黑土地变成“白茫茫”引担忧：黑科技为盐碱地带来“良药”

东北拥有我国最广袤的黑土带，肥沃的黑土哺育了一代代东北人民。这些黑色的土壤富含腐殖质，能为作物生长供给充足的营养，故而这里又有“北大仓”之称。其实，东北地区并非全是黑土带，也存在不少贫瘠的盐碱地。据统计，东北松嫩平原的盐碱地面积从1950年的约2.4万平方公里，增长到2016年的约3.9万平方公里。面积不断扩张的同时，很多土地也从轻度盐碱化转变为中重度盐碱化。

根据相关研究预测，未来几十年，东北盐碱地面积将继续扩大，盐渍化程度也或将进一步加剧。那么，东北的盐碱地是如何形成的？“白茫茫”的盐碱地又会给当地农业生产带去哪些困难呢？现在的技术，又有哪些能为盐碱化带来良药呢？

土壤的盐碱是怎么来的？

土壤是粮食生产的重要支柱，良好的土壤条件是保证植物生存的基础。而盐碱地中超过正常土壤耕作水平的含盐量，会改变植物根系与土壤中水分的物质与能量交换，导致农作物无法正常生长。

土壤碱度的高低，则主要与其中碳酸钠及碳酸氢钠的含量有关。

我们看到的盐碱地多为白色，它们实际上是留存于地下的盐分，随着土壤空隙中的水逐渐从地下来到了地表之上。在这一过程中，水分被蒸发掉，盐分则留存于土壤表层，这就是盐碱地的基本形成过程。

一般来说，在地下水位较高且不宜排水的低洼区，更易发生盐渍化。这主要与土壤中水的毛细作用有关。你可以将多孔的土壤想象成一块纱布，当你将纱布放置在墨水瓶边缘时，瓶中的墨水便会沿着纱布上升，这就是毛细作用的直观呈现，同样的原理在土壤中就是如此作用于含盐分的水。

若地下水距离土壤表面较远，土壤表层水的毛细作用就无法把埋藏于地下的水分吸上来，其中的盐分自然也无法随着水上升到地表。所以地下水位较低的地方并不易发生盐碱化。

盐碱地的发生往往受多方面因素的影响。大尺度的构造运动、干旱的气候、较大的蒸发量、低洼的地形条件、地下水的水位等等，都可能导致盐碱地的产生和情况进一步恶化。

虽然自然因素是盐碱地产生的基本动因，但人类不合理活动的进行，例如过量施加化肥、采用粗放的耕作方式、大水漫灌，以及过度放牧破坏地面植被等行为，都让土壤盐渍化情况进一步加剧，导致由人类引起的次生盐渍化。

资料显示，我国现存盐碱地总面积达99.13万平方公里，约占国土总面积的10%。同时，我国盐碱地的碱化度也较高，能进行开垦种植的盐渍化土地仅占盐碱地总面积的20%。不光面积大，盐碱地在我国也分布非常广泛，在黄淮海平原、东部滨海地区、西部的新疆西藏部分地区以及东北松嫩平原等地，均能找到盐碱地的踪迹。类型多样、差异性大，成因复杂是我国盐碱地面临的现状特点，这就需要人们因地制宜，对不同地区不同种类的盐碱地进行针对性治理。位于我国东北松嫩平原的苏打盐碱地，就是众多盐碱地类型中的一种。

今天，小编就来和大家聊聊盐碱治理黑科技！

1、科技支撑让盐碱地有望“升级转型”为耕地

柳参奎教授及其团队研究后认为，目前的盐碱地的治理多数是“草地化”过程建设，一方面，恢复其草原功能，促进畜牧业发展；另一方面，植被恢复及生物多样化的变化，促进生态环境改善。由于经济效益的显现也比较缓慢，盐碱地改良主要是公益属性，各地改良盐碱地的积极性普遍不足。柳参奎认为，盐碱地治理是个缓慢的过程，收益都是从国家生态等方面长远来看的，盐碱地作为国家战略储备资源具有很重要的意义。他建议将盐碱地治理目标再升级，开展盐碱地“耕地化”过程建设，让宜耕盐碱地成为未来粮食增量的来源，并结合盐碱地的色调特性，提出了实施“银色粮仓”计划。

