摘要:丝绸之路,河西走廊,绿洲与荒漠相望。甘肃省敦煌市既是我国古代文明交流的见证之地,又是一座干旱、盐渍化与水资源短缺交织的西北小城。这一对比背后,映照出我国西北地区普遍面临的土壤盐碱化挑战。同时,因其与中亚、中东、北非等地区属同一盐碱化类型,打造好盐碱地科学利用的
丝绸之路,河西走廊,绿洲与荒漠相望。甘肃省敦煌市既是我国古代文明交流的见证之地,又是一座干旱、盐渍化与水资源短缺交织的西北小城。这一对比背后,映照出我国西北地区普遍面临的土壤盐碱化挑战。同时,因其与中亚、中东、北非等地区属同一盐碱化类型,打造好盐碱地科学利用的“敦煌模式”,对这些地区也具有示范作用。日前,来自不同国家的盐渍土研究专家聚集这座城市,共同探讨土壤“与盐共存”的未来。
西北典型盐碱地焕发新生
在敦煌市转渠口镇阶州村,高高隆起的沙漠在不远处若隐若现;而眼前,绿油油的灌木丛间,白色的棉花星星点点。
中国农业大学教授胡树文站在田边的小路上,向前来的中外调研者介绍:“这是我们打造的科技示范田,过去这里的土壤平均pH值为9.5,盐含量超过1.2%,属于重度盐碱地,有机质含量极低,粮食作物生长非常困难。”
记者了解到,当土壤中盐含量高于0.3%时,许多作物生长开始受到抑制;当盐含量高于1%时,绝大多数作物无法存活。所谓“盐渍化”泛指土壤中盐分过量积累的现象和过程,在早期或轻度阶段,通常表现为盐化。“盐碱化”是盐渍化一个更为严重的阶段,表明土壤中同时存在盐化、碱化的复杂情况。盐化土壤改良不当也可能引发次生碱化问题。
阶州村位于敦煌典型盐碱地区,曾经,红柳、盐蒿等盐碱地指示性作物在这里“野蛮生长”。
敦煌市高度重视盐碱地改良利用,投入大量资金,引入科研力量开展相关工作。2023年,在敦煌市政府的主导下,中国农业大学联手美丽华夏生态环境科技有限公司,通过解析土壤结构、微生物与养分的协同机制,开辟核心技术试验区和大面积示范区,掀起一轮攻坚。
在阶州村的盐碱地综合治理示范区,从平整土地到实施水肥一体化,再到开展土壤改良……他们施用生物基高分子材料,叠加微生物菌剂、植物营养液、肥料增效剂等,建立起一套障碍土壤的健康诊断体系,推动耕地修复与高产优质发展。
经过近3年的实践,灰白色的盐霜褪去,嫩绿的枝芽萌生,土壤的平均pH值稳定在8.2左右,平均盐含量降至0.13%。土壤有机质提升,让棉花产量稳定在每亩430千克以上。
9月正是棉花的采摘季,郁郁葱葱的花田里,蓬松的棉絮簇拥在枝头,长势喜人。插在田间的一杆红旗将“改良组”与“对照组”区分开。
据介绍,今年,示范区采用滴灌改良剂,进一步缓解作物根系的盐碱胁迫,并与水肥一体化措施紧密结合,推动作物增产。初步统计发现,对照组棉花的平均侧枝数为10.75个,改良组为12.5个;对照组的平均棉铃数为14个,改良组为17个。
“现在这里的土地特别松软,当地棉花种植大户向我们反映,今年的产量至少增长了20%。”美丽华夏生态环境科技有限公司董事长张思成说,“这对棉农而言是非常可观的收入。”
在与阶州村邻近的秦安村,轻、中、重度盐碱化耕地交错分布,为探索盐碱地改良的新方法、发掘耐盐作物,一场“品种试验”在此开启。
10公顷的试验田中,玉米、牧草、向日葵等多种作物悄然生长。“我们发现,在同样的改良条件下,高丹草、苏丹草的耐盐碱性最强、表现最好,其次是棉花,向日葵等也能较好地适应。此外,我们尝试对同种作物施用不同量的改良材料,比如,对玉米施用高、中、低三种浓度的改良剂,从结果看,中等浓度用量效果最好,这也为降低改良成本提供了依据。”胡树文说。
顺应水盐运移规律,开展系统治理
在我国西北地区,与敦煌类似的盐碱地困境并不少见。
当前,盐碱地综合治理与高效利用,成为保障国家粮食安全、拓展农业发展空间的重要战略。如何把盐碱地变为宜耕地,牵动着许多耕地匮乏城市的神经。
在日前召开的全球盐渍土科学利用与发展大会上,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员刘小京提出,对任何一个地区而言,开展盐碱地治理有几个摆在眼前的问题——水资源能否支撑?经济是否可行?生态是否可持续?
