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刘小京:“威尼斯人网址”,盐碱地里的生机

访问量:906   作者:转载自腾讯网   时间:2020/5/6 14:56:30


刘小京:中国科学院遗传与发育所农业资源研究中心副主任

气候变化让人类面对越来越严重的土壤盐碱化问题, 他作为“威尼斯人网址”的科学家,25年扎根盐碱地,创造地下咸水灌溉等技术,让缺少淡水的盐碱地焕发生机。

大家好!我今天讲的是关于盐碱地的故事。

大家看这张照片非常的美。这是巴基斯坦一位朋友Bilqueen Gul博士寄给我的。她坐在洁白的土地上。照片非常非常的美。你们知道吗?这白色的土地,它不是白色的沙滩,也不是白色的雪原,这是盐碱地!是没有绿色的盐碱地。

什么是盐碱地呢?由于土壤当中含有过多的盐分,这就是盐碱地。类似于我们腌咸菜,如果我们把蔬菜放到咸菜缸的时候,咸菜变咸了。也就是说土壤被盐腌渍过之后,就成为了盐碱地。

当植物生长在这样的土壤当中,你想它能长好吗?轻者抑制生长,重者导致死亡。我国盐碱地面积在15亿亩,现在盐渍土是5亿亩。目前可以改良利用的在1亿亩左右。

过去在盐碱地区有一句谚语,叫“春天白茫茫,夏天雨汪汪,十年九不收,糠菜半年粮。”还有一句谚语,叫“旱了收蚂蚱,涝了收蛤蟆,不旱不涝收碱嘎巴。”农民辛苦劳作一年,种一斗打一瓢,生活非常的艰辛。

盐碱是从哪里来呢?一个是我们土壤当中本身就含有盐分,另外由于地势低洼,地下水含盐量高,地下水位浅,蒸发量大,降水量少。地下水当中的盐分被蒸发累积到土壤表面,这样就形成了盐碱土。

还有一个原因,就是由于灌溉不当。比如我们河套地区,引用黄河的水发展了灌溉,但是河水只灌不排,使地下水位提高导致土壤盐渍化。

过去这是我们非常漂亮的地方,但是你们看房屋已经荒芜。因为它成为盐碱地,作物不再能生长。

还有一个原因,就是由于全球的气侯变化,蒸发量大了,降水量少了,所以土壤的盐分累积到土壤表面了。还有一个就是人类活动增加之后,抽提了地下水,使湖泊或者淖干枯了,盐分留在了地表当中。你们都去过张家口坝上,安固里淖干了之后,那就是盐碱地。

再一个我们沿海地区通过吹沙造田,造了大面积的土地,这部分地是盐碱地。在这样的土地上,如果我们发展城市,发展工业,你想我们的环境会漂亮吗?

大家都知道,我们中国是一个人口众多的国家。我们现在是13亿人口,到2030年据预测,我们的人口将达到16亿人口。

到那时我们需要增加1.3亿吨的粮食。我们中国目前只有18亿亩的耕地。随着城市的发展,工业的发展,我们耕地面积还在下降。我们如何能满足未来我们人口增加对粮食需求呢?因此盐碱地作为重要的后备耕地资源,对盐碱地的改良和利用对于我们中国来讲意义非常之重大!

实际上对盐碱地的改良,在我们古代老百姓就有一些经验。比如说叫“锄划养坷垃,盐往高处走,水往低处流。”在小地形条件下,这个盐分可以累积到坷垃这个表面。在低处是形成一个低盐的条件,可以种一些作物。

另外在一百年以前,我们通过引淡水种植水稻,取得了非常好的成效。特别是建国以后,五十年代我们水稻在盐碱地区种植面积是非常大的。比如说我们天津的小站稻非常好吃,为什么呢?它是盐碱地,也是通过引淡水种的水稻。

目前我们东北地区,比如吉林省在松嫩平原也是盐碱地,通过引用淡水植水稻来治理盐碱地的。在六七十年代,因为毛泽东时代大量的兴修水利,改善了我们排水的环境,根治了海河。我们建立了比较完善的排水体系,这为我们盐碱地的改良也创造了非常好的条件。

