易志坚和他的“沙漠土壤化”试验

  一条穿沙公路横贯广袤的沙漠,有“红色公牛”之称的乌兰布和沙漠绵延无边,直抵黄河。

  位于内蒙古阿拉善盟境内的乌兰布和沙漠,总面积约1万平方公里,是中国八大沙漠之一,其每年输入黄河的沙子达1亿吨,是黄河泥沙以及北方沙尘暴的主要来源。

  压弯了腰的红高粱、大片丰茂的绿色牧草……在乌兰布和沙漠,却神奇地出现一大片地毯式的“绿洲”。

  这片“绿洲”正是重庆交通大学副校长、博士生导师、易志坚教授带领团队,运用力学治沙原理种出的4000余亩“沙漠土壤化生态修复产业示范基地”。

  11月5日,易志坚获得“2021最美科技工作者”称号。他为什么能获此殊荣?“沙漠土壤化”究竟是一项什么技术?“力学治沙”的奥秘何在?对此,记者做了跟踪采访报道。

  “沙漠不缺水,而是存不住水。”9月18日,内蒙古乌兰布和沙漠基地,易志坚蹲在沙地上,正专心致志地为数十位专家介绍“力学治沙”的原理。

  这些专家包括中国工程院院士李术才,以及来自山东大学、黑龙江省农科院、国家发展和改革委员会中国宏观经济院、中国科学院重庆绿色智能技术研究院等高校和科研机构的近20名力学专家、土壤学家、生态学家和农学家。

  他们受中国产学研合作促进会、重庆科技成果转化促进会邀请,前往内蒙古自治区阿拉善盟乌海市参加对重庆交通大学完成的“沙漠土壤化关键技术与生态治理示范工程”科技项目成果评价会。

  在基地,交大工作人员现场演示了“力学治沙”。工作人员将团队发明的植物粘合剂混合在一堆黄沙中,这堆散沙很快粘合成一团“土”。舀一瓢水浇在这团“土”上,水静静地停留在这团“土”中间。旁边,直接浇在一堆沙子上的水,则很快全部往下渗漏了。

  工作人员解释,早在2008年,从事力学研究多年的易志坚在研究中发现:土壤具备保水保肥的能力是因为土壤颗粒之间存在万向约束力。

  这种约束使土壤能够“抱住”植物根系,从而维持植物稳定,并且保水、保肥和透气。交大科研团队研发的植物性纤维黏合剂加入沙中的比例仅需千分之三以下,土壤厚度达20厘米即可种植。

  正值金秋,重庆日报记者看到,在内蒙古乌兰布和“沙漠土壤化”基地里栽种的40多种农作物已进入成熟期。高粱发达的根系、果实累累的土豆……让专家们眼前一亮。

  “这萝卜真大!一个有三四斤吧?”“这窝土豆好茂密!整整50个,共4.35公斤!”专家组成员或拍照记录,或拿出仪器比量根系的长度、记录瓜果的大小。

  交大团队已在内蒙古乌兰布和、新疆和田、四川若尔盖等多地试验成功,目前总种植基地达到1.7万亩。

  基地有一块特别的200亩荒漠化实验区,易志坚告诉大家,2017年8月,科研团队在这块实验区,用植物黏合剂将沙漠土壤化后,撒上梭梭、沙棘等耐旱植物种子,待其发芽出苗后便不再进行浇灌。

  这块4年间不曾人工浇过水的实验区,仅靠自然降雨供给植物生长。记者看见,尽管这块实验地的作物不像人工管护的基地那样欣欣向荣,但近一人高的植物都顽强地生长着,起到固沙、固碳的作用。

  “獾、狐狸、老鼠、麻雀……这些动物不时在基地出现,证明这里已经形成良好的生态系统。”易志坚说,团队“力学治沙”走的是“力学+生态+农业”路子,在多学科交叉创新的科学治理下,沙漠也可以变成绿水青山、金山银山。

  “沙漠土壤化技术的推广应用情况如何?”“用水情况怎么样?”……9月18日,在重庆交通大学“沙漠土壤化关键技术与生态治理示范工程”科技项目成果评价会上,评价委员会的专家们围绕沙漠土壤化后的各项指标、所产生的经济效益、生态效益等,认真进行了质询。

  “我们优选了一批适宜沙漠种植的植物,如狼尾草、高粱等数十种植物,产量都很高。”“根据监测,内蒙古乌兰布和沙漠土壤化后每亩地的用水量为300至500立方米,比当地农地灌溉定额标准节水30%以上”“目前,团队在技术创新、生产体系方面的各项科研成果,已获得中国、澳大利亚、摩洛哥等国发明专利授权22项”……针对专家们提出的质询,易志坚和团队成员一一回答。

  团队成员称,“在2019年和2020年,内蒙古自治区阿拉善盟农牧局、新疆和田农业农村局分别组织第三方检测机构对乌兰布和、和田基地的高粱进行了测产,平均亩产分别为789公斤、614公斤,国家统计局2017年数据显示全国高粱平均亩产为324公斤。”

  对沙漠土壤化后的生态改变,专家们尤为关心。团队成员展示了一张张基地的幻灯片和检测机构的结果,并称:沙漠土壤化改造后沙地地下生物量丰富,与当地红土地(粘土)上自然种植的同等植物的根系生物量相比,平均生物量提高3倍以上。

  几年耕种下来,沙地里部分区域已出现生物结皮(又称“土壤微生物结皮”,由微细菌、真菌、苔藓等植物及其菌丝、分泌物与土壤砂砾粘结形成的复合物,对沙漠的固定、土壤抗风蚀水蚀等有重要意义)。

  在2018年和2019年,团队邀请国际国内第三方检测机构,如通标标准技术服务有限公司、华测检测认证集团股份有限公司,对土壤成分、农作物营养成分进行了检测。结果显示:其中,土壤达到绿色食品产地环境标准,高粱、番茄、萝卜、西瓜、茄子、辣椒、土豆、葵花籽等主要农产品获得绿色食品认证。

  经过3个多小时的质询和讨论结束后,专家一致认为:“‘沙漠土壤化’是一项颠覆性的原创性、突破性成果,其经济、社会、生态效益明显,对国家生态安全、粮食安全等具有重要意义,为全球沙漠治理提供借鉴。

  经过仔细商榷,最终,专家们认定该项成果达到国际领先水平,综合评价报告给出95.29的高分,并建议进一步加强“沙漠土壤化”生态治理技术的系统理论研究和推广应用。

  “阿拉善盟计划在贺兰山和狼山之间的缺口,建立一道从南至北100公里的生态屏障。”参加评审会的内蒙古阿拉善盟发改委副主任墨孟军也表示,阿拉善盟已完善《“乌贺原”生态屏障工程建设规划(2021-2035年)》,这项规划为我国西北生态脆弱区的保护和治理,进行顶层设计,从而阻止黄沙进入黄河、河北。

  他认为,“重庆交大的沙漠土壤化技术,将为阿拉善盟建这道生态屏障起到巨大的支撑作用,助力阿拉善盟高质量发展。”