大家好,我是来自于中国科学院新疆生态与地理研究所的田长彦。今天很高兴有机会到格致论道讲坛,和大家分享我这几十年来在新疆从事盐生植物研究与盐碱地改良的经历。
在新疆,能看到的许多如下图这样的景观。很多人看到这些照片都以为是降雪。但其实这不是积雪,而是新疆的盐碱。什么叫土壤盐渍化呢?就是土壤里可溶性盐的含量超过普通植物的耐盐程度,导致植物无法生长,甚至会造成土地的荒漠化。
盐渍化对新疆农业的影响是巨大的,过去平均每年都会使粮食减产7.2亿公斤、棉花减产15.5万石左右。并且盐碱地与贫穷是耦合的,贫穷的地方大多数是盐碱地。所以,盐碱地是新疆面临的长期任务,是新疆农业、绿洲农业必须战胜的一个顽疾。
新疆的地貌格局类似“疆”字的右半边。第一,新疆的地貌格局是三山夹两盆——北部的阿尔泰山、中部的天山和南部的昆仑山之间夹了准噶尔盆地和塔里木盆地两个盆地。这两个盆地都是封闭性的。所以从大的地貌格局上来讲,新疆形成了封闭性的内陆盆地。
第二,从图上可以看到,新疆的降雨极少。准噶尔盆地年降雨量不到250毫米,但是它的年蒸发量在2000毫米以上。南疆塔里木盆地的年降雨量小于50毫米,但是它的年蒸发量能达到3000多毫米。
第三,新疆是古地中海海退后形成的,地层里都含盐。而新疆的农业灌溉用水均来自于山区的冰雪融水,水到之处便有了绿洲。其实新疆的绿洲只占整个新疆土地面积的7%,但是它养育了90%的人口,绝大多数人都居住在绿洲。在新疆,有水就是绿洲,没水就是荒漠,水多就是盐碱。
新疆又是国家棉花基地,新疆的棉花总产量占中国棉花总产的85%。美国制裁新疆棉花的原因也在此。新疆的番茄、葡萄、哈密瓜、红枣等的水果十分有名,粮食产量也非常高,是中国的后备粮食基地和一些特色农业的基地。
传统的盐碱地治理,我于1988年研究生毕业以后,在1989年参加了渭干河灌区的盐碱地治理。渭干河灌区百分之七十五的土地都有盐渍化问题,当时那里非常贫困,农民都认为这地方没有种出高产棉花的希望。我们根据所学的知识,让“盐随水去”,通过传统挖掘排水渠的方法用大水把盐淋洗走,然后推广一些农业技术。
经过多方的努力,我们把渭干河灌区新河县的棉花亩产量由过去的75公斤提高到150公斤。当地的县委书记说:我们原来认为这里不能种棉花,也不能高产。经过你们这些科学家的努力,我们不仅能种棉花,还实现了高产。
节水农业带来的新问题,通过灌排洗盐,新疆的农业发展到了一个相对稳定的状态。但是,随着耕地面积的扩大和人口的增加,新疆对水资源的利用方式发生了完全的改变,采用了大面积的滴灌种植。
现在,新疆的滴灌面积已经占到大多数绿洲区的80%,大面积滴灌也使新疆的耕地增加了一倍、作物增产30%以上。因此,滴灌的诱惑力是十分巨大的。但是,滴灌只能造成土壤中植物的根层淡化,不能把盐排出土体。随水而来的盐无法随水而去,土壤就会积盐。
节水农业在新疆的普及面积已达5000多万亩,但它导致的新形式盐渍化只是暂时性地被表层低盐掩盖。未来能不能持续,这是我们从事盐碱地改良利用的人必须要想到的事情。
我们在长期的野外调查和生产过程中发现,有些盐渍化的土地上虽无法生长正常的甜土植物(只能在非盐碱地生长的植物)或农作物,但生长了许多其他种类的植物。
经过样方调查、植物采样以及总结土壤中根系的生长规律和土壤的取样,我们发现新疆有320种盐生植物,占了全国的60%以上。它们有的可以绿化,有的可以食用,有的可以做饲料牧草,有的可以做纤维植物,还有的能做能源植物……
要想知道野生状态下盐生植物的生长规律,就必须把这些植物集中到一起进行比较。所以,我们建了两个盐生植物园。一个建在原来阜康荒漠绿洲国家生态站,有100亩。结果种了几年以后,土壤中的盐大幅减少,杂草大量生长导致盐生植物的生长受到抑制。第二个盐生植物园建在克拉玛依,面积约150亩。在这两个植物园中,我们引进了150多种植物进行比较和研究,掌握了它们的耐盐性与生长规律。
我们还把盐生植物做成了饲料,它们有些指标甚至超过苜蓿。而且羊、牛等反刍动物需要盐,盐生植物本身也含盐,它可以作为很好的饲料添加物,解决了南疆部分地区缺饲料的问题。
此外,盐地碱篷还是一种特殊的蔬菜。由于盐碱地的特殊性,种植盐地碱篷也省去了施化肥、打农药、打除草剂等过程。又因为自带盐,做菜的时候无需要添加额外的盐,我们称之为自带盐蔬菜。而且它们含有很高的甜菜碱类调解物,对减肥也很好。它营养也非常丰富,可以做成饺子馅、做成凉拌、用来炒鸡蛋等等,很受欢迎。
新疆还有很多地方需要盐土绿化,往往需要投入很高的成本。但是利用盐生植物绿化,可以将成本缩减到原来五分之一到十分之一。因此它们很受欢迎,现在很多高速公路的休息区与公路两边盐碱地的绿化,都在利用这个技术。
如果要实现盐生植物的规模化利用,还必须要研究它的规模化种植。盐生植物的种子很小,1000颗种子只有0.6克左右。并且区别于普通植物的种子里是叶子,盐生植物种子的种皮里是个苗,休眠的螺型胚小苗,无法自行顶土萌发。所以我们解决了盐生植物从种植、到生长期管理、再到收获的整个过程的机械化,才能真正对它进行推广应用。
同时,现在南方红壤的酸化问题非常严重,这由土壤缺盐导致的。而盐生植物生物炭的盐含量可达百分之二十到百分之四十。所以我们尝试着把盐生植物制成生物炭,推广到南方解决酸化红壤问题。现在也