【科學強國】胡樹文：解開鹽鹼地「增糧密碼」

此後，結合築堤建閘、控制地下水位、疏導排鹽等宏觀措施，通過地表徑流、深層淋洗、測滲排出等方式，將鹽分從耕層和區域導出。有效發揮土壤團粒結構增加以及孔隙度增大、作物根系分泌物阻滯等作用，大幅度降低了土壤毛細現象，抑制了土壤返鹽現象。最終提高了微生物群落多樣性，構建了作物根系-土壤-土壤微生物良性生態，加速了礦質養分循環，土壤肥力和作物產能逐漸提升。

傳統鹽鹼地改良方式主要圍繞：排鹽、洗鹽、降低土壤鹽分含量，種植耐鹽鹼的植物、培肥土壤，種植作物這三個主要步驟進行。但是，鹽鹼地土壤顆粒分散細小，沒有正常的土壤結構，因而干硬板結，容重高，透水透氣性差，洗鹽效率低，浪費了大量淡水。同時，鹽鹼土微生物群落單一，使用常規單一的物理、化學以及生物改良方式，見效慢、周期長，很難實現向高產良田的轉變。

而「重塑土壤結構高效脫鹽」生態治理鹽鹼地技術體系整合了土壤修復、土壤培肥、水利工程、鹽分分離、抗鹽品種、種植管理、生態養護等多學科、多環節，綜合性強、整體技術難度高、系統性強，從根本上改變了傳統鹽鹼地治理的弊端。

把實驗室安扎在鹽鹼地上

我國鹽鹼土分布廣泛，主要包括東北松嫩平原鹽鹼地、東部濱海鹽鹼地、黃淮海平原（河流兩岸）的混合型鹽鹼土和半荒漠境內陸鹽鹼土。鹽鹼地的形成主要由於土地水分狀況和自然條件影響，可利用的水資源也是鹽鹼地改良受到限制的重要原因。目前已在鹽鹼地分布廣泛區域積極開展配套水利工程，以解決鹽鹼地改良利用問題。

供圖/受訪者

在投身鹽鹼地改良科研攻關的最初幾年裡，胡樹文每年都有七八個月帶著學生待在東北松嫩平原的蘇打鹽鹼地里。為了節省往來縣城賓館路上的時間，他和學生們一起在田間地頭建起實驗室。簡易的平房，既當實驗室、辦公室，也當食堂和宿舍。休息時，師生們一起擠大通鋪。吃起飯來，七八碗麵條往桌上一擺，師生們吃得很香。

「那段時間，夜裡躺在床上，我就開始想：如果我是一株長在蘇打鹽鹼地里的水稻，怎麼樣才能長得更好？」胡樹文回憶。

「作為一株水稻，要在鹽鹼環境里存活，我得有免疫力或抗體，那穿上抗鹽的『外衣』不就可以了嗎？」由此出發，胡樹文帶領團隊藉助生物基材料，研製出一種緩釋長效抗鹽劑，播種前先把種子浸泡在裡面，種子就具有了抗鹽的特性。「土壤的鹽鹼成分難以洗除怎麼辦？從一株水稻的視角來看，板結土壤的顆粒像緊緊挨著的『小米粒』，沒有縫隙，水分難以下滲，導致鹽鹼不能被洗掉。為此，我們研製出生物基改性材料，可以把『小米粒』變成『花生豆和黃豆』的組合，土壤有了縫隙，鹽鹼就能被水快速洗掉了。」

作物生長從土壤中獲得養分，需要微生物分解有機物質。如何讓有益的微生物群落在鹽鹼土中生存、繁育？這方面得另找微生物專家來參與攻關。斗轉星移，日復一日，水稻在鹽鹼地里可能遭遇的難題，一個一個都在「地頭實驗室」里得到破解。

鹽鹼地改良是世界性難題，也是複雜的系統工程。土壤結構、鹽分、養分、微生物群落、作物品種、水利、種植管理等諸多因素交織在一起，互相影響。必須將它們全部調整到最佳狀態，作物才能健康生長。「實際治理過程中，要是缺少整體系統化的治理方案，如工程設施和土壤改良不配套，不僅作物不具備生長條件，還會不斷重複『脫鹽—返鹽』，效果易反覆，改良周期長。」胡樹文說。

站在水稻作物的角度思考破解之道，讓胡樹文意識到：「土壤是作物生長發育的基石。只有讓土壤更健康，才能保證作物生長更健康。由此，我們把土壤改良作為治理鹽鹼地的核心問題。」

抓住了主要矛盾，其他問題迎刃而解。胡樹文說，正是基於在「地頭實驗室」的科研攻關，團隊創建了以「重塑土壤結構高效脫鹽」為核心的生態修復鹽鹼地工程技術體系，從而找到了向鹽鹼地要高產的金鑰匙。

一次改良多年有效，效果顯著

我國約有15億畝鹽鹼地，其中約5億多畝具有開發利用潛力，經過土壤改良，可轉變成優質耕地，極大地緩解我國糧食進口壓力，並確保了國家糧食安全。

在進行實地考察時，胡樹文發現吉林省白城市大安市、鎮賚縣、通榆縣、松原市前郭縣、乾安縣、扶餘縣等地中重度鹽鹼地較為集中，該區域重度鹽鹼地的pH值為10.0~10.8，含鹽量高於5‰，鹼化度在55％以上的重度鹽鹼地，土壤顆粒組成中黏粒含量較高、質地黏重、透水性差、可塑性和黏結性強，土粒分散、結構性差，總體改良難度非常大。