为了支持“银色粮仓”计划的实施，柳参奎教授团队专门研发出了完善的“微客土”技术来治理、利用盐碱地。他介绍说，“我们在研制过程中充分发挥‘优势种’的作用，并辅之以种源（或组合）、营养剂、调酸剂、胶黏剂等添加剂，形成类似于‘中药丸’剂形状的低成本‘微客土’技术。这项技术易实施、见效快、效果明显，在三年内就可以使重度盐碱地（pH 10．5）恢复植被，很适合于产业化，对松嫩平原、油田区等重度盐碱地植被恢复及脆弱劣质土地生态环境建设有广阔的应用场景。我们已根据这项技术研发了相关的装备。”

“理念很多时候比技术更重要，所以我们建议一开始就要将盐碱地的修复目标确立为后备耕地，而不仅仅是普通的生态修复。”柳参奎表示，“银色粮仓”计划是以保障我国长远的粮食安全为战略目标，是传统盐碱地治理与利用目标的升级。要把宜耕盐碱地视为后备耕地战略储备资源，基于草地化过程的生态修复及耕地化过程的土壤修复，拓展未来耕地的供给，提升粮食产能，通过修复技术与农业科技的融合创新及耐盐碱作物品种的创制，促进涉农产业培育，挖掘农业发展新动能，构建生态和谐的循环农业体系，最终使宜耕盐碱地成为我国未来粮食增量的来源。

目前，“银色粮仓”计划开始逐渐在东北部分地区探索实践。柳参奎教授表示，盐碱地的治理应该是解决未来20年、50年，甚至更长期的粮食问题的重要任务。这也是建立科学长远的耕地资源保障机制，福泽子孙万代，实现未来粮食安全的必然选择。

2、盐碱地用上“吸尘器”，一举多得

人们需要一种资源节约型、治理长效型、资源匹配型，生态友好型的盐碱地治理理念和方法。

那么，用“吸尘器”的思路应对盐碱化问题，究竟可不可行？

“我们的研究要落地，必然要算经济账。”王飞说，“吸尘”最首要解决：能源从哪来？

团队调研发现，全球的光伏、风力分布与盐碱地的形成有非常好的区域匹配性。目前，我国西北地区的太阳能、风能设施建设的布局与盐碱地的布局也有着高度的重叠。

据统计，2016年，我国西北5省区弃光、弃风的发电量分别是70亿和262亿度。

王飞说，这些当时用不上的、无法并网的电能完全可以充分利用起来，用在盐碱化治理的能源消耗上。

不仅能源能够就地取材，滤除盐碱的关键“元器件“也是成熟的现有技术。

“海水淡化的设施设备目前已经非常成熟，利用它光可以将含盐碱的水转变成好水。“王飞说，目前，海水淡化的成本约为1立方米消耗3.2度电，以每年有330多亿度弃电来计算，理论上可增加100亿立方米好水。

“利用地区自然资源的禀赋来提供一种有效率、低成本的治理盐碱地的方法。”王飞说，还包括利用好当地的山地地势。地形每上升1公里，气温会下降6摄氏度，西北的盐碱地地区往往伴随着高山，这种地形起伏也会为造水带来可借助的优势。

在上述3个条件的基础上，王飞团队提出盐碱地“吸尘器”设计——集约化水盐分离技术。

“利用多余的、不稳定的电能以及丰富的太阳能，对盐分浓度很高的盐水收集池进行加热，使其蒸发。”王飞给出一个设计简图，他说，蒸发的湿空气在依地势而建的管道中抬升时，湿空气中的水汽会随着温度降低而逐步凝结得到清洁的水，而收集池中的盐碱也会逐步析出，从而实现水盐分离。

