重慶交通大學(xué)教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠“點(diǎn)沙成土”，使沙子擁有涵養(yǎng)水分和營(yíng)養(yǎng)能力
破解土壤“力學(xué)密碼” 4000畝沙漠變良田
內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠是我國(guó)八大沙漠之一，總面積約1萬(wàn)平方公里，在蒙古語(yǔ)中，“烏蘭布和”意指“紅色的公牛”。從去年開(kāi)始，重慶交通大學(xué)教授易志堅(jiān)帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在這片土地開(kāi)始播種“綠色”。他們研制出一種植物性纖維黏合材料，將其混入沙中，使沙子擁有和土壤類(lèi)似的涵養(yǎng)水分和營(yíng)養(yǎng)的能力，從而造出一片綠洲。
研究 破解土壤“力學(xué)密碼”
“點(diǎn)沙成土就是使沙子具有土壤的力學(xué)特性。土壤具有兩種力學(xué)狀態(tài)，在干的時(shí)候是固體狀態(tài)，在濕的時(shí)候是流變狀態(tài)，并且這兩種狀態(tài)能夠相互轉(zhuǎn)化?！蓖寥罏槭裁磿?huì)有這樣的形式？因?yàn)橥寥烙小叭f(wàn)象結(jié)合約束”，即土壤中任何兩個(gè)顆粒從任何方向都能夠結(jié)合，從而使得土壤擁有自修復(fù)和自調(diào)節(jié)的生態(tài)力學(xué)特性。
易志堅(jiān)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了土壤的這一力學(xué)密碼，也就找到了沙變土的鑰匙。想要將沙變成土壤，就需要給沙子這種“萬(wàn)象結(jié)合約束”。研究團(tuán)隊(duì)從植物中提取出一種植物纖維黏合劑，將這種黏合劑倒入沙里，加入適量的水?dāng)嚢?，就可以讓沙子像土壤一樣具有約束力。
“嚴(yán)格意義上還是在研究階段，這一研究在書(shū)上找不到，我們就是用科學(xué)原理和科學(xué)事實(shí)來(lái)說(shuō)話?！币字緢?jiān)說(shuō)。
這一研究已進(jìn)行了8年時(shí)間。據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)2009年首次提出沙變土的原理；2010年，初步實(shí)現(xiàn)“沙變土”，隨后在重慶交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展3年的種植試驗(yàn)；2013年，在重慶再開(kāi)辟兩塊試驗(yàn)地，探索如何讓沙長(zhǎng)久保持土壤的生態(tài)力學(xué)特性；2016年，他們首次來(lái)到烏蘭布和沙漠準(zhǔn)備沙漠“土壤化”生態(tài)恢復(fù)實(shí)地試驗(yàn)。
進(jìn)展 4000畝試驗(yàn)田今年豐收
2016年，研究團(tuán)隊(duì)在烏蘭布和開(kāi)展了25畝沙漠地種植試驗(yàn)。從今年開(kāi)始，研究團(tuán)隊(duì)已開(kāi)展4000畝的種植試驗(yàn)。
在烏蘭布和的4000畝改造試驗(yàn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，將黏合材料撒布在沙漠表面，加入適量的水用旋耕機(jī)進(jìn)行旋耕，多旋耕幾遍，使其均勻后，過(guò)幾天就開(kāi)始種植。
據(jù)報(bào)道，試驗(yàn)區(qū)的經(jīng)濟(jì)性得到驗(yàn)證，采用該技術(shù)的“沙改土”成本在2000元/畝至5000元/畝之間，低于內(nèi)地土壤復(fù)墾動(dòng)輒數(shù)萬(wàn)元的成本。第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)——西安國(guó)聯(lián)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)股份有限公司出具的報(bào)告表明，約束材料和試驗(yàn)地的沙土樣本中，苯、銅、鋅、鉛等18項(xiàng)指標(biāo)全部合格；微生物數(shù)量與日俱增，部分已接近正常土壤水平。
今年8月下旬，試驗(yàn)基地長(zhǎng)成一片寬約800米、綿延近4公里的綠洲，約70多種植物長(zhǎng)勢(shì)良好，高粱、糜子、苜蓿等作物豐收，西瓜、茄子、西紅柿等瓜果蔬菜產(chǎn)量高、口感好。
展望 明年初開(kāi)展萬(wàn)畝種植試驗(yàn)
研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃明年初開(kāi)展第三期種植試驗(yàn)，屆時(shí)，種植總面積將破萬(wàn)畝。
