左側為對照田,右側為處理田。秦志偉攝
其他技術改良後種植的水稻。 秦志偉攝
秋收季節,走進吉林省大安市聯合鄉後小窩堡村萬畝鹽鹼地,一眼望去,不同地塊的水稻長勢差異非常明顯。據悉,今年春季,有4種不同的鹽鹼地改良技術準備在此大展身手,但到最後水稻的長勢顯示,中國農業大學資源與環境學院教授胡樹文團隊的鹽鹼地改良技術更勝一籌。
大安市位於吉林省西部,是松嫩平原鹽鹼地分布集中程度和鹽鹼化程度最高的地區之一。在大安市考察期間,恰逢「吉林省西部鹽鹼地改良暨鹽鹼地中低產田綜合利用學術研討交流會」在吉林省松原市召開,胡樹文在會上介紹了他們團隊的鹽鹼地改良方法及其效果。
今年是記者連續三年見證胡樹文團隊對松嫩平原鹽鹼地改良的效果。胡樹文向《中國科學報》記者介紹,通過多年的鹽鹼土壤改良實踐,他們總結並完善了鹽鹼土壤整治、改良、管理、培肥「四位一體」的改良和高效種植技術,為鹽鹼地改良提供了一整套方案,目前相關技術成果已經在松嫩平原大面積推廣應用。
「鹼斑」累累,難治理
吉林農業大學資源與環境學院教授趙蘭坡連續兩年三次來這裡參觀胡樹文團隊的示範田,30多年一直從事鹽鹼地改良利用研究的趙蘭坡對這裡的土壤條件和狀況再熟悉不過了。
松嫩平原是世界三大蘇打鹽漬土集中分布區之一,「蘇打鹽漬土在各類鹽鹼土中鹽分含量高,對植物危害性大。」趙蘭坡告訴《中國科學報》記者。據統計,該區域內現有鹽鹼地面積達到300萬公頃左右,且重度鹽鹼地面積仍以每年1.4%的速度擴展,鹽鹼化程度不斷加劇。
記者通過幾天的現場考察發現,部分土地「鹼斑」累累。據介紹,松嫩平原鹽鹼土以碳酸鈉和碳酸氫鈉為主,除了鹽分含量高、對植物危害性大外,其理化性質惡劣,肥力低下是這類土壤在農業利用上的主要限制因素。
松嫩平原鹽鹼地主要分布在平原的西部地區,地處我國北方荒漠化地帶的東段,被嫩江和松花江分割成南北兩大區:即吉林省以通榆縣、大安市、鎮賚縣、乾安縣、前郭縣等地為集中分布區和黑龍江省以杜爾伯特縣、大慶市、安達市、肇源縣等地為集中分布區。
其中,大安市是區域分布集中程度和鹽鹼化程度最高的地區。據統計,大安市鹽鹼化土地佔土地總面積的59%,重度鹽鹼地佔鹽鹼地面積的74%。
在車輛駛入聯合鄉的途中,趙蘭坡提醒大家注意觀察路邊的樹。樹被認為是鹽鹼地和非鹽鹼地的分界線,在到達鹽鹼地之前,路邊的林木很多,但站在鹽鹼地的灌區一看,一馬平川,沒有一棵樹木。
當然,一望無際的鹽鹼地也有幾千畝種了水稻,但水稻長勢的差異非常明顯。胡樹文邊走邊向記者介紹示範田的情況,這裡共有4家鹽鹼地改良技術PK。最終,採用中國農業大學綜合改良技術的水稻長勢遠好於採用其他技術的。
記者獲悉,來到這裡之前,測產專家組已經對大安市聯合鄉2000畝重度鹽鹼土水稻高效種植示範區進行了實地測產。該示範區的pH值為10.1~10.8,全鹽含量0.5%~0.8%,是胡樹文團隊在2016年改良後的,今年在不使用任何改良措施的條件下,農戶正常種植了高品稻米稻花香。測產結果表明,稻花香折合標準水後產量為495.1公斤/畝,而採用常規改良方式的對照田塊僅為191.3公斤/畝。
隨後,以趙蘭坡為測產組長的專家組對松原市前郭縣深井子牧場重度鹽鹼荒地改良種植的水稻進行了現場測產。結果表明,改良處理的水稻畝產達到524.5公斤/畝,常規種植79.9公斤/畝。
這樣的成績讓胡樹文團隊的每位成員都很高興,也在他們的意料之中。
路徑:提高投入產出比
為何胡樹文團隊的鹽鹼地改良方法見效這麼快?很多人提出了這樣的問題。「鹽鹼地改良工作是苗、土、水、肥綜合協作的過程。」胡樹文說。
