科技日报记者 王延斌 通讯员 王珍
6月6日，潍坊学院教授严希海出现在4500公里之外的塔克拉玛干沙漠边缘地带，这是我国治沙最难的区域之一。夏季的热风裹挟着细沙，不断打在他的脸上，但没法打断他的工作，他正在将新型荒漠微生态修复技术“种”到荒漠里。
严希海的另一身份是新疆荒漠微生态治理重点实验室（以下简称“荒漠治理实验室”）主任。从3月至今，他带领团队在库尔勒、喀什、和田等五个试验点，来回奔走，累计行程一万多公里进行技术试验，“简言之，我们选用抗旱耐盐适生品种，并运用固沙、保水、防蒸发三大技术手段为每一株植物打造可以自我生长的‘绿洲’。”严希海说，植物成活率是治沙成功的试金石。他看到，目前，现场防风固沙和种植成活率试验已完成，效果非常好。
新疆和田防风防沙综合试验站现场负责人赵光能与治沙打了几十年交道。上述新技术让他眼前一亮：原先寸草不生的沙地里，沙楮在短时间内蹿到了20厘米高，且成片地长起来。
破解传统治沙“三大难”，新技术来了
在新疆西南部，疏附县距喀什市区仅15公里，但这里地处塔克拉玛干沙漠西缘，荒漠化土地以戈壁、稀疏植被荒漠为主。严希海和同事们的实验点之一便位于这里。
“治沙最难的地方在于风大，沙丘一晚上能推进六七米；你头天种的植物，第二天便被沙子埋住。”荒漠治理实验室成员、喀什大学教授查向浩说，种活一棵草、一棵树，乃至形成一片森林，一片绿洲，必须依靠科技之力。
把麦草剪成一米见方的格子，扎进沙子里，风一吹沙子就被格子锁住了，然后在格子里种上植物。这种方法是“中国发明”，但在严希海看来，上述传统治沙方法存在三大难题。
“传统方法治沙，方格子防风固沙工程寿命短；防沙植物成活的关键是水源，但沙漠边缘地下为难以利用的苦咸水，淡化成本太高；被誉为‘微型水库’的保水剂能快速吸收并锁住自身重量数百至上千倍的水分，在干旱时缓慢释放供植物吸收，但耐久性差，这些都满足不了大规模治沙需求。”严希海说，“我们要做的，不是简单地种树、铺草方格，而是从微观生态入手，为每一株植物打造‘微型绿洲’。”
“所谓‘微型绿洲’，就是每一株植物生长微观生态环境的改善。”荒漠治理实验室成员、潍坊学院教授台夕市表示，“在看不见的地下，我们运用新型固沙材料、新型保水剂、苦咸水利用等三大新技术，呵护治沙植物成长壮大。”
让沙漠长出自我更新的“皮肤”
在塔克拉玛干沙漠边缘，严希海蹲在沙地上，用手轻轻地掀起一块“固结层”——无数微小的沙粒被凝结到一个平面上，形成类似“周村烧饼”一样薄薄的固化沙面。
“打造‘固结层’运用了我们自研的固沙材料。它就像沙漠治理的一道‘柔性结皮’，是实现‘人进沙退’的关键支撑。”严希海向记者揭秘，该固沙材料以生物基葡聚糖为核心，再配以甲壳素、海藻提取物和从沙漠环境中筛选、扩繁的丝状蓝藻等荒漠微生物，复配改性聚丙烯酰胺、有机硅氧烷、纤维素衍生物。这些成分打造了具有保水力、抗风蚀功能和持续培肥能力的稳定“固结层”，其固沙效率超过60%，成本降低30%，内部亦可为微生物提供栖息场所。“草方格是压沙，我们是改沙；前者像给沙漠盖上一层‘被子’，后者则是让沙漠长出能自我更新的‘皮肤’。”严希海说。
台夕市伸开手掌，向记者展示了一种白色透明、颗粒状的材料，这是他们研发的环保型复合生物基保水剂。
据了解，新疆沙化土壤黏粒含量不足10%，年蒸发量高达2000至3000毫米。台夕市说，该材料通过微生物多糖化学改性与天然产物按特定比例混合制成，可吸收自身重量200至400倍的水分，降解周期延长至3至5年；干旱条件下，该保水剂缓慢释放水分，使土壤持水能力提升30%至50%，植被存活率从30%至50%跃升至70%至90%，节水50%至80%。
“它不是简单地吸水，而是通过反复膨胀收缩改善土壤孔隙结构，促进根系发育——我们称之为土壤微结构的主动修复。”台夕市说。
1万公里奔波只为验证一个事实
在新疆沙漠地带，苦咸水储存丰富却难以利用。
“我们提出‘陶瓷膜+微纳滤’组合工艺。”严希海说，将苦咸水变为农业淡水，陶瓷膜起到“澄清”作用，其耐酸碱，寿命长，可高效去除悬浮物和细菌；纳滤膜可以“脱盐”“淡化”，其选择性截留二价离子（二价离子是导致苦咸水“苦味”和“硬度”的核心），实现软化与部分脱盐。
与传统反渗透（即膜分离净水技术）相比，上述新组合能耗降低30%至50%，系统回收率可达80%以上。
苦咸水利用、新型保水剂和新型固沙材料三项技术的协同效果，需要最严苛的野外验证。在新疆五个试验点，他们选用沙楮、沙棘、沙拐枣、梭梭、柽柳等抗旱耐盐适生品种，开展差异化治理试验，累计种植面积近千亩。
记者注意到，每个试验点都是一个微观调控单元：苦咸水经处理后用于滴灌；保水剂混入根系层土壤，为植物提供水分；固化沙面铺设在沙面上，起到防风、保水、固沙作用。
“在野外一线，我们亲眼看到新技术让原本寸草不生的流动沙丘长出了成片的沙拐枣和梭。这种变化给了我们极大信心。”潍坊学院青年教师辛春玲说。
“我们将加快技术集成与中试验证，形成可复制、可推广的方案，服务国家‘三北’工程攻坚战。”潍坊学院党委书记来逢波说，我们正谋划将技术与装备输出至中亚干旱区，让中国绿色标准走向更广阔的世界。
（受访者供图）
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