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钱棒棒阅读时间~“加点胶水,沙漠变良田”的中国黑科技,如今怎么样了?

关注:33     发表时间:2019-10-15 21:02:01

在两年前的文章《中国震撼黑科技:加点胶水,沙漠变良田》中,我们介绍了重庆交通大学发明的沙漠治理黑科技:沙漠土壤化。



如今两年过去了,这项技术的应用又有什么新进展呢?


先简单介绍一下这个技术。发明人重庆交通大学副校长、教授易志坚,长期从事力学、道路、桥梁、材料等领域科研,怎么会跨行搞起了沙漠治理呢?


这是源于有一天,易志坚突发奇想:能不能从力学性能出发,把沙子变成土壤呢


要知道,很多沙漠并不缺水,我国八大沙漠中三个就在黄河边,其他有河流过或者有丰富的地下水,但还是很难绿化。



黄河边的腾格里沙漠


绿化沙漠,最大的难题是沙子存不住水。从力学角度看,土壤微粒之间都有作用力,能够构成一个整体,保水保肥和透气;而沙子之间是松散的,没有这种力。


能不能用一种粘合剂,赋予沙子颗粒这种类似土壤的力呢?


结果试验,易志坚带领学生赵朝华等人组成的团队找到了这种“胶水”:改性羧甲基纤维素钠(CMC)。



这是一种天然纤维素与氯乙酸经化学改性得到的衍生物,用途非常广泛,安全无毒,也用于食品中作为乳化剂、增稠剂使用。


按沙子质量的0.1%~0.4%添加改性CMC,同时添加约占沙子质量0.3%的氮磷钾复合肥,用搅拌机混合后,,以平均10 cm的厚度铺设在沙漠表面,改造就成功了。


粘合剂只需要添加一次。反复种植和收割后“土壤化”的沙子的团粒结构越来越接近自然土壤, 生态力学属性也越来越稳定。


实验中,第一次收割三个月后, “土壤”中就发现了很多动物,如蚂蚁、蚯蚓、蜈蚣和昆虫幼虫等。一段时间之后,蝴蝶、蚊子、蚂蚁、鸟、老鼠和青蛙等也生活在试验地中,狐狸和獾等动物还会不时光顾其中。


这项技术获得了15项发明专利授权,每亩治理成本1500-5000元。



一堆沙子加入粘合剂,加水搅拌几下后,便获得了类似泥巴的性能。



目前,这项黑科技已完成了16000亩沙漠改造:


1、乌兰布和沙漠东南边缘15000亩中试研究基地,已建成的6000亩;


2016年4月,在内蒙古乌兰布和沙漠初步实验成功,25亩黄沙变为一片绿洲,种植出了比一般田地里根系更为发达的各种茂密植物,长势喜人。


沙漠里成功长出70多种植物,长势超过沙漠周边区域的自然植物。试验地所在区域还逐渐形成了一个有植物、昆虫、动物在内的小型生态圈。今年,植物长得更茂盛浓密。经检测,其土里的微生物量与农民地里的非常接近。沙漠变良田在这里初步实现了。



2017年,乌兰布和沙漠试验规模扩大到了4000亩。5月,易志坚教授带领他的科研团队来到这里的时候,四周荒凉得连一株枯死的植物也没有,除了沙还是沙。近70名从重庆招聘的农民工人推平沙丘、平整路面、播种。



5月的乌兰布和沙漠,风沙像洪水一样狂卷。“播三次种,三次都被沙埋了。”负责种植的赵朝华博士说,6月中旬,种子还是顽强发芽、生长。为了阻挡狂沙入侵,外围栽种长势快、近一人高的狼尾草。往里走是另一片天地,狼尾草、西瓜、番茄、大葱、苜蓿、红苕、荞麦、玉米……40多种植物,口感微酸、微甜的居多。什么都不生长的沙漠,一旦开长,就长出什么都可吃的东西来。



通过长时间的植物种植实验和技术改进,证明能够一次性“沙变土”,并长久地保持土壤的生态-力学特性,这些土壤能够相当好地培育出植物,并形成和自然界十分接近的生态环境。


2、新疆和田地区20000亩中试基地,已建成的9200余亩;


新疆试验基地一期包括1个200亩技术试验基地和1个3000亩产业试验基地,均位于和田县农业经济开发区。


技术试验基地于2017年5月进驻现场开始前期场地平整、管网和道路等的基础设施建设工作,2017年8月土壤化施工完毕。

图 200亩试验基地目前状况

产业试验基地于2018年3月开始进驻现场,并开始前期工作,2018年4月-5月进行了前期管网和基础设施的建设,并采用大规模机械化施工方法完成了土壤化的施工工作。


图 和田基地土壤化施工

土壤化后,于2018年6月进行了播种,该基地主要针对产业进行试验,主要种植植物为牧草和高粱。


其中种植的牧草为御谷狼尾草,该牧草蛋白含量在9%-13%,亩产超10吨,是一种优质牧草,适合发展牛、养等畜牧业。同时根据研究团队测试,该牧草年耗水量不超过400立方米,与和田节水灌溉定额600立方米相比大幅降低。按照和田县规划,该牧草产业试验基地已配套一养殖场,根据基地目前种植面积,在8月份养殖场将购买15000头种羊。下图为牧草目前(生长约20天)长势情况。

