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重庆科研团队让6000亩沙漠变成瓜果飘香的良田

发布时间:2018-09-30 09:06:13  |  来源:重庆日报微信公众号  |  作者:

原标题:西瓜、番茄味道好极了!重庆科研团队让6000亩沙漠变成瓜果飘香的良田

乌兰布和,在蒙语里意为“红色公牛”。千百年来,乌兰布和沙漠的脾气如其名,顽固、暴烈、桀骜不驯。

 然而,2016年起,一群重庆人来到内蒙古阿拉善盟阿左旗乌兰布和生态沙产业示范区,凭借“沙变土”技术,让近万亩沙漠披上了绿装。

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       这群试图驯服“红色公牛”的重庆人,就是重庆交通大学易志坚科研团队。他们开展的项目,名为“沙漠土壤化”快速生态恢复项目。2017年,项目进入中试阶段,中试基地面积1.4万亩。
    
       9月8日,走进项目中试基地,重庆日报记者看到,阳光下,一人多高的狼尾草、高粱、玉米等齐刷刷地随风抖动绿叶;西瓜、番茄、茄子、辣椒等瓜果蔬菜已经成熟,空气中弥漫着收获的香气。

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▲重庆交大的科研人员正在察看试验地里高粱的生长情况。记者 万难 摄


    
        据了解,2017年,团队在4000亩沙地上开展种植试验,效果良好。2018年4月起,试验种植的沙地再新增2000亩,总面积达6000亩。如今,这6000亩沙地已变为丰收的良田。
   
        这一喜人变化的意义,还远不止于项目中试本身。昔日人迹罕至的沙漠,不仅吸引到当地人回流就业,甚至还迎来了专程来观光的游客。
    
        科技的力量,让“红色公牛”展露出了罕见的温柔。
 

沙漠变良田西瓜、番茄味道好极了


         “易老师他们改变了我的家乡,了不起!”
      
        一提到易志坚,中试基地水电工、52岁的当地人张国民就会竖起大拇指。
      
        这片沙漠,张国民从小看到大。2016年前,即使在天马行空的想象中,他也没想过毫无生机的沙漠能变成瓜果飘香的良田。
       
        然而,张国民意想不到的转变确确实实发生了——今年夏天,中试基地种植的40亩西瓜和25亩番茄等渐次成熟。饱满的果实煞是可爱。尝一口,那味道是张国民意想不到的香甜。

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        “比外面卖的好吃多了!”张国民坦言。
    
        社会反应也印证了这一点。8月暑假期间,应重庆交通大学教职工要求,中试基地运送了1500公斤绿色无公害、无添加沙漠西瓜、沙漠番茄送到学校供教职工免费品尝,大获好评。
    
       “西瓜清甜多汁,吃到接近瓜皮处都甜!”重庆交通大学的一名教师表示,沙漠西瓜味道好极了。番茄更是有口皆碑,大家都说那种久违的、甜中带酸的番茄味唤起了童年的记忆。

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团队工作人员分析,基地的瓜果之所以好吃,除了绿色无公害,可能与沙漠日照时间长、温差大等因素有关。
    

          截至目前,基地西瓜亩产到达4000多公斤,番茄正在生长,产量统计尚在进行中。团队工作人员告诉重庆日报记者,明年果蔬的种植面积将扩大,目前已有国内线上、线下多个平台希望销售基地的沙漠瓜果蔬菜。

 

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        重庆日报记者了解到,除了番茄和西瓜,中试基地还种植了大葱、萝卜、茄子、辣椒、土豆等蔬菜,高粱、花生、黄豆、荞麦、枸杞等经济作物,以及狼尾草、苏丹草、苜蓿、沙打旺等优质牧草,此外还饲养了几十只绵羊和鸡、鹅等动物,规模化养殖场也正在建造中。
    
