生态黑科技-沙漠变良田,北京要告别沙尘暴

编辑:世界华人信息会社 文章类型:科学 发布于2017-12-19 15:15:45 共2316人阅读
文章导读 生态黑科技-沙漠变良田,北京要告别沙尘暴

来源:世界华人信息会社

乌兰布和沙漠

位于内蒙古的乌兰布和沙漠,一如其他沙漠一样,辽阔而荒凉,这里是中国八大沙漠之一,面积0.99万平方公里,年平均降水量仅102毫米。

乌兰布和沙漠种出的西瓜

如今,终年缺水的干旱沙漠里开出花朵,长出大葱、西瓜等蔬菜水果,是不是让人很惊讶?这都归功于重庆交通大学易志坚研究团队,他们经过多年研究成功实现将沙漠「变沙为土」,在一般人的观念中沙漠就是缺水造成的,其实还有一个原因是沙子不能保水保养料,所以非沙生植物难以存活,易志坚说。

重庆交大副校长易志坚教授

经过一年的试验,易志坚「沙变土」的研究项目进入中试阶段,万亩良田正在沙漠里逐步铺开,有望让当地农民在家门口的沙漠上种庄稼。

进入乌兰布和沙漠,目力所及多是黄沙大漠,试验基地就像一颗绿翡翠,在一片黄沙中格外显眼。

绿色的围栏把试验田围住,形成了一道屏障,围栏内外泾渭分明,围栏内玉米、糜子、荞麦、波斯菊、向日葵等植物茁壮生长;围栏外则是一眼望不到头的沙漠。

内蒙古乌兰布和沙漠,沙漠中的试验地绿意盎然

试验基地航拍图

「沙改土」过程

基地内70余种植物长势良好

基地内种植的玉米已经结果

已经成熟的小麦

观赏性很强的向日葵

种植的西瓜很快成熟

西红柿熟了

实验基地里的青蛙 

「去年,这里是栽什么长什么,现在是很多植物乱长。」

尽管植物的生长已经超出了易志坚团队最初的「安排」,但易志坚乐见其成,这证明「沙变土」后,生土又变成了熟土,沙漠改造原理让沙子像土壤一样具有合适的力学结构。

身为重庆交通大学力学教授的易志坚,早在2008年就开始思考「沙变土」的可行性,他介绍到

当时他和团队在研究力学的时候,发现了「物质的颗粒约束决定物质的状态」这一原理,当时就猜想

沙子和土壤作为颗粒物也应符合这一原理。

重庆交大科研团队找到沙漠土壤化的力学密码

在此后的试验中,易志坚发现土壤颗粒间存在「自我修复和自我调节」的性质

「这是土壤储存水分、养分和滋生微生物的根本属性,如果让沙子也具备这种属性,那么沙子便能栽种非沙生植物,甚至作物。」易志坚说。

试验地里长出的大葱又白又嫩

沙漠试验区生长的农作物

提取植物纤维黏合剂「沙变土」成现实

2009年易志坚团队开始进行研究试验,在2013年,研究团队发明了一种植物性纤维黏合材料,让沙子变成拥有「自我修复和自我调节性质」的土壤。

这种黏合剂和沙子加水搅拌后黏合剂就会在沙粒之间形成有弹性的纽带,和沙粒共同变成一张「网」,这张「网」能像土壤一样,实现自我修复和自我调节,也就能如土壤一样可以栽种植物。

在与普通沙地的对比实验中一桶水浇到普通沙地上后迅速下渗,而同样的水浇到改造后的沙地上则能形成一层积水,下渗缓慢。

研究团队表示,这表示土壤具有了水肥保持的能力,为了证明这一点,他们甚至专门搞了一块水田用来种水稻。

据了解,易志坚研究团队在内蒙古乌兰布和沙漠的万亩中试基地中一期3000余亩实验性种植在半年内取得成功,并已完成二期1000余亩的秋播任务,成为世界治沙史上的奇迹。

与此同时,易志坚又带领研究团队向新疆进军了,他们在新疆有200余亩试验地,并于2017年7月开始播种。

对于新疆的试验,易志坚充满信心。相较而言,新疆的沙更细一点,风也小一点,即便起风了,也只会有扬尘,不会对植物造成很大伤害。

易教授(中)查看作物生长情况

粘合剂是否安全经济是易志坚的研究方向,合适的粘合剂是成功的关键,易志坚说。

从2009年到今天,除了试验规模不断扩大,团队最主要的精力都放在粘合剂的研发上「要无毒环保、耐水性强,成本还不能太高。」

现在的粘合剂是几种植物纤维的提取物,用他的话说,「成本不高、极好获得,而且一次改造,一劳永逸。」

并且从今年4月开始,研究人员便按相关规范采集了试验基地的沙土样本,送往法定第三方检测机构西安国联质量检测技术股份有限公司检验,检验数据表明,研究团队4月19日提交的样本中,苯、游离甲醛挥发性有机化合物等7项指标全部合格,研究团队6月30日提交的样本中,铜、锌、铅、铬等11项指标全部合格。

检验数据还表明,试验基地的微生物已非常丰富,接近附近农民耕地里的正常土壤,微生物是肉眼无法看见的,但动植物的变化却逃不过研究人员的眼睛,「蚱蜢、青蛙、野兔、鸟类渐渐多了起来,老鼠更是猖獗得很。」易志坚说。

在经济性方面,通过测算,采用「沙变土」技术进行大规模沙漠改造的成本在1500元/亩至2700元/亩之间,离水源较近或有充足地下水的沙漠都可以实现「沙变土」。该数据远远低于内地每亩过万元的土地复垦成本,以及其他沙区高达6万元/亩的沙地修复成本。

当更多的植物品种从沙漠里生发出来,当更多的动物在沙漠绿洲中安家,当更多的微生物滋生当更多数据印证『沙变土』的科学性和有效性,乌兰布和沙漠治理试验才算完成了阶段性任务,我们还有很长路要走,易志坚说。

如今的内蒙古乌兰布和沙漠,试验地已绿意盎然,沙漠已变为绿色牧场,向日葵竞相绽放、自由生长,这片美不胜收的花海,已成荒凉沙漠里最美的风景线。

 
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