图 牧草生长情况

同时研究团队和和田县政府经过交流,拟在后续产业发展中,规划污水处理站(中水)和有机肥生产厂等相关产业,从而构建一个生态、可持续的畜牧业全产业链。


基地还规划了500亩酿酒用糯高粱,将用来打造沙漠高粱酒高附加值产业链,以利土壤化项目的健康和可持续发展。

图 酿酒高粱生长情况


3、四川阿坝州若尔盖草原完成的草原沙化区生态恢复800亩。


2017年12月的一天,赵朝华接到了一个陌生电话,来电人是阿坝州科技局局长张险峰,邀请重庆交大去阿坝州若尔盖县治沙。


存在多年的“黄沙”


若尔盖地处青藏高原东北边缘,临近黄河源头,有“中国最美的高寒湿地草原”、“川西北高原的绿洲”、“云端天堂”等美誉,是川藏交界旅游热门目的地。


夏秋是若尔盖最美时节。蓝天白云下,车辆在若尔盖公路上飞驰,山峦起伏、绿草如茵,草原上牦牛成群,骑马的牧人与藏狗来回穿梭,让人很难将“沙化”与之关联起来。


其实,若尔盖草原真有沙,只是不那么“明显”。比如,在草原中偶有一小块区域,草较稀疏,土壤泛黄、松散,有不少已变成沙……


2018年3月10日,四川省若尔盖草原,空中俯瞰,黄沙覆盖了整个龙女湖区域。记者 万难 摄


而且,若尔盖草原的沙,存在已久。


根据2014年若尔盖县第五次沙漠化土地检测显示,全县沙化面积达8万公顷,比2009年时增加了近8000公顷,涉及7个乡、32个村。


若尔盖县对沙化问题也采取过措施。比如,对流动沙地,主要用“高山柳沙障+补施有机肥+灌草复合种植+围栏封禁+连续管护”方式阻风固沙、恢复植被;对固定沙地,则主要采取“围栏封禁+灌草复合种植+综合管护”方式逐步恢复为自然草地。


但这些,有一定效果,却没能阻止草原沙化程度的扩大。有一句话,可概括该县的沙化整体情况:局部好转,整体恶化。


新环境与新挑战


重庆交大与阿坝州政府达成一致,选择了若尔盖草原龙女湖附近一块区域进行治沙试验,项目名为“若尔盖草原沙化区快速固沙与生态恢复应用研究与示范”。


这块区域共800亩,其中500亩已完全沙化。其余部分也在逐步沙化。

2018年7月28日,四川若尔盖草原龙女湖,谷建义博士观察沙漠中土豆的生长情况。记者 万难 摄


谷建义被任命为该项目的负责人。今年3月,谷建义带团队来到若尔盖进行前期协调等工作;5月8日,治沙工作正式启动。


以往,他们试验区域周边都是沙漠,而在若尔盖,沙的周围全是草原。这也是新挑战。


以前治沙,几乎不用考虑周边情况,植物种类由自己决定,还能使用大型机械成片化作业。此次治沙则要“小心翼翼”,不能使用大型机械不说,治理区域恢复后,需与周边草原生态一致,可种植物从上百种减至十几种,从生态多样性角度来说,则降低了该区域植物存活几率。


水也是问题。在其他地方,治沙团队前期便会搭建运输水的设施,后期供应充足;而在若尔盖,考虑环境等原因,水源都来自降雨,是典型的“靠天吃饭”。


“效果让人振奋”


四周已长出各类植物,呈现一片绿色,若尔盖项目的大片区域几乎与草原无异。只有用手拿捏植物下的“土壤”,才能发现土都是沙变的。


“项目的效果,让人振奋!”欧阳梅说。


阿坝州抛出“橄榄枝”


“考试”的成绩,也让张险峰非常欣喜。


张险峰说,身为阿坝州科技局局长的他,经常关注治沙问题,也通过各种渠道寻找、了解不同的治沙方式。他在网上看到了《重庆日报》关于重庆交大“沙变土”技术在新疆的报道与视频,随即与重庆交大团队取得联系。


2018年7月28日,四川若尔盖草原龙女湖,阿坝州政府人员与重庆交大治沙团队调研。记者 万难 摄


阿坝州委副书记项晓峰提出,把若尔盖项目的试验面积扩大到至少5000亩。重庆交大党委书记李天安现场回应,双方能够“各尽其责、共享共赢”。若尔盖县收获了“生态”,重庆交大方面则收获了“经验”。


“我们在很多地方都有试验,但案例中缺乏像若尔盖这样的高寒地区。这次试验为我们提供了非常重要的经验和案例,对后期技术研究方向有指引作用。”重庆交大副校长、治沙团队负责人易志坚教授说,“如果条件允许,可以尝试在试验区种植高原土豆等农作物,还能实现经济价值。


一个中国人突发奇想的念头,就这样成功实现了低成本、快速将沙漠变

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