)改良后，種植的食葵長(zhǎng)勢(shì)良好。受訪者供圖
寒冬時(shí)節(jié)，田野里芒硝似雪，幾個(gè)身影點(diǎn)綴其間。
零下10多攝氏度的內(nèi)蒙古五原縣重度鹽堿地上，李玉義與同事們正忙著取土樣、辨土壤。作為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鹽堿地改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱“改良團(tuán)隊(duì)”）首席科學(xué)家，他與團(tuán)隊(duì)只有一個(gè)目標(biāo)——讓這片地處河套灌區(qū)的土地重獲生機(jī)。
鹽分大、植被稀、分布廣，重度鹽堿地一直是我國(guó)土地治理中最難啃的“硬骨頭”。10多年來(lái)，改良團(tuán)隊(duì)的腳步遍布內(nèi)蒙古、山東、黑龍江等地，他們不斷探索改良新模式，用科技“喚醒”鹽堿地，讓荒野披上綠裝、煥發(fā)活力、成為糧倉(cāng)。
“上膜下秸”阻斷鹽堿
“滿眼一片白茫茫，寸草不生堿圪梁。”2010年，李玉義初次踏上五原縣重度鹽堿地時(shí)，眼前的景象讓他目瞪口呆。
彼時(shí)，五原縣內(nèi)有近100萬(wàn)畝次生鹽堿地，占全縣總耕地面積超過(guò)50%，另有100萬(wàn)畝鹽堿荒地?zé)o人問(wèn)津。
這一切的成因是什么？時(shí)任改良團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、研究員逄煥成解釋道，位于黃河“幾字彎”北岸的五原縣，降水少、蒸發(fā)強(qiáng)，常年采用黃河水過(guò)量灌溉，導(dǎo)致地下水位不斷抬高，底層土壤中鹽分隨之上移，水分蒸發(fā)后，在地表累積出厚厚鹽層。
要想阻斷鹽堿，首先要摸清土壤狀況。
“當(dāng)時(shí)大家早出晚歸，采土樣、做檢測(cè)，甚至嘗鹽堿，有同事因此連著幾天腹瀉不止。”李玉義告訴科技日?qǐng)?bào)記者，僅一年時(shí)間，改良團(tuán)隊(duì)就在20余畝鹽堿地上取樣4000多份，化驗(yàn)16000余次。
“過(guò)去，人們多用大水沖洗和覆蓋地膜等方法來(lái)治理鹽堿，但效果總是反反復(fù)復(fù)。”改良團(tuán)隊(duì)顧問(wèn)、研究員魏由慶說(shuō)，這種“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的方式，無(wú)法從根本上解決問(wèn)題，“在利用好地膜抑制地表鹽分、鎖住水分的同時(shí)，必須設(shè)法阻斷地下鹽分上行。”
改良團(tuán)隊(duì)開始尋找經(jīng)濟(jì)適用的阻斷材料。在日復(fù)一日的尋找與試驗(yàn)中，大家注意到了農(nóng)民廢棄在田間地頭的秸稈。
“能否利用這些秸稈在土壤中形成一個(gè)隔層，打破鹽分上行通道——毛管水的連續(xù)性？”逄煥成與大家討論，這就好比在地下設(shè)一道“絆馬索”，讓鹽分無(wú)法跑上來(lái)。
通過(guò)多次試驗(yàn)，改良團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，將秸稈切碎至5—15厘米長(zhǎng)，然后翻埋平鋪至地下30—40厘米深處，效果最佳，可有效破壞毛管水的連續(xù)性。
“實(shí)施地下鋪設(shè)秸稈、地表覆蓋地膜這種原創(chuàng)的‘上膜下秸’技術(shù)后，鹽堿地0—30厘米土層含鹽量平均降低36.23%，保苗率提高46.7%，作物增產(chǎn)30.5%，效果非常突出。”李玉義介紹，改良團(tuán)隊(duì)終于找到了適合當(dāng)?shù)佧}堿地的改良模式，成為村民們最信任的“斬鹽者”。
“精準(zhǔn)調(diào)控”改良循環(huán)
“別說(shuō)三個(gè)博士，三個(gè)神仙來(lái)，也白瞎！”黃河“幾字彎”南岸的內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗田埂上，村民們看著遠(yuǎn)道而來(lái)的李玉義一行，互相撇了撇嘴。
與五原縣相似，達(dá)拉特旗同樣因?yàn)檫^(guò)量灌溉，造成地下鹽分上行，在地表積聚。而雪上加霜的是，這里的排水條件更差，導(dǎo)致鹽堿化程度更重。
“要啃就啃最硬的骨頭，只有這樣才能改良好這塊土地。”李玉義告訴記者，他們毫不猶豫地選了一塊鹽堿化最嚴(yán)重的地塊作為試驗(yàn)田。
怎么改？大家爭(zhēng)論不休。有人提議采用灌溉技術(shù)，有人建議引入耐鹽作物。
經(jīng)過(guò)數(shù)次頭腦風(fēng)暴后，改良團(tuán)隊(duì)采納了滴灌專家李曉彬的提議——從研究新型滴灌技術(shù)入手，快速創(chuàng)建作物根層適宜生境。
“試驗(yàn)田內(nèi)的高鹽環(huán)境讓微生物難以存活，土壤養(yǎng)分循環(huán)受阻，地上的植物如同‘小老頭樹’。”李曉彬說(shuō)，“如果找到合適的滴灌方案，就可以改善作物根系周邊的微循環(huán)，為其創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。”
