4000畝試驗(yàn)地无价，種植的植物達(dá)到了70多種，不僅種植的灌木床重、雜草全部存活琳柱，而且高粱、麻子拙徽、番茄刨沦、土豆、西瓜等蔬菜水果也長(zhǎng)勢(shì)良好膘怕，青蛙想诅、蝴蝶等動(dòng)物和昆蟲(chóng)也開(kāi)始駐扎于此……

“變沙為土”，讓沙擁有固水能力讓植物生長(zhǎng)岛心，重慶交通大學(xué)教授易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)的“沙漠土壤化生態(tài)恢復(fù)技術(shù)”来破，已讓內(nèi)蒙古阿拉善盟烏蘭布和4000畝沙漠變?yōu)榱司G洲。這是怎樣的一種技術(shù)忘古？近日徘禁，易志堅(jiān)接受了科技日?qǐng)?bào)記者的專訪，揭秘這一治沙技術(shù)髓堪。

用黏合劑把“散沙”聚起來(lái)

今年54歲的易志堅(jiān)在對(duì)斷裂力學(xué)研究中送朱，發(fā)現(xiàn)了“物質(zhì)的顆粒約束決定物質(zhì)的狀態(tài)”這一原理，而對(duì)這一原理展示最神奇的就是土壤干旁。

易志堅(jiān)說(shuō)驶沼，土壤在含水時(shí)處于流變狀態(tài)，而干燥的時(shí)候處于固體狀態(tài)物轮，這兩種力學(xué)狀態(tài)之間能夠相互刃傻、穩(wěn)定轉(zhuǎn)換。無(wú)論是在流變狀態(tài)還是固體狀態(tài)下怖征，土壤顆粒之間都存在約束鸣谒，能夠結(jié)合成團(tuán)，與離散沙子形成鮮明對(duì)比视以。土壤能夠在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的密碼就是土壤顆粒之間存在萬(wàn)象結(jié)合約束（簡(jiǎn)稱ODI約束）并能夠轉(zhuǎn)換為團(tuán)結(jié)約束沟奸。

土壤沙化，根本原因就是失去了ODI約束购哺，處于一種離散狀態(tài)扶取，喪失了自修復(fù)和自調(diào)節(jié)的能力，若要將沙子變成土壤人狞，就需要重新賦予它ODI約束芜田。他們團(tuán)隊(duì)就是從這個(gè)原理上來(lái)研究并實(shí)現(xiàn)“沙變土”的。

2009年開(kāi)始易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)，并從植物中提取了一種纖維黏合劑蜈沛，只要把這種黏合劑放到沙里庞溜，再添加適量的水，沙子就可以變成擁有生態(tài)—力學(xué)屬性碑定、具有“萬(wàn)向結(jié)合約束”的土壤流码。而沙變土中的約束和孔隙結(jié)構(gòu)，保證“沙變土”具有能夠存儲(chǔ)水分延刘、養(yǎng)分和空氣的屬性漫试，同時(shí)能滋生微生物。

經(jīng)濟(jì)作物在沙漠安了“家”

2016年碘赖，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)在內(nèi)蒙古烏蘭布和生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)示范區(qū)租下了25畝沙漠進(jìn)行小試驾荣，成功地將試驗(yàn)地變成了綠洲。今年崖疤，烏蘭布和生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)示范區(qū)出讓給易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)14000畝沙漠進(jìn)行試驗(yàn)秘车，現(xiàn)在他們已經(jīng)讓4000畝沙漠變成了綠洲。

“在示范區(qū)里劫哼，易教授團(tuán)隊(duì)治沙的區(qū)域一眼就能看出叮趴，因?yàn)樘貏e的綠，是南方那種郁郁蔥蔥的綠权烧。”烏蘭布和生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)示范區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展局副局長(zhǎng)張虎生介紹說(shuō)丰躺， 其他企業(yè)采用的傳統(tǒng)方法，其中工程固沙采用人工設(shè)置沙障等工程手段励邓，如草方格肄琉、石方格來(lái)阻止沙子移動(dòng)；化學(xué)固沙通過(guò)噴灑化學(xué)固沙劑窟礼，如乳化瀝青洋训、聚合物樹(shù)脂等；植物固沙則是透過(guò)種植沙生植物的手段來(lái)穩(wěn)定和阻絕沙體绰尖，以達(dá)到固沙目的妙散。相比其他的治沙企業(yè)，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)的治沙方法改變了土壤的情況吹磕，科技含量高诅慧；而且能種植很多不適宜沙漠地區(qū)種植的經(jīng)濟(jì)作物，如玉米壤牙、高粱等班聂，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。這正滿足了他們希望通過(guò)對(duì)沙漠的生態(tài)治理适肠，讓沙漠變?yōu)?ldquo;聚寶盆”的計(jì)劃霍衫。

