用科技手段“浇灌”盐碱地上新希望

2021-12-28 00:00:00来源: 科技日报 作者: 记者 金 凤

位于黄河南岸的内蒙古达拉特旗通过多种措施,将昔日盐碱地打造成高标准农田。新华社记者 恩浩摄

    科技人员开展了不同类型盐碱地治理利用以及生态治理关键技术的研发和示范应用工作,初步形成了一批适用技术,如耐盐碱植物种植改土技术、微生物土壤调理制剂控盐技术、生态排盐技术、生态型的土壤改良调理技术等。

◎本报记者 金 凤

    人口在增长,城市在扩张,气候在变化,我们迫切需要健康的土壤为人类生存和发展提供支撑。

    “防止土壤盐渍化,提高土壤生产力”是今年第八个世界土壤日的主题,也是自上世纪50年代以来,我国科研工作者进行土壤资源治理的圭臬。

    12月27日,中国科学院南京土壤研究所(以下简称南京土壤所)研究员杨劲松告诉科技日报记者,经过几代土壤学家的共同努力,我国目前已形成一批较为成熟的盐渍障碍土壤治理与防控关键技术。但我国盐碱地治理,仍然面临治理难度较大、一些科研问题有待深入研究等挑战。

    “希望今后能进一步加强盐渍土精准控盐和安全用水理论与技术、土壤盐渍障碍的绿色消减与健康保育、盐渍农田养分库容扩增与增碳减排等研究,为国家农业升级、粮食安全、生态文明建设和乡村振兴发挥重要作用。”中国工程院院士、中国土壤学会理事长张佳宝表示。

    严重影响农业生产和生态环境

    土壤盐渍化,是由于受不同程度的盐、碱物质影响,导致土壤板结、透水性差、盐碱不易下渗排除的一种土壤“疾病”。

    张佳宝告诉记者,我国盐渍土面积巨大、种类繁多,盐渍化问题突出,已经对农业生产和生态环境造成不同程度的影响。

    “全世界有100多个国家分布有不同类型盐渍土,我国盐渍土约占世界盐渍土总面积的十分之一。盐渍土在我国南北方都有分布,以北方和滨海地区为主。”与土壤打了半辈子交道的杨劲松,对我国盐渍土的“家底”烂熟于胸。

    杨劲松表示,土壤盐渍化会使土地生产力、水质、土壤生物多样性下降,受盐分影响的土壤缓冲和过滤污染物的能力下降。盐渍化的土壤降低了农作物吸收水分的能力和微量元素的有效性,并可能使土壤结构退化。今年世界土壤日聚焦防止土壤盐渍化,意在应对土壤管理中日益严峻的挑战,防治土壤盐碱化,提高人们的土壤意识,鼓励社会关注土壤健康。

    植物依土壤而生,土壤盐渍化,打破了植物生长环境的平衡。杨劲松说,较高的盐浓度增加了土壤溶液渗透压,减弱了植物根系吸收水分和养分的能力,部分盐离子会导致植物细胞损伤,使植物受到毒害而生长受限,土壤生物数量也会减少且活性变弱。“土壤盐渍化不仅破坏当地生态环境,还会造成耕地质量和生产力水平下降,严重的甚至会造成耕地荒废,影响粮食安全和耕地保障。”他说。

    张佳宝表示,盐碱地治理和土壤盐渍化防控的核心,是根据土壤盐渍动态变化和环境要素特征,进行土壤水盐优化调控,清除或消减土壤盐分、防范盐分积累、抑制盐碱对植物危害,降低对生态环境的不利影响。

    一边为土壤脱盐一边补充养分

    上个世纪50年代,我国就已经启动盐渍土相关研究。科技人员在长期的盐碱地开发利用过程中积累了不少技术和经验。“十一五”到“十三五”期间,我国科技人员在滨海地区、东北苏打盐碱地、河套平原、新疆内陆和黄淮海平原开展了不同类型盐碱地治理利用工作以及生态治理关键技术的研发和示范应用工作,初步形成了一批适用技术,如耐盐碱植物种植改土技术、微生物土壤调理制剂控盐技术、生态排盐技术、生态型的土壤改良调理技术等。

