內蒙古達拉特旗王愛召鎮(zhèn)重度鹽堿地土壤原貌。
土壤經(jīng)中國農業(yè)科學院鹽堿地改良創(chuàng)新團隊改良后，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，幾個身影點綴其間。
零下10多攝氏度的內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。作為中國農業(yè)科學院鹽堿地改良創(chuàng)新團隊（以下簡稱“改良團隊”）首席科學家，他與團隊只有一個目標——讓這片地處河套灌區(qū)的土地重獲生機。
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，改良團隊的腳步遍布內蒙古、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100萬畝鹽堿荒地無人問津。
這一切的成因是什么？時任改良團隊負責人、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，常年采用黃河水過量灌溉，導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，改良團隊就在20余畝鹽堿地上取樣4000多份，化驗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，但效果總是反反復復。”改良團隊顧問、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，必須設法阻斷地下鹽分上行。”
改良團隊開始尋找經(jīng)濟適用的阻斷材料。在日復一日的尋找與試驗中，大家注意到了農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，這就好比在地下設一道“絆馬索”，讓鹽分無法跑上來。
通過多次試驗，改良團隊發(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。
“實施地下鋪設秸稈、地表覆蓋地膜這種原創(chuàng)的‘上膜下秸’技術后，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30.5%，效果非常突出。”李玉義介紹，改良團隊終于找到了適合當?shù)佧}堿地的改良模式，成為村民們最信任的“斬鹽者”。
“精準調控”改良循環(huán)
“別說三個博士，三個神仙來，也白瞎！”黃河“幾字彎”南岸的內蒙古達拉特旗田埂上，村民們看著遠道而來的李玉義一行，互相撇了撇嘴。
與五原縣相似，達拉特旗同樣因為過量灌溉，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重的地塊作為試驗田。
怎么改？大家爭論不休。有人提議采用灌溉技術，有人建議引入耐鹽作物。
經(jīng)過數(shù)次頭腦風暴后，改良團隊采納了滴灌專家李曉彬的提議——從研究新型滴灌技術入手，快速創(chuàng)建作物根層適宜生境。
“試驗田內的高鹽環(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、博士一頭扎進這片“光板地”，一扎就是一個多月。
考慮到試驗田入滲能力差、排水難、地力貧瘠等諸多問題，改良團隊將研究重點放在找準滴灌系統(tǒng)調控參數(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，只能通過實地調查、田間預試驗、模擬分析，去尋找合適的調控參數(shù)。隨著時間的推移，歷經(jīng)無數(shù)次嘗試，改良團隊最終找到一個個參數(shù)值，實現(xiàn)了對滴灌系統(tǒng)的精準調控。
經(jīng)過精準的水鹽調控和水肥調理劑一體化滴灌，原本只能撂荒的重度鹽堿地上，向日葵出苗率高達95%以上。改良團隊成功破解了“水資源約束條件下，重度鹽堿地多障礙消減與產能快速提升的水鹽肥劑耦合精準調控”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，改良團隊成員、中國農業(yè)科學院德州鹽堿土改良實驗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，改良團隊一時無從下手。
“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?shù)剞r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，相當于降低了地下水位，有效減少了地表鹽分的聚積。
改良團隊借鑒這一做法，設立了20多塊試驗田，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行同步試驗。他們決心找出一套既能達到調控效果，又能最大程度減少耕地占用的臺田技術參數(shù)。
試驗過程中，改良團隊不斷優(yōu)化技術與方案，先后研究出“臺田+生物質隔層”組合控鹽新技術，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數(shù)據(jù)的反復對比，改良團隊最終確定了一條“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，實現(xiàn)一舉兩得。”
在找到最佳臺田方案的同時，改良團隊還篩選出適合當?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”，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）