在七十年代末八十年代初,由于改革开放,我们农村的改革,老百姓拥有了土地,发展了灌溉,抽取了地下水,降低了地下水位,得以使我们大面积的盐碱地得以改良。我们中国的盐碱地改良当中的贡献,在世界上应该是非常之大的。总结我们盐碱地改良的经验,无外乎一个是水利工程措施。

刚才说的通过打井抽取地下水,强灌强排来降低地下水位,得以实现盐碱地的改良。另外一个就是平整土地的农业措施,还有一个是化学措施,再一个就是生物措施,我们种耐盐的植物。但是上述的措施离了淡水是不行的。

盐碱地的改良必须要是以水为中心,调控水盐的运行,但是现在的问题是我们大面积的盐碱地分布在了干旱和半干旱地区,淡水资源匮乏是一个非常大的问题。

你看我们在环渤海地区,人均和亩均的淡水资源量,只是我们全国的十二分之一和十四分之一。以色列的人均水资源量是多少?是三百方。因此,我们华北地区或者我们环渤海地区,我们这个缺水的严重性比以色列还要重!在这样一种条件下,我们如何来改变盐碱地的面貌,如何来治理盐碱地呢?

因此,在缺水的盐渍区要想把盐碱地改良好是一个世界性的难题。

我们这个团队是二十多年来一直在关注在开展这方面的工作。大家都知道盐碱地区我们缺的是淡水,但是不缺咸水。如果你们有机会到东部沿海地区去看,周围都是水,但是这水是咸水和微咸水,它是不能利用的。我们河北省就有咸水是一千多亿方,我们是不是能够利用这个咸水把盐碱地改良好呢?

在我们西部地区,古时候老百姓也是缺水。老百姓冬季来取咸水冰,夏季呢融冰之后来饮用,为什么呢?因为我们淡水的冰点是零度,咸水结冰之后可以变为淡水。如果温度足够低,咸水也可以结冰。比如三十五克/升的海水结冰之后可以变为五到七克/升,但是融化的时候是高浓度的咸水先融化,低浓度的微咸水与淡水后融化。

比如我们北京下雪了,为什么撒盐?雪要不融化。因为它那冰点是零度,撒盐之后可以降低它的冰点,可能很快融化。我们是不是可以把这种方法用到盐碱地改良当中呢?

在寒冷的冬季,我们抽取地下咸水进行灌溉,让地表结一层厚厚的冰,然后在春季先融化的咸水要先入渗,最后融化的微咸水和淡水最后入渗洗盐,这样是不是可以使我们土壤表面进行淡化了呢?

根据这一原理,我们经过大量的田间试验和室内试验。在冬季比如说气温低于零下五度的时候,我们抽取地下水或者沟渠的排水小于15/升的这个咸水进行灌溉,让它形成一个冰层。

春季这个咸水融化入渗完成之后,我们结合这个地膜覆盖抑盐,然后再种植这些棉花、油葵、甜菜等等作物。棉花当年的产量可以达到二百公斤每亩,实际上在历史上这一地区向来没有作物种植的。这项工作是非常艰辛的,为什么呢?在数九寒冬,我们来开展这项工作。

大家可以看到我们住的这个窝棚,实际上是我们科技工作者在三九天进行灌溉的时候住的这个场所。另外,这个盐碱地的改良即使用咸水结冰灌溉,我们也需要一些常规的这个灌排的措施,这是我们做的田间一些设施情况。通过咸水结冰灌溉改良盐碱地这个方法,我们提出了两个模式,要“以盐治盐”。

也就是说一个是叫:台田鱼塘模式,我们一个是人为的抬高地面。通过咸水结冰灌溉一次灌溉永久受益。第二个也是大面积使用的叫条田模式,是每年需要进行这个咸水结冰灌溉,需要咸水结冰灌溉进行调控。这是我们盐碱地两张图片。

大家看没长庄稼的地方这是没有进行咸水结冰灌溉的,长庄稼的这是咸水结冰灌溉的,对比是非常明显。

通过咸水结冰灌溉,我们发展起了棉花、甜高粱、海滨锦葵、菊芋、甜菜、油葵等等这些作物。

刚才讲的是在没有淡水条件下,我们利用这个咸水结冰灌溉来改良这个盐碱地,这项措施实际上我们已经做了是十几年,效果应该是非常之好。但是刚才也说了我们盐碱地区,春季蒸发量是非常之大,如果没有好的一个抑盐隔盐的措施,可能这部分盐分还要累积到土壤表面。

