內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗王愛召鎮(zhèn)重度鹽堿地土壤原貌。

土壤經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鹽堿地改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)改良后，種植的食葵長勢良好。受訪者供圖

寒冬時節(jié)，田野里芒硝似雪，幾個身影點(diǎn)綴其間。

零下10多攝氏度的內(nèi)蒙古五原縣重度鹽堿地上，李玉義與同事們正忙著取土樣、辨土壤。作為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鹽堿地改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（以下簡稱“改良團(tuán)隊(duì)”）首席科學(xué)家，他與團(tuán)隊(duì)只有一個目標(biāo)——讓這片地處河套灌區(qū)的土地重獲生機(jī)。

鹽分大、植被稀、分布廣，重度鹽堿地一直是我國土地治理中最難啃的“硬骨頭”。10多年來，改良團(tuán)隊(duì)的腳步遍布內(nèi)蒙古、山東、黑龍江等地，他們不斷探索改良新模式，用科技“喚醒”鹽堿地，讓荒野披上綠裝、煥發(fā)活力、成為糧倉。

“上膜下秸”阻斷鹽堿

“滿眼一片白茫茫，寸草不生堿圪梁。”2010年，李玉義初次踏上五原縣重度鹽堿地時，眼前的景象讓他目瞪口呆。

彼時，五原縣內(nèi)有近100萬畝次生鹽堿地，占全縣總耕地面積超過50%，另有100萬畝鹽堿荒地?zé)o人問津。

這一切的成因是什么？時任改良團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、研究員逄煥成解釋道，位于黃河“幾字彎”北岸的五原縣，降水少、蒸發(fā)強(qiáng)，常年采用黃河水過量灌溉，導(dǎo)致地下水位不斷抬高，底層土壤中鹽分隨之上移，水分蒸發(fā)后，在地表累積出厚厚鹽層。

要想阻斷鹽堿，首先要摸清土壤狀況。

“當(dāng)時大家早出晚歸，采土樣、做檢測，甚至嘗鹽堿，有同事因此連著幾天腹瀉不止。”李玉義告訴科技日報記者，僅一年時間，改良團(tuán)隊(duì)就在20余畝鹽堿地上取樣4000多份，化驗(yàn)16000余次。

“過去，人們多用大水沖洗和覆蓋地膜等方法來治理鹽堿，但效果總是反反復(fù)復(fù)。”改良團(tuán)隊(duì)顧問、研究員魏由慶說，這種“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的方式，無法從根本上解決問題，“在利用好地膜抑制地表鹽分、鎖住水分的同時，必須設(shè)法阻斷地下鹽分上行。”

改良團(tuán)隊(duì)開始尋找經(jīng)濟(jì)適用的阻斷材料。在日復(fù)一日的尋找與試驗(yàn)中，大家注意到了農(nóng)民廢棄在田間地頭的秸稈。

“能否利用這些秸稈在土壤中形成一個隔層，打破鹽分上行通道——毛管水的連續(xù)性？”逄煥成與大家討論，這就好比在地下設(shè)一道“絆馬索”，讓鹽分無法跑上來。

通過多次試驗(yàn)，改良團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，將秸稈切碎至5—15厘米長，然后翻埋平鋪至地下30—40厘米深處，效果最佳，可有效破壞毛管水的連續(xù)性。

“實(shí)施地下鋪設(shè)秸稈、地表覆蓋地膜這種原創(chuàng)的‘上膜下秸’技術(shù)后，鹽堿地0—30厘米土層含鹽量平均降低36.23%，保苗率提高46.7%，作物增產(chǎn)30.5%，效果非常突出。”李玉義介紹，改良團(tuán)隊(duì)終于找到了適合當(dāng)?shù)佧}堿地的改良模式，成為村民們最信任的“斬鹽者”。

“精準(zhǔn)調(diào)控”改良循環(huán)

“別說三個博士，三個神仙來，也白瞎！”黃河“幾字彎”南岸的內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗田埂上，村民們看著遠(yuǎn)道而來的李玉義一行，互相撇了撇嘴。

與五原縣相似，達(dá)拉特旗同樣因?yàn)檫^量灌溉，造成地下鹽分上行，在地表積聚。而雪上加霜的是，這里的排水條件更差，導(dǎo)致鹽堿化程度更重。

“要啃就啃最硬的骨頭，只有這樣才能改良好這塊土地。”李玉義告訴記者，他們毫不猶豫地選了一塊鹽堿化最嚴(yán)重的地塊作為試驗(yàn)田。

怎么改？大家爭論不休。有人提議采用灌溉技術(shù)，有人建議引入耐鹽作物。

經(jīng)過數(shù)次頭腦風(fēng)暴后，改良團(tuán)隊(duì)采納了滴灌專家李曉彬的提議——從研究新型滴灌技術(shù)入手，快速創(chuàng)建作物根層適宜生境。