根據記者的觀察,該團隊多年來一直深入到鹽鹼地改良一線,在北京中耕綠洲生態科技公司的支持下開展鹽鹼地治理示範及改良機理研究工作,搞清楚了治理鹽鹼地時存在的真實問題。
胡樹文向記者介紹,通過把種植戶多年改良總結出來的一些經驗背後的原理分析出來,然後在此基礎上繼續挖掘。同時把種植戶在生產過程中存在的問題和行業專家進行探討,查閱相關資料。在總結前人的改良經驗,與企業合作,集成了一套鹽鹼地綜合利用改良技術。
就這樣,從溝渠設計、土地平整、洗鹽排鹽、洗鹽中水的回收利用、鹽分的固定及富集,到改良劑和專用肥料的配套使用,再到作物抗逆、秸稈還田、返鹽控制等,他們形成了一整套針對鹽鹼地改良的標準化的操作流程。
一直以來,不採用壓沙換土等工程措施,對土地直接改良,當年改良、當年大幅度增產是他們的亮點。胡樹文介紹,他們採用的新型可降解高分子改良劑能高效脫鹽,結合農田水利措施進行洗鹽,改良當年就可以實現鹽鹼土耕作層鹽分淡化,解除了鹽鹼對作物的脅迫。
據了解,新型高分子鹽鹼土壤改良劑的加入能使鹽鹼土細小顆粒形成微團聚體,土壤的孔隙度和通透性大大增強,在滲水壓的作用下,耕作層的鹽分得以快速脫除。
「前一天晚上處理完,第二天就可以插秧了。」胡樹文說。而在該團隊改良過的稻田也能發現,相比於道路兩旁灌排的水和其他稻田,這裡的水更清澈。
與此同時,該團隊採取了配合鹽鹼地專用肥料、根際調控劑等一系列抗逆措施,實現了水稻的高產。而且,今後不再使用改良劑的條件下,水稻依舊穩產高產。並且,土壤的鹽分逐年下降,土壤的結構逐年改善。
據悉,大安市聯合鄉2000畝重度鹽鹼土水稻高效種植示範區就是他們2016年進行的一次性改良,今年沒有施加任何改良措施,這種抗鹽鹼能力弱、高品質的水稻品種依舊能達到畝產千斤的產量。
在北京中耕綠洲生態科技公司負責人看來,該技術充分吸收了物理、化學、生物、工程等改良措施的優點,最大限度地提高改良過程的投入產出比,從根本上解決了投入高、收益低的矛盾。
追問:鹽去哪兒了?
眾所周知,「鹽隨水來、鹽隨水去、水散鹽留」,這也是幾代人改造治理鹽鹼地過程中發現並總結出水鹽運動的基本規律。
胡樹文團隊在吸取前人經驗的基礎上,合理地進行溝渠設計,保證單排單灌,土壤耕作層的鹽分大部分隨灌溉水徑流洗掉,實現了高效脫鹽。為了防止次生鹽漬化危害,胡樹文團隊與企業合作開發了鹽鹼稻田洗鹽廢水鹽分提取設備,將灌溉廢水進行水鹽分離、富集,實現了鹽水分離以及淡水資源的循環利用,這套技術在通榆縣開始投入使用。
除了大部分鹽分隨灌溉水徑流洗掉外,還有一小部分下沉到犁底層。這也對該團隊的鹽鹼地改良技術提出了要求,即地下水位在1.5米以下的地區更適合該技術。
但該技術不僅僅局限應用在水田,胡樹文團隊還在牧草、向日葵、甜菜、高粱、玉米等領域進行了試驗與示範。「目前已在5個省份、10餘種作物中進行應用。」胡樹文告訴記者。
作為耕地的重要儲備資源,鹽鹼地越來越受到關注和重視。實際上,無論是中央還是地方政府,都對鹽鹼地的開發利用提出了期待,出臺了科學的指導意見。目前也形成了企業積極參與的大局面,但是由於技術上的突破尚不明顯而束縛了鹽鹼地產業的發展。
據悉,目前我國具有農業利用前景的鹽鹼土資源達到2億畝,近期具有改良利用潛力的約佔1億畝,其中東北松嫩平原就佔3000萬畝。
「鹽鹼土壤作為我國重要的土地後備資源,是未來國土整治工作中的重要環節。鹽鹼地改良利用工作需要在科學的、系統的理論指導下進行。結合多年的一線實踐經驗,我們緊密圍繞實際生產需求,切實解決鹽鹼土壤改良利用中的實際問題,從土地資源利用、生態環境效益、社會經濟效益等多角度實現鹽鹼土壤的改良與合理利用。」胡樹文說。
科學網2017年10月10日報導
責任編輯:劉錚