方案確定后，李曉彬帶著幾位碩士、博士一頭扎進(jìn)這片“光板地”，一扎就是一個(gè)多月。
考慮到試驗(yàn)田入滲能力差、排水難、地力貧瘠等諸多問(wèn)題，改良團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)放在找準(zhǔn)滴灌系統(tǒng)調(diào)控參數(shù)和快速改良地力上。
“滴頭流量既不能太大，又不能太小，必須找到與土壤入滲性能相匹配且能高效淋洗鹽分的流量值，以及合適的滴頭間距。滴灌時(shí)，還需同時(shí)添加適宜的水溶性肥料和制劑產(chǎn)品注入根層，讓土壤性能快速提升。”李曉彬介紹道。
沒(méi)有捷徑可循，只能通過(guò)實(shí)地調(diào)查、田間預(yù)試驗(yàn)、模擬分析，去尋找合適的調(diào)控參數(shù)。隨著時(shí)間的推移，歷經(jīng)無(wú)數(shù)次嘗試，改良團(tuán)隊(duì)最終找到一個(gè)個(gè)參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)滴灌系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)控。
經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的水鹽調(diào)控和水肥調(diào)理劑一體化滴灌，原本只能撂荒的重度鹽堿地上，向日葵出苗率高達(dá)95%以上。改良團(tuán)隊(duì)成功破解了“水資源約束條件下，重度鹽堿地多障礙消減與產(chǎn)能快速提升的水鹽肥劑耦合精準(zhǔn)調(diào)控”這一難題。
“分割臺(tái)田”減鹽排鹽
“10多萬(wàn)畝鹽堿灘遍布全鎮(zhèn)，仿佛來(lái)到了一片孤寂之地。”2022年，改良團(tuán)隊(duì)成員、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州鹽堿土改良實(shí)驗(yàn)站副研究員溫延臣跟隨李玉義來(lái)到德州市樂(lè)陵市鐵營(yíng)鎮(zhèn)時(shí)，心情跌到了谷底。
“這里的鹽堿地地勢(shì)低洼，許多地方就像一只巨大的碗，四周高、中間低，雨水和地下水帶著鹽分匯聚于此，無(wú)法排出。”溫延臣告訴記者，最麻煩的是，這里的地下水位只有半米左右，甚至用鐵鍬都能挖到淺水層。
初遇這種情況，改良團(tuán)隊(duì)一時(shí)無(wú)從下手。
“智慧往往來(lái)源于群眾，大家在與村民們同吃同住同勞動(dòng)的過(guò)程中找到了靈感。”李玉義回憶道，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村一種特有的現(xiàn)象——村民們會(huì)故意將耕地抬高，形成高低錯(cuò)落的田地。
耕地抬高后，相當(dāng)于降低了地下水位，有效減少了地表鹽分的聚積。
改良團(tuán)隊(duì)借鑒這一做法，設(shè)立了20多塊試驗(yàn)田，分別針對(duì)不同的土壤類型和地下水埋深，采用不同的臺(tái)田寬度和高度進(jìn)行同步試驗(yàn)。他們決心找出一套既能達(dá)到調(diào)控效果，又能最大程度減少耕地占用的臺(tái)田技術(shù)參數(shù)。
試驗(yàn)過(guò)程中，改良團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化技術(shù)與方案，先后研究出“臺(tái)田+生物質(zhì)隔層”組合控鹽新技術(shù)，以及將臺(tái)田形成的洼地改造成排鹽溝或灌溉渠的方案。
通過(guò)對(duì)這些田塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)的反復(fù)對(duì)比，改良團(tuán)隊(duì)最終確定了一條“黃金分割線”。溫延臣舉例說(shuō)：“比如一片長(zhǎng)50米的田塊，我們將其分割成寬窄兩部分，窄邊15米長(zhǎng)，寬邊35米長(zhǎng)。然后，將窄邊的土堆到寬邊上形成臺(tái)田，再將窄邊挖成排鹽溝或灌溉渠串聯(lián)通向主干渠，實(shí)現(xiàn)一舉兩得。”
在找到最佳臺(tái)田方案的同時(shí)，改良團(tuán)隊(duì)還篩選出適合當(dāng)?shù)胤N植的小麥、玉米等品種。通過(guò)分割臺(tái)田、疏通溝渠、選育良種，這片土地上的鹽堿正在褪去，土壤持續(xù)“提質(zhì)”，土地不斷“增糧”。
“開展鹽堿地綜合利用，對(duì)保障國(guó)家糧食安全、守住耕地紅線、端牢中國(guó)飯碗具有重要戰(zhàn)略意義。”李玉義堅(jiān)定地說(shuō)，“未來(lái)，我們將繼續(xù)努力，通過(guò)科技創(chuàng)新，將那些被稱為‘不毛之地’的重度鹽堿地，變成豐收的沃野，為筑牢‘大國(guó)糧倉(cāng)’增添新的力量！”（記者 馬愛(ài)平）