“試驗(yàn)田內(nèi)的高鹽環(huán)境讓微生物難以存活，土壤養(yǎng)分循環(huán)受阻，地上的植物如同‘小老頭樹’。”李曉彬說，“如果找到合適的滴灌方案，就可以改善作物根系周邊的微循環(huán)，為其創(chuàng)造一個相對適宜的生長環(huán)境。”

方案確定后，李曉彬帶著幾位碩士、博士一頭扎進(jìn)這片“光板地”，一扎就是一個多月。

考慮到試驗(yàn)田入滲能力差、排水難、地力貧瘠等諸多問題，改良團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)放在找準(zhǔn)滴灌系統(tǒng)調(diào)控參數(shù)和快速改良地力上。

“滴頭流量既不能太大，又不能太小，必須找到與土壤入滲性能相匹配且能高效淋洗鹽分的流量值，以及合適的滴頭間距。滴灌時，還需同時添加適宜的水溶性肥料和制劑產(chǎn)品注入根層，讓土壤性能快速提升。”李曉彬介紹道。

沒有捷徑可循，只能通過實(shí)地調(diào)查、田間預(yù)試驗(yàn)、模擬分析，去尋找合適的調(diào)控參數(shù)。隨著時間的推移，歷經(jīng)無數(shù)次嘗試，改良團(tuán)隊(duì)最終找到一個個參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了對滴灌系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)控。

經(jīng)過精準(zhǔn)的水鹽調(diào)控和水肥調(diào)理劑一體化滴灌，原本只能撂荒的重度鹽堿地上，向日葵出苗率高達(dá)95%以上。改良團(tuán)隊(duì)成功破解了“水資源約束條件下，重度鹽堿地多障礙消減與產(chǎn)能快速提升的水鹽肥劑耦合精準(zhǔn)調(diào)控”這一難題。

“分割臺田”減鹽排鹽

“10多萬畝鹽堿灘遍布全鎮(zhèn)，仿佛來到了一片孤寂之地。”2022年，改良團(tuán)隊(duì)成員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州鹽堿土改良實(shí)驗(yàn)站副研究員溫延臣跟隨李玉義來到德州市樂陵市鐵營鎮(zhèn)時，心情跌到了谷底。

“這里的鹽堿地地勢低洼，許多地方就像一只巨大的碗，四周高、中間低，雨水和地下水帶著鹽分匯聚于此，無法排出。”溫延臣告訴記者，最麻煩的是，這里的地下水位只有半米左右，甚至用鐵鍬都能挖到淺水層。

初遇這種情況，改良團(tuán)隊(duì)一時無從下手。

“智慧往往來源于群眾，大家在與村民們同吃同住同勞動的過程中找到了靈感。”李玉義回憶道，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村一種特有的現(xiàn)象——村民們會故意將耕地抬高，形成高低錯落的田地。

耕地抬高后，相當(dāng)于降低了地下水位，有效減少了地表鹽分的聚積。

改良團(tuán)隊(duì)借鑒這一做法，設(shè)立了20多塊試驗(yàn)田，分別針對不同的土壤類型和地下水埋深，采用不同的臺田寬度和高度進(jìn)行同步試驗(yàn)。他們決心找出一套既能達(dá)到調(diào)控效果，又能最大程度減少耕地占用的臺田技術(shù)參數(shù)。

試驗(yàn)過程中，改良團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化技術(shù)與方案，先后研究出“臺田+生物質(zhì)隔層”組合控鹽新技術(shù)，以及將臺田形成的洼地改造成排鹽溝或灌溉渠的方案。

通過對這些田塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)的反復(fù)對比，改良團(tuán)隊(duì)最終確定了一條“黃金分割線”。溫延臣舉例說：“比如一片長50米的田塊，我們將其分割成寬窄兩部分，窄邊15米長，寬邊35米長。然后，將窄邊的土堆到寬邊上形成臺田，再將窄邊挖成排鹽溝或灌溉渠串聯(lián)通向主干渠，實(shí)現(xiàn)一舉兩得。”

在找到最佳臺田方案的同時，改良團(tuán)隊(duì)還篩選出適合當(dāng)?shù)胤N植的小麥、玉米等品種。通過分割臺田、疏通溝渠、選育良種，這片土地上的鹽堿正在褪去，土壤持續(xù)“提質(zhì)”，土地不斷“增糧”。

“開展鹽堿地綜合利用，對保障國家糧食安全、守住耕地紅線、端牢中國飯碗具有重要戰(zhàn)略意義。”李玉義堅定地說，“未來，我們將繼續(xù)努力，通過科技創(chuàng)新，將那些被稱為‘不毛之地’的重度鹽堿地，變成豐收的沃野，為筑牢‘大國糧倉’增添新的力量！”（記者 馬愛平）