易志堅(jiān)說(shuō)：“今年我們新開(kāi)了4000畝試驗(yàn)地候引，種植的植物達(dá)到了70多種，不僅種植的灌木敦跌、雜草全部存活背伴，而且高粱、麻子峰髓、番茄、土豆息尺、西瓜等蔬菜水果也長(zhǎng)勢(shì)良好携兵，青蛙、蝴蝶等動(dòng)物和昆蟲(chóng)也開(kāi)始駐扎于此搂誉。”

每畝成本不到萬(wàn)元

“沙漠的沙其實(shí)也是土壤的一種徐紧，只是因?yàn)轭w粒粗糙，滲水快炭懊，保水性能差并级，所以不容易種植植物，如果能夠解決沙的固水問(wèn)題侮腹，確實(shí)可以讓植物生長(zhǎng)迈窗。”重慶市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站博士董鵬說(shuō)，不過(guò)這種黏合劑持久性如何栋灿，能否永久的改變沙的特性是關(guān)鍵惑妥。同時(shí)，還要解決水從哪里來(lái)的問(wèn)題浴瞭。

易志堅(jiān)解釋示荠，目前已經(jīng)解決了黏合劑的有效性問(wèn)題，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一次性加入岳散，后續(xù)不再添加节立。去年小試的25畝試驗(yàn)地，今年就沒(méi)有再加入黏合劑眠煮。

團(tuán)隊(duì)今年請(qǐng)來(lái)了第三方機(jī)構(gòu)對(duì)黏合劑及“沙變土”土壤進(jìn)行檢測(cè)患并，檢測(cè)結(jié)果顯示，土壤里從微生物為零到出現(xiàn)了微生物儡簿，還有氮晨墓、磷、鉀等微量元素侍瑟，土壤里11種物質(zhì)都達(dá)標(biāo)唐片，而且沒(méi)有重金屬污染。

對(duì)于沙漠中水從何來(lái)涨颜，易志堅(jiān)解釋费韭，烏蘭布和沙漠靠近黃河，地下水資源豐富，據(jù)當(dāng)?shù)販y(cè)量有100米含水層星持，總儲(chǔ)量為57億立方米抢埋，除了打井抽取地下水，還可引黃河水解決灌溉問(wèn)題督暂。

與土地復(fù)墾和開(kāi)墾費(fèi)相比揪垄，此項(xiàng)技術(shù)成本低。易志堅(jiān)表示逻翁，黏合劑與土壤的重量比只有不到千分之三饥努，充分混合后加入水就行，今年他們還改進(jìn)了技術(shù)八回，可以全部采用機(jī)械化操作酷愧。據(jù)測(cè)算，運(yùn)用這種技術(shù)對(duì)沙漠進(jìn)行大規(guī)模沙改土的一次性成本約為每畝2000元至5000元撼烹，加上其他基礎(chǔ)設(shè)施濒垫，如場(chǎng)地平整、道路远燕、管網(wǎng)等久泞，建設(shè)費(fèi)用不到1萬(wàn)元一畝。

將建萬(wàn)畝基地持續(xù)實(shí)驗(yàn)30年

“這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于我國(guó)治理沙漠化土地有非常積極地作用奖放。”重慶市農(nóng)技站研究員铁磕、土肥專家李偉說(shuō)，在傳統(tǒng)沙土改良技術(shù)中酿边，會(huì)通過(guò)把黏質(zhì)土摻入沙土中改變沙土地的方法進(jìn)行治理剖宪，這種方法叫客土。他認(rèn)為恶恨，嚴(yán)格意義上講雨晃，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)改良后的沙土不能算土壤，因?yàn)橥寥烙幸粋€(gè)重要特征是有穩(wěn)定的生產(chǎn)能力痴猖，在不施肥的情況下能有50%—70%的產(chǎn)量躺刷，這項(xiàng)技術(shù)更類似基質(zhì)栽培。它能夠在沙地中保水狞洋，減少水分流失弯淘，相當(dāng)于生物水庫(kù)。

李偉說(shuō)吉懊，不過(guò)沙地上施肥會(huì)比一般土壤用肥多庐橙，而西北冬季氣溫低，如果植物腐爛不充分就不能變?yōu)橛袡C(jī)質(zhì)借嗽，堆肥過(guò)程會(huì)比較緩慢态鳖，所以在后續(xù)的過(guò)程中转培，還需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行研究。

“對(duì)于種植我們不是專家浆竭，但如何通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)治理沙漠我們會(huì)繼續(xù)研究下去浸须。”易志堅(jiān)表示，他們的目標(biāo)是在烏蘭布和建造萬(wàn)畝基地邦泄，實(shí)驗(yàn)要做30年删窒，會(huì)從栽培用水、植物種植顺囊、土壤改良等多個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)巷况。

據(jù)了解，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已獲得了16項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)扣飘，研究成果已分別以英文在中國(guó)科學(xué)院《中國(guó)科學(xué)》和中國(guó)工程院院刊《工程》上發(fā)表。