“也可以探索在盐碱化程度严重地区建立盐碱水淡化装置，通过结合盐水的收集存储和利用，淡水回灌与利用等手段，实现区域化的盐碱地治理。”王飞说，无论哪种方案，或者继续开发新的方案，归根结底是使水源充分分离，然后把盐拿出来，让它离开宝贵的土壤和水体，先单独存放等待新的用途。

一个旱区的水不管是什么形态，都具有非常特殊的意义。值得集纳跨学科的智慧想尽办法去达到充分利用的效果。王飞认为，以上每个环节都需要土壤学、生物学、农业水管理学等农业基础技术，也需要盐碱地灌排设备与技术、水盐分离设施、太阳能集热系统、太阳能光伏技术与产品、温室栽培系统等等先进技术，而且经济和产业发展研究和设计规划也不可或缺，从而促进技术集成或协同升级，以提高水盐分离效率和数量，提升土地和水资源利用效率，其资源、环境和生态风险小，治理效益持续时间长，有助于维持和提升我国盐碱地治理的区域经济功能和生态系统服务价值。

3、用科技手段“浇灌”盐碱地上新希望

中国科学院南京土壤研究所（以下简称南京土壤所）研究员杨劲松告诉科技日报记者，经过几代土壤学家的共同努力，我国目前已形成一批较为成熟的盐渍障碍土壤治理与防控关键技术。但我国盐碱地治理，仍然面临治理难度较大、一些科研问题有待深入研究等挑战。

“希望今后能进一步加强盐渍土精准控盐和安全用水理论与技术、土壤盐渍障碍的绿色消减与健康保育、盐渍农田养分库容扩增与增碳减排等研究，为国家农业升级、粮食安全、生态文明建设和乡村振兴发挥重要作用。”中国工程院院士、中国土壤学会理事长张佳宝表示。

上个世纪50年代，我国就已经启动盐渍土相关研究。科技人员在长期的盐碱地开发利用过程中积累了不少技术和经验。“十一五”到“十三五”期间，我国科技人员在滨海地区、东北苏打盐碱地、河套平原、新疆内陆和黄淮海平原开展了不同类型盐碱地治理利用工作以及生态治理关键技术的研发和示范应用工作，初步形成了一批适用技术，如耐盐碱植物种植改土技术、微生物土壤调理制剂控盐技术、生态排盐技术、生态型的土壤改良调理技术等。

2016年，南京土壤所承担国家“十三五”重点研发计划项目课题，为内蒙古巴彦淖尔市10万多亩的盐碱地“治病”，助力巴彦淖尔市走生态优先、绿色发展的高质量新路。“传统的耕翻技术，翻出的土块很大，土壤透气性不好。我们用‘粉垄’技术，在土壤里旋转式耕作，破除耕作层的板结，使土壤形成较细颗粒，更加疏松，形成良好结构，透水透气性更好，更有利于土壤耕作层盐分脱除，也有利于保蓄养分。”杨劲松说，创新技术始终与生态环境治理紧密相连。

与干旱的河套平原不同，滨海地区盐碱地脱盐的同时，还要给土壤施肥。杨劲松说，南京土壤所的团队还曾依托国家“十三五”重点研发计划项目等科研课题，对江苏盐城市3万多亩的滨海滩涂进行土壤改良。

“这些新垦的滩涂地力薄、缺乏肥力，我们采用碳基调理剂精准改良土壤。”研究团队骨干，南京土壤所副研究员姚荣江介绍，他们将生物质炭和秸秆粉、微生物、有机肥、石膏杂糅在一起制作盐碱地炭基改良剂，可以让土壤形成良好的团粒结构，既能保蓄水分和养分，又有利于降低土壤盐碱，提供植物需要的养分，增强植物的抗盐能力。

杨劲松说，在巴彦淖尔市和盐城市推行的6项盐碱地综合治理技术，一到两年内就让两地的盐碱地从重度盐碱降为中度，中度降为轻度，有机质每年提高2克/千克左右，作物增产20%—30%，通过有机肥替代部分化肥和生物质材料的应用，实现氮磷肥料减施10%—15%作物不减产。

本文来源：贤集网，环保圈，科技日报，临安新闻网，光明网