        团队工作人员介绍,目前已有多家畜牧企业和牧民提出收购牧草的意向。
  
       “我们的目标不仅是验证‘沙漠土壤化’快速生态恢复项目的可行性,更是要让沙漠恢复生机,产生价值,要让‘沙退人进’。”团队负责人、重庆交通大学教授易志坚如是说。
 

生态添活力植物根系格外发达

     
       沙退人进,植物是人类最可靠的同盟和屏障。
     
       站在基地里,易志坚对植物分布如数家珍:中试基地共有近100种植物,分为10个区域,有荒漠草原区、生态农业示范区、多样性示范区、精细化试验区等。植物种类包括乔灌木、农作物、瓜果蔬菜、优质牧草等。

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▲由于沙漠试验地种植的玉米根系太长,重庆交大的科研人员只能沿着根系生长的方向小心翼翼的挖崛。记者 万难 摄


    
        沙蒿、沙枣、沙打旺(又名麻豆秧)、向日葵、谷子、芨芨草、紫花苜蓿……摇曳着各自的叶子和花朵,在这里和睦共生,欣欣向荣。
    
       在它们扎根于此之前,无数流动的沙子只需一阵风就能拍打得人睁不开眼。而现在,风带不走流沙,只能穿过一层层绿叶,留下悦耳的簌簌声。
     
       更为可喜的是,科研团队专门留下的一块无灌溉试验地中,2017年8月栽种的沙蒿、沙打旺等今年顺利发芽、存活、生长。这意味着,中试基地的生态已得到有效恢复,足以使荒漠草原在没有人工灌溉的条件下自然成活。

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▲重庆交大的科研人员正在测量刚刚从试验地里挖出的植物根系长度。记者 万难 摄
 

 
       “植物的根系能够固沙、保水。易志坚教授团队的项目,解决了沙漠中种植植物成活率低的难题,为我们治沙提供了新的思路。”

乌兰布和生态沙产业示范区党工委副书记、管委会副主任田学文介绍,每年,乌兰布和沙漠有1亿立方米的沙子被大风刮进黄河。如果易志坚团队的研究成果能够得到推广,将对黄河周边生态恢复起到极大帮助。

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▲重庆交大的科研人员正在从试验地里挖出用于测量根系长度的玉米。记者 万难 摄


     
        记者发现,中试基地的植物根系格外发达。以高粱为例,一株高1.8米左右的高粱,根系中的最长根可达4米多,根系生物量是沙漠外地区农民种植高粱根系的5倍以上。

凭借发达的根系,植物们向下吮吸着沙土中的养料,向上生发出茁壮的茎叶和果实,在沙漠中形成了一道道“铜墙铁壁”,为荒漠生态恢复打下了坚实基础。

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▲重庆交大的科研人员正在清洗刚刚从试验地里挖出的植物根系。记者 万难 摄


     
       易志坚科研团队成员、重庆交通大学副教授谷建义介绍,对于这一现象,他们已开展标本、数据采集等工作,将会进行更深入的分析和研究。
     
      可以肯定的是,格外发达的植物根系,为沙漠生态增添了活力。现在,中试基地里出现多种昆虫、鸟类,野兔、狐狸、青蛙等动物也经常“光顾”。
 

环境换新颜沙地里来了旅游团

    
        逐渐恢复的荒漠生态吸引来了野生动物,更吸引来了游客。
     
       9月9日一早,重庆日报记者发现,中试基地里多出了100多名游客。他们自带大袋子,在番茄地和西瓜地里热热闹闹地采摘着果实。
     
       采着采着,还有人拿出墨镜、帽子、五颜六色的纱巾,跑到沙地上,以青翠的大片高粱和鲜艳的格桑花为背景,挨个拍起留影。

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▲市民前来拍照游玩。记者 万难 摄

“这里口碑可好呢,我们这个采摘团队,大多数是来玩过的朋友和熟人介绍来的。”46岁的乌海市民闫香莲告诉重庆日报记者,她和朋友听说乌兰布和沙漠里多了一片瓜果地,都觉得非常新鲜,想来“看稀奇”。没想到,这里的瓜果味道好,风景也十分怡人。
     
        听说这是重庆交通大学科研团队的项目,闫香莲格外惊喜。她说,自家孩子在重庆大学读书,一家人还在重庆置业。看来孩子的选择没错,“重庆人真是能干,乌海市的沙漠化也很严重,将来能引进这个项目就好了!”
    