我国北方地区普遍存在水资源紧张问题,盐碱地改良无疑要做好节水文章。然而,这也构成了一项系统性矛盾——正是由于水资源匮乏,土壤更容易发生盐碱化;而治理盐碱地,又离不开水的淋洗和调控。
“在我国西北地区,过度开垦引发湿地萎缩与水资源短缺,推高土地盐碱化发生几率的现象尤为显著。”国家盐碱地创新中心主任、原中国农业科学院副院长梅旭荣在会上介绍。
盐随水来,水去盐留。梅旭荣指出,农田排水系统不完善及灌溉缺乏配套排水措施,易导致含盐水分积聚,水分蒸发后,盐在土壤表面积存,从而加剧次生盐碱化风险,这一现象值得警惕。
可持续的农业发展必须尊重自然边界,顺应水盐运移规律,统筹兼顾多重目标。“建议根据区域水资源和生态承载能力,合理选择并优化盐碱地改良措施,将防护次生盐碱化作为优先任务,加强农田灌排系统与盐分淋洗设施建设。同时,推进咸水、微咸水等盐渍化水资源可持续利用。”梅旭荣说。
“盐碱土壤表面冲洗后,产生的废水量可能相当大,因此,必须监测盐负荷、地下水位以及化学污染物,并妥善加以管理。”中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员王志春指出。
未来方向将是“与盐共存,向盐而生”
当前,推动土壤改良层面的科技创新只是一个方面。多位与会专家认为,未来,与盐碱地博弈的方向将是“与盐共存,向盐而生”,发展盐碱地农业,需要聚焦提产能、强保护、扩面积、育特色。
“目前,我们缺乏适应不同盐碱环境的耐盐作物和变异资源,难以通过多样化的盐碱农业系统实现生态与经济效益双赢。”梅旭荣指出,今后,应积极培育多样化盐碱农业系统,发展具有高营养价值和功能性的特色食品产业,推动盐碱地农业向高质量、高效益方向转型。
刘小京提出4种适应不同盐碱程度的农业模式,以提升土地生产力与生物多样性:在轻度盐碱地,发展小麦生产;在中等盐度土壤中,通过轮作方式种植纤维作物、油料作物和饲料草,并选用耐盐品种和盐生植物;在高盐度条件下,开展特色与功能性营养产品生产;在极端盐渍化土壤中,推广设施农业和无土苗圃生产。
“要转变盐碱地改造观念,依据盐碱区资源禀赋和社会经济发展需求,将‘以种适地’与‘以地适种’相结合,打造盐碱地‘适盐用盐’的特色农业发展模式,推动盐碱区三生协调、三产融合、高质量绿色发展。”刘小京说。
盐渍土是无国界的公共议题,其治理经验与技术创新需要全球范围内的交流与协作。多位外国专家在会上分享了盐渍土综合利用的经验。
乌兹别克斯坦研究员Bekmurat Abdikairov:
我们利用谷歌地球引擎系统和光谱指数进行土壤盐分的监测、评估,并绘制盐分浓度图,从而低成本、大范围地识别高风险区域,实现盐渍化追踪及早期预警,为决策者提供决策工具,用于制定修复措施和推广适耕方法。
秘鲁国立拉莫利纳农业大学Renzo Huerta:
我们研究采用了一种土壤转换方程,基于常规的土壤变量,模拟秘鲁盐渍土中的石膏浓度。这一公式的应用有望改善对盐渍化和碱化土壤的诊断,尤其是在秘鲁的干旱和半干旱地区。实践证明,虽然这一模型在绝对准确性方面存在局限,但对探索性研究和农业管理目的来说足够可信。
印度中央农业大学Shiveshwar Pratap Singh:
我们在印度比哈尔邦的研究发现,利用“田菁”这种植物制成的绿肥,或者制糖产生的副产品“磺化滤泥”等有机材料,改良土壤的效果比传统的石膏更好。并且,当把石膏与磺化滤泥、田菁绿肥配合使用时,能显著提升贫瘠土壤的肥力,改善土壤结构,帮助农作物增产。因此,农民可以采用一种“组合拳”式的改良方案:用少量石膏代替价格较高的黄铁矿,再配合使用田菁或磺化滤泥。(韦璐)
图为秦安村盐碱地改良试验田,已长出玉米苗。韦璐摄
图为阶州村盐碱地综合治理示范区长出的棉花。韦璐摄
来源:甘肃生态环境