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《瞭望》盐碱地的新希望

时间:2014-04-02

  新闻周刊 记者  刘杰

  在盐碱地中种上盐地碱蓬、盐角草、野榆钱菠菜等几种吸收盐碱能力超强的盐生植物,三至五年后,原本不具备耕种条件的盐碱地里不仅能长出植物,还能种出高产经济作物

  令人匪夷所思的场景或图片你可能见过很多,但是,面对紧挨着的两块土地,一块被白花花的硬盐壳覆盖,毫无生命迹象,另一块却长满郁郁葱葱的绿色植物,你肯定会忍不住发问:这其中到底发生了什么? 

  是的,和新疆大片的盐碱地一样,这两块地在几年前都是白花花的一片,没有植被能够生长。中科院新疆生态与地理研究所(以下简称“生地所”)科研人员通过多年努力,研究、筛选、培育出盐地碱蓬、盐角草、野榆钱菠菜等几种吸收盐碱能力超强的盐生植物。在盐碱地中种上这些植物,三至五年后,原本不具备耕种条件的盐碱地里不仅能长出植物,还能种出高产经济作物。 

  截至目前,新疆已有1000多亩盐碱地得到改良,这项技术正在向受到盐碱地困扰的其他西北省区、东北松嫩平原、华北以及沿海滩涂地区推广,用以改良、开发盐碱地,同时更好地利用咸水、海水,助力解决当地农业发展面临的盐渍化难题。 

  科研人员在推广这一技术的同时还发现,生命力极强的盐生植物除了能够修复盐渍土,还能有效“净化”土壤原油污染,“吸收”铬、铜等重金属,并且,它们还能用于医药、食品、纤维、化工等多个领域,开发潜力巨大。 

  让盐碱地“变废为宝” 

  土壤盐碱化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程,盐碱土壤分为含硫酸盐、氯化物为主的松盐土壤和含碳酸盐为主的碱土,主要危害表现为使农作物减产或绝收,影响植被生长,造成生态恶化。 

  资料显示,目前,全球共有840万平方千米盐渍化土地,分布于112个国家和地区,由于灌溉不当、降水等因素的影响,次生盐渍化土地面积还在不断增加。其中,中国盐渍土面积约为37万平方千米,新疆有11万平方千米,占全国的1/3。 

  作为中国最大的盐碱土区,新疆地处内陆封闭环境,盐类物质只能在区内循环,土壤积盐过程十分强烈,大量重度盐碱化土地长期无法利用,一些耕地盐渍化程度不断加剧,是造成当地农业生产落后、单产水平低的重要原因,严重制约农业的可持续发展。 

  调查数据表明,受土壤盐碱化影响,新疆每年粮食减产约7.2亿公斤,占全年粮食总产量的8.6%;棉花减产13.05万担,约占全年棉花总产量的9%;造成经济损失35亿元,占全年种植业总产值的8%左右。 

  中科院新疆生地所党委书记、副所长田长彦带领团队常年奔波在天山南北的盐碱地里,想尽各种办法,帮助农民改良盐碱地。田长彦说,“盐碱地是新疆生态环境可持续发展面临的重要问题,更是影响农业、工业发展及基础设施安全、人类健康的重要因素。” 

  据他介绍,多年来,新疆一些地区试图用多种方式改造盐碱土地,例如,挖排碱渠、大水漫灌等,一些地方甚至采用淋洗土壤的方式,这些举措虽然改造了一部分土地,但都要消耗大量的水,一旦缺水,盐渍化会再次来袭。 

  近年来,新疆各地积极倡导、使用农业高效节水技术,随着膜下滴灌技术的推广,灌水周期对土壤水盐运移产生影响,土壤返盐现象也已经出现。 

  中科院生地所的调查数据显示,在过去50年,新疆累计开垦盐碱荒地5100万亩,实际上仅保留2800万亩,其余47%的土地因次生盐碱化而弃耕,一些盆地、绿洲的盐碱化有加重趋势。 

  面对这些难题,田长彦认为,新疆淡水资源匮乏,必须找到科学、可持续发展的方式治理盐碱地,传统方式无法从根本上解决盐渍化问题,已不能再用。 

  通过长期实地观察,科研人员将注意力“锁定”在那些可以在重度盐碱地旺盛生长的盐生植物。他们发现,一些耐盐植物不仅能大量吸收盐分,而且能将盐分贮存在液泡内而不损伤原生质,耐盐特性使得它们能够适应高盐碱环境和咸水灌溉。 

  为了筛选出“治愈”盐渍土最理想的盐生植物,田长彦和他的团队首先在生地所阜康荒漠生态系统观测站建立了100亩盐生植物园,引种147种盐生植物。他们发现,盐生植物不仅能绿化荒漠,而且在整个生长过程中,还能将土壤中的盐碱吸收,使土壤中的盐碱成分大幅减少。本文来源:瞭望观察网 

  几年的反复试验过后,他们发现,盐地碱蓬、盐角草、野榆钱菠菜等几种盐生植物“吃盐”能力最佳,一亩地可以收获近两吨草,带走盐碱500多公斤,比用水“清洗”土壤的投入小很多。 

  在备受盐渍化困扰的新疆克拉玛依,当地盐碱化最严重的土壤,每公斤土壤含盐量大于40克,种植盐地碱蓬后,每年每亩地被带走盐分431公斤,连续种植四年后,每公斤土壤含盐量降到10克以下,完全达到耕种标准,原来寸草不生的土地上收获了高产棉花,亩产量达到400多公斤。 