大家可能都有一个经历,在你们装修房子的时候,你们有时候发现墙壁上有的是返碱了。为什么呢?大家说防水没做好,实际上这是返碱。

在农村我们盖房子的时候,有一个叫打地基。要打碱,为什么呢?地基打好之后,上面要铺上一层石子或者是麦秸或者是芦苇,它只起一个隔碱的作用。如果没这个隔碱层,这个土壤当中的盐分随着水分可能就把地基或者把这个房屋给腐蚀掉了。

我们是不是能够将这一方法利用到盐碱地的改良当中呢?刚才说了,在我们季风气候区,春季是个蒸发量大,降水量少,返盐的高峰期。但是夏季呢?我们由于降水量多是一个淋盐期,土壤含盐量相对较低。

在这一时期我们可以种一些高杆的作物,比如玉米、高粱,可能当年粮食产量很低,但是它秸秆量还是不低的。我们收获的时候,整株把它翻埋到地下二十公分以下,等于是给盐碱地打了一层碱,起一个隔盐的作用。然后我们再种植冬小麦,这样可以保证我们小麦有一个非常好的低盐的生长环境。

这是我们有土壤隔盐和没有隔盐的对照。你们可以看到就是说在没有这个秸秆覆盖的条件下,80%的小麦这个苗已经死亡掉了,但是有这个隔盐层的生长是非常之健壮。

通过这个技术当年小麦产量可以达到823斤每亩,但是没有使用这项技术的也只有180斤左右。这项技术目前也成为我们行业专项“盐碱障碍耕地农业高效利用模式”的一个主推的技术,同时也衍生出了叫“上膜下秸”盐碱地的改良技术。底下有一层秸秆层,上面再覆上一层地膜,发挥一个抑盐的作用。

实际上,我们上述两项技术尽管是取得了非常好的成果。一个叫咸水结冰灌溉改良,另外一个通过秸秆层的隔盐得以使我们的作物能够正常的生长。但是我们盐碱地当中不是不长植物,我们盐碱地也有一种是原生的植物。

它叫是盐生植物,它是盐碱地里自然的植物区系。中国有盐生植物是四百三十多种。这些植物是不是能够开发利用呢?

在盐生植物当中,我们其中就有一个叫偃麦草,它耐盐能力很高。比方说在美国的盐湖城的盐湖边上,我们中国科学院有位老科学家——李振生院士,也是国家最高科技奖获得者,他用这个偃麦草和普通的小麦进行远缘杂交,把偃麦草当中的耐盐的基因转到了我们小麦当中,所以小麦的耐盐能力就提高了。

这是从作物的利用的角度。另外,在盐碱地当中这些盐生植物有的可以作为蔬菜,有的可以作为食物,有的还可以作为油料,有的还可以作为绿化用。

如果这部分植物要开发利用好的话,可以使我们盐碱地大面积能够开发至利用,我们不用改造了。我们通过实践也是在盐碱地选上了叫枸杞,包括我们绿化用的柽柳,包括我们的白刺,包括我们的碱蓬,包括我们二色补血草等等是一批耐盐的植物。这些植物可以直接种植到滨海盐碱地当中。为了推动这项工作的开展,在2001年我们也组织召开了世界上首届的盐生植物的利用大会,通过这次大会也推动了我国的经济盐生植物的开发利用。

基于上述工作,刚才说了我们盐碱地上没有淡水的地方,也可以实现它的改良利用。2013年科技部和中国科学院启动实施了威尼斯人网址科技示范工程,这项工程是针对环渤海地区四千万亩的中低产田和一千万亩的盐碱荒地,通过盐碱地的改良,咸水的利用,耐盐作物品种的推广与示范等等技术来实现到2020年增粮100亿斤。这个目标相当于什么?我们国家制定的目标是到2020年增粮是一千亿斤,我们这项工程里占到了十分之一。自项目实施以来,到2015年我们已经推广示范一千七百多万亩,增粮33亿斤,增效是24亿元。这个项目的实施引起了广泛的社会关注。

我们盐碱地的改良,不是一个人的工作。我们有一支队伍,有一批博士、硕士,有老中青结合的科学家来开展这项工作,图中这是我们的老站长。这盐碱地没了,盐碱地绿了,头发白了,但是我们觉得值得!

好,谢谢大家!


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