“整個(gè)過(guò)程目前還是試驗(yàn)示范，4000畝也好，明年種上10000畝也好，和整個(gè)沙漠比起來(lái)都是小規(guī)模，我們希望通過(guò)兩三年或者三五年，把相關(guān)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得出來(lái)之后，就可以在需要運(yùn)用的地方運(yùn)用了?！?/p>
據(jù)了解，截至2014年，全國(guó)沙化土地172.12萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積的近1/5，有沙化土地分布的縣占全國(guó)總縣數(shù)的近1/3，超過(guò)4億人口受到影響。
阿拉善盟發(fā)改委主任羅志鐵此前接受采訪時(shí)表示，烏蘭布和沙漠是中國(guó)沙塵暴發(fā)源地之一。在最近二三十年間，烏蘭布和沙漠與巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠在阿拉善境內(nèi)幾成“握手”之勢(shì)。
■ 對(duì)話
對(duì)話人：重慶交通大學(xué)教授 易志堅(jiān)
“點(diǎn)沙成土旨在改變沙漠生態(tài)屬性”
發(fā)現(xiàn)土壤的力學(xué)特性與植物生長(zhǎng)關(guān)系
新京報(bào)：你是怎么想到把力學(xué)和治沙結(jié)合？
易志堅(jiān)：是一個(gè)自然而然的過(guò)程。土壤的力學(xué)特性就是土壤的生態(tài)屬性，只不過(guò)過(guò)去人們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。土壤的兩種力學(xué)狀態(tài)——干時(shí)是固體、濕時(shí)是流變體的特性，賦予了土壤兩個(gè)生態(tài)屬性，也就是自修復(fù)和自調(diào)節(jié)。自修復(fù)就是土壤在干時(shí)的固體狀態(tài)下開(kāi)裂破壞后，能在吸收水分后變?yōu)榱髯儬顟B(tài)，從而修復(fù)破壞，自修復(fù)是穩(wěn)定持久的，是土壤生生不息的前提；自調(diào)節(jié)就是土壤顆粒排列改變不破壞土壤的性質(zhì)，也就是土壤隨便怎么捏合，其性質(zhì)不變，只有這樣，土壤才能讓植物生長(zhǎng)在其中，并以“溫柔”的力保住植物，成為植物的理想載體。作為力學(xué)工作者，把這個(gè)道理想清楚，“點(diǎn)沙成土”就可以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，沙改土在具備土壤力學(xué)特性的同時(shí)，還要具備土壤存儲(chǔ)水分、養(yǎng)分、空氣和滋生微生物的性質(zhì)。
一次性添加黏合劑就可“一勞永逸”
新京報(bào)：具體如何操作？
易志堅(jiān)：現(xiàn)在的4000畝是大規(guī)模運(yùn)用機(jī)械化，將約束材料撒布在沙漠表面，用旋耕機(jī)進(jìn)行旋耕，多旋耕幾遍，攪拌均勻，過(guò)程中加入適量的水。一個(gè)旋耕機(jī)一天大概可以做幾十畝。
新京報(bào)：一次性添加黏合劑能保證多少年？
易志堅(jiān)：加入黏合劑之后進(jìn)行種植，第二年就不用再加了，而且會(huì)長(zhǎng)得更好。
新京報(bào)：為什么加入一次就可以“一勞永逸”了？
易志堅(jiān)：因?yàn)槲覀兊募s束材料本身就有耐久性，且長(zhǎng)出的植物根系腐爛了之后，又成為新的約束，形成生態(tài)的良性循環(huán)。
為恢復(fù)自然生態(tài)構(gòu)造荒漠生態(tài)區(qū)
新京報(bào)：這項(xiàng)技術(shù)改變沙土的物理黏合力，無(wú)法改變土壤本身的肥力，后續(xù)有影響嗎？
易志堅(jiān)：我們種植過(guò)程中，也會(huì)追加肥料，第一次會(huì)人工施加水肥。就跟農(nóng)民平常種植莊稼是一樣，該施肥就施肥。當(dāng)然，有的地方本身構(gòu)造的荒漠生態(tài)系統(tǒng)，長(zhǎng)的荒漠草，就不施肥了。
新京報(bào)：沙漠的最大問(wèn)題是缺水，這項(xiàng)研究怎么解決？
易志堅(jiān)：沙漠土壤化改造一定要用水，因?yàn)樯衬娌蛔∷?。但不少沙漠本身也有水資源，我們做這件事就是為了讓沙漠的生態(tài)屬性改變，使其有保水保肥能力。如果沒(méi)有水資源限制，那什么植物都可以種；有限制的情況下，我們要研究?jī)?yōu)先一批耗水量不大還能生長(zhǎng)好的植物。我們還構(gòu)造了一個(gè)荒漠生態(tài)區(qū)，就是為了恢復(fù)一種自然生態(tài)，今后就是在很小的水量甚至不靠澆水的情況下能使沙漠的生態(tài)得到改變。
（責(zé)任編輯 石逸龍）
掃一掃上新西部網(wǎng)
不良信息舉報(bào)窗口