  盐土农业迎来“新希望” 

  田长彦表示,利用盐生植物修复土壤,让盐渍化土地变身良田,这一改造过程不仅易于操作,而且投资小、适用范围广、具有可持续性,通过把具有经济效益的盐生植物引上产业化栽培之路,总体效益不亚于甚至超过了农业产业,盐土农业自然成为人们关注的热点。 

  通过几年的努力,科研人员在新疆的克拉玛依市、喀什地区和巴音郭楞蒙古自治州等地改良了1000多亩盐碱土地,相当于增加了千亩良田。 

  研究团队中的尹传华博士负责喀什地区岳普湖县盐碱地改良。他说,当他来到那片从未长出过绿色植物的土地时,当地农民不相信他这个年轻人可以让它长出庄稼。那个春天,当他播下盐生植物种子,地里真的长出了青草、青草还能当饲料时,农民信服了他。 

  尹传华自豪地说,“现在,这里的农民早就在我们改造过的土地上种棉花了,亩产360公斤以上,用他们的话说,这完全是块好地。” 

  “最让我们感到欣慰的是,通过盐土农业的研究,我们发现了更大的前景,也就是地下咸水的利用。新疆地下水资源丰富,但大量为咸水,过去无法使用。在盐土农业发展过程中,可以用咸水灌溉,利用咸水置换出淡水,不仅不占用原本就紧缺的地表水资源,还找到了咸水的利用方向,真可谓一举两得”,田长彦兴奋地说,盐土农业的开发应是一个新的经济增长点,对生态环境也将产生积极影响。 

  新疆有后备耕地2.69亿亩,90%为盐碱地,由于缺水而得不到开发。然而,新疆每年生态需水280亿立方米,100多亿立方米地下咸水没有利用,这都为盐生农业发展提供了良好基础。 

  在沙漠化极为严重的南疆地区,盐生植物不仅发挥了防风固沙的生态效益,一些具有经济特效的盐生植物还走上了产业化之路。以肉苁蓉为例,目前南疆的荒漠区已种植20多万亩,种植后第二年即进入生产期,鲜肉苁蓉亩产量在100公斤以上,最高可达300多公斤,每亩产值可达600元至1800元。 

  除西北五省、内蒙古等省区外,东北松嫩平原、东部沿海滩涂还分布有大量盐渍化土地,因含盐量高而不能种植作物。田长彦表示,这项盐渍土生物修复技术可以帮助解决这一突出问题,而且,发展盐土农业,对减少资源浪费、保障耕地持续发展都具有重要意义。 

  多功能“修复高手” 

  科研人员注意到,当盐生植物完成“吸盐”使命后,当地农民通常都将其收获回家,用来喂养牛羊。原来,盐生植物中丰富的盐类,恰恰是动物生长必不可少的养料,是牲畜饲料中必不可少的添加物。 

  盐生植物是一类能够在盐分浓度至少为每升200毫摩尔的环境中生长并完成生活史的植物,约占植物物种总数的1%,是重要的植物资源。各种盐生植物群落是盐渍化生境中唯一能够生长发育且不可替代的植被,盐生植物中包括丰富的经济盐生植物,可用于医药、绿化、食品加工、纤维和化工等领域,是宝贵的生物资源,具有很大的开发潜力。 

  以罗布麻为例,罗布麻有富集锂离子的能力,而适量的锂摄入能改善人体造血功能,提高免疫机能,能镇静、安神,控制神经紊乱,防治心血管疾病。在新疆阿勒泰地区、艾比湖区域,罗布麻种植产业已初具规模。 

  据统计,新疆拥有丰富的盐生植物资源,目前发现的有305种,还有11个变种和4个亚种,约占全国盐生植物资源的60%。其中,新疆特有7种,国家濒危保护7种。 

  近日,田长彦课题组进一步分析了盐生植物的特点,结合实际需要,在利用盐生植物改良盐碱地、修复石油和重金属污染等方面提出新思路。本文来源:瞭望观察网 

  作为中国重要的能源基地,新疆拥有大量油田,主要分布在沙漠和盐碱荒漠区,油田开发中注入高矿化度水,造成土壤被高盐废水、原油污染。科研人员提出盐生植物-微生物联合修复措施,通过种植盐生植物,为具有降解能力的根际生、根内生微生物提供庇护所,使微生物达到较高的种群数量并稳定维持降解作用,不仅降低了采油污水处理成本,提高回用水水质,科学修复土壤原油污染,减少了油气资源开发造成的环境污染。 

  此外,科研人员还提出,很多盐生植物还能耐受、吸收重金属,而且盐分还能促进其对重金属的吸收和转运能力,因此,可以筛选、培育一些生物量高并具有中等重金属吸收能力的盐生植物,用于治理土壤铬、铜等重金属污染。 

  目前,新疆利用盐生植物改良盐碱地,治理土壤原油污染、重金属污染的技术及成效已得到认可,有关科研成果将逐步在全国推广应用,然而,这些技术的大面积实施并不容易。 

  田长彦说,盐生植物不像一般粮食作物那样易被驯化,种植起来有一定难度,需要注意的地方很多,如果不能很好地掌握技术,种植过程中会不断遇到“麻烦”,甚至根本种不出来。此外,盐生植物的种子都非常小,籽产量很低,而且籽粒的成熟期不同,即熟即落,不便收割,这些都增加了产业化发展的难度。 

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