    2016年,南京土壤所承担国家“十三五”重点研发计划项目课题,为内蒙古巴彦淖尔市10万多亩的盐碱地“治病”,助力巴彦淖尔市走生态优先、绿色发展的高质量新路。“传统的耕翻技术,翻出的土块很大,土壤透气性不好。我们用‘粉垄’技术,在土壤里旋转式耕作,破除耕作层的板结,使土壤形成较细颗粒,更加疏松,形成良好结构,透水透气性更好,更有利于土壤耕作层盐分脱除,也有利于保蓄养分。”杨劲松说,创新技术始终与生态环境治理紧密相连。

    与干旱的河套平原不同,滨海地区盐碱地脱盐的同时,还要给土壤施肥。杨劲松说,南京土壤所的团队还曾依托国家“十三五”重点研发计划项目等科研课题,对江苏盐城市3万多亩的滨海滩涂进行土壤改良。

    “这些新垦的滩涂地力薄、缺乏肥力,我们采用碳基调理剂精准改良土壤。”研究团队骨干,南京土壤所副研究员姚荣江介绍,他们将生物质炭和秸秆粉、微生物、有机肥、石膏杂糅在一起制作盐碱地炭基改良剂,可以让土壤形成良好的团粒结构,既能保蓄水分和养分,又有利于降低土壤盐碱,提供植物需要的养分,增强植物的抗盐能力。

    杨劲松说,在巴彦淖尔市和盐城市推行的6项盐碱地综合治理技术,一到两年内就让两地的盐碱地从重度盐碱降为中度,中度降为轻度,有机质每年提高2克/千克左右,作物增产20%—30%,通过有机肥替代部分化肥和生物质材料的应用,实现氮磷肥料减施10%—15%作物不减产。

    治理利用是固碳减排的重要途径

    治理改良盐渍土对实现碳减排也有重要意义。

    南京土壤所研究员颜晓元介绍,土壤有机碳库是陆地生态系统中最大且最活跃的碳库,土壤有机碳对土壤生产力有着重要影响,其变化以及调控也是全球碳循环过程的一部分。杨劲松表示,盐渍土有机碳含量较低,自然状况下的盐渍土上植物生长受到抑制,微生物活性低,因而其具有较高的潜在固碳能力。“我国盐渍土的土壤碳密度整体较低,盐渍土治理改良进程中,土壤碳库存的增加对提升我国土壤碳汇功能具有重要意义。”

    杨劲松说,盐渍土治理利用是保障耕地红线、保护生态环境和实现固碳减排的重要途径,其治理利用过程中应更多运用生态治理方法,如生态排盐控盐技术、盐碱障碍消减和养分增效技术以及智慧农业精准治理方法等。

    “我们也在思考如何生态化改良盐碱地,筛选适合盐碱地生长的植物并提高品质、改良盐渍土壤环境。”南京农业大学资源与环境科学学院副教授隆小华介绍,团队历时十余年,选育出能耐受不同盐分的南菊芋1号、南菊芋9号等耐盐植物品种,并推广到江苏盐城、山东东营以及内蒙古、新疆、甘肃、宁夏等地。此外,团队也在参与培育耐盐水稻、油菜等耐盐植物。

    杨劲松表示,“十四五”期间,科研人员还将加强盐碱地适生的种质资源、耕地保护和盐碱地开发利用方面的基础和应用研究,并重点突破优良耐盐碱种质创制、耐盐植物适生种植高效改土技术、高效节水与咸水安全利用的盐碱地开发利用等技术,以提高土壤质量,支撑产能提升、粮食安全、耕地保护、生态保护与高质量发展等国家战略和需求的实现。

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责任编辑:田新盛