       游客为啥青睐采摘游?
     
       中试基地工作人员李泉给重庆日报记者算了一笔账:采摘游的主力来自于邻近的乌海市,车程半小时左右,游客采摘瓜果每斤3元。他们到此既能游览沙漠良田,又能亲手采摘纯天然的瓜果,还能在沙漠中享用午餐。
 
       “最重要的是,周围没有生态旅游项目。”李泉介绍,沙漠良田,对当地人而言也是一种奇观。他们前来游览,既是怀着好奇,更是带着希望。希望沙漠都能变为绿洲,希望沙能退,人能进,水更清,天更蓝。
     
        希望,正是易志坚科研团队在沙漠上播种的最宝贵的东西。
     
       46岁的乌海人王继光就看中了这一点。2017年,他放弃了在外每月6000元的推土机驾驶员工作机会,到中试基地拿着4000多元的月薪,干活却特别有劲。
  
       “能改变沙漠,美化家乡,少挣点钱也没啥。”王继光乐呵呵地说。
    
       王继光的手机里还有许多中试基地的照片,是专门拍给家里人看的。他想告诉他们,沙漠里真的有良田,也有希望。
 


          “沙漠土壤化”快速生态恢复项目简介

“沙漠土壤化”,是由重庆交通大学易志坚教授研究团队,从力学角度出发,研究沙漠生态恢复理论与技术的新成果,具有防沙、固沙与生态恢复一体功能。

沙漠土壤化的理论基础源于力学。土壤的力学特性赋予了土壤重要的生态力学属性,即自修复和自调节,使得土壤能够承载植物生长并生生不息。

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沙漠土壤化的前提是沙子的“土壤化”,即采用力学手段,使沙子获得土壤的力学特性。使沙子转换为“土壤”的关键,就在于给沙子颗粒之间施加万向结合约束(ODI约束),从而改变沙子的力学属性,使其在湿时是流变状态(湿土),干时是固体状态(干土),且这两种状态之间能够随着干湿状况的改变而持续、稳定转换。

土壤化后的沙子,具有自然土壤的力学特性,进而具有自修复和自调节的生态力学属性,并具有较强的存储水分、养分、空气和滋生微生物的能力,是植物生长的良好载体。

目前,项目研究成果已发表在Science China Physics, Mechanics & Astronomy和Engineering等期刊上,已获得中国、澳大利亚、摩洛哥等国发明专利授权。项目推广应用,也将进一步催生学科发展。

2009年起,研究团队通过深入研究和室内室外试验,得到了大量验证和数据,形成了理论框架和方法。

2013年开始,研究团队在重庆开始进行模拟沙漠环境的沙改“土”种植试验,试验效果良好。同时完成了具有ODI约束的植物纤维粘合剂研发,经国家权威机构检测,所研发的粘合剂无毒无副作用。

2016年,研究团队在中国内蒙古阿拉善乌兰布和沙漠进行了25亩沙改“土”种植试验,70多种植物争相斗艳,取得了良好的试验和示范效果。

2017年,研究采取“科技+产业”的模式,在乌兰布和沙漠建立了万亩实验基地,完成中试一期工程4000亩种植试验,各种植物长势喜人,除了防风固沙效果显著外,生态环境也明显改善。

2018年,研究团队在中国内蒙乌兰布和沙漠、新疆和田塔克拉玛干沙漠和若尔盖大面积沙化土地同时进行试验示范,面积达到10000亩,目前各个试验点均进展顺利。