胡樹文教授土壤改良團隊在該區域與當地企業聯合開展重度鹽鹼地改良利用工作，重度鹽鹼地當年改良即達到當地良田產量，改良後全面實現常規種植管理並穩產高產。胡樹文表示：「通過前期土地平整、溝渠配套、洗鹽、排鹽、配合新型高效改良劑和鹽鹼地專用肥料的施用，並在中後期注重精細化管理，從而實現了鹽鹼地的快速脫鹽，土地結構得到改善，大幅度提升了土地的利用價值。」

僅在第一年改良期，土地表層全鹽含量就下降至3.0‰以下，pH值下降至8.5以下，總孔隙度增加了60%，水稻產量達到了512公斤/畝；應用其他改良技術，水稻畝產164公斤/畝。在隨後幾年的種植季，改良示範區在沒有再投放任何改良物資的前提下實行常規種植管理，產量依舊保持高產，真正實現了一次改良、多年有效，實現了將鹽鹼地劣質土壤與脆弱生態環境向高質量耕地的轉變。

此外，山東省東營市地處黃河入海口，大面積的低產田是濱海鹽鹼地改良利用的代表。胡樹文教授團隊土壤改良方案在東營市河口區義和鎮鹽鹼地實施，隨機選取了4塊鹽鹼地試驗田，所選的試驗田為同一種植戶，土壤條件與對照田塊基本一樣，品種和種植管理也一樣。結合春季小麥中耕常規農事作業，示範田施用了團隊自主研發的土壤改良劑，之後僅經歷了三場自然少量降雨。

2021年6月初，在常規種植管理的相鄰麥田，小麥植株矮小、生長稀疏，麥穗短小乾癟，而採用鹽鹼地土壤調理劑進行處理的地塊，小麥長勢均勻，植株高而健壯，與對照相比麥穗明顯長而粗大。最終，由專家組測產結果顯示：同田處理中，未改良地塊小麥產量為141.56公斤/畝，改良地塊小麥產量為327.22公斤/畝，改良地塊較對照增產131.15％；非同田處理中，試驗田左右兩側未改良地塊小麥產量為152.71公斤/畝，改良地塊小麥產量為443.19公斤/畝，改良地塊較對照增產190.21％，效果極為顯著。

小麥收割後，該田塊輪作種植作物為大豆，沒有繼續使用土壤改良劑。經過春季改良後的幾個示範地塊，大豆苗情好，長勢旺盛，植株壯實，葉片濃綠茂密。而未改良地塊則因鹽鹼較重出現嚴重的缺苗現象，田塊被鹼草所覆蓋。理論測產數據顯示，改良大豆試驗田大豆的理論產量是302公斤/畝，未改良的試驗田大豆的理論產量是82公斤/畝，改良後大豆增產約268%，同時改良後的土壤各項指標均顯著改善。此後改良田塊連續6個種植季獲中高產。

2023年，針對新疆獨特的地理和氣候條件，胡樹文教授團隊創製出新型功能性水溶性鹽鹼土改良劑，實現了「邊滴灌、邊改良土壤結構、邊脫鹽、邊保水」。在新疆和田225團鹽鹼土通過滴灌新型水溶性改良劑，玉米長勢良好，生育期較未改良的提前了10天，根區土壤鹽分下降62%，根區土壤水分增加173%。經農業農村部和新疆各部門專家測產，青儲玉米生物量和鮮重增加了60%。這項成果不僅提高了水資源的利用效率、農作物產量和土地質量，還為乾旱地區的可持續農業發展貢獻了創新性解決方案，可大幅度增加新疆土地的耕種面積。

為鹽鹼地防治提供中國方案

今年6月6日，胡樹文應邀到聯合國糧農組織總部分享中國治理鹽鹼地的經驗。他說：「我們已經找到了鹽鹼地科學利用的金鑰匙，可以為全球鹽鹼地防治提供中國方案。」

鹽鹼地普遍面臨因土壤結構差導致的水分下滲速率慢、脫鹽效率低、治理周期長、易反覆等系列挑戰。「重塑土壤結構高效脫鹽」生態治理鹽鹼地系統工程技術模式有效解決了鹽鹼地快速生態改良這一世界性難題，讓貧瘠的土地重新變得富饒。

據了解，該技術模式目前已在全國10多個省份得到推廣應用，並取得了顯著成效。在松嫩平原蘇打鹽鹼土區、濱海灘涂、河套灌區、內陸乾旱與鹽漬化區等多區域，多種鹽鹼類型、多種作物、多年開展的試驗示範均證明，在有水資源的前提下，水稻、玉米、小麥、大豆等均都能實現當年改良當年獲中高產；一次改良，多年有效，治理效果非常穩定，成本相對較低，得到了吉林省原省長韓俊等眾多專家的高度評價，被康紹忠院士、徐明剛院士等國內頂級專家鑑定為國際領先水平。

2022年，中國農業大學與北京寶樹農業科技有限公司簽訂成果轉化合同，開展鹽鹼地生態修復工作。

胡樹文進一步表示：「如果該模式進一步得到國家的政策支持和推廣應用，有望為我國新增1億~2億畝優質耕地，增加糧食1000億~2000億斤/年。同時，還能將1億~2億畝鹽漬化中低產田高效改良為高產田，可增加糧食400億~800億斤/年，累計可增加糧食產能1400億~2800億斤/年。此外，還可將1億~2億畝鹽鹼化退化草場生態修復成優質牧場。該技術模式為我國耕地擴容、提質增效提供了科技支撐，對保障國家糧食安全具有重要意義。」

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來源：《小康》·中國小康網

作者：孫媛媛

編輯：降蘊彰

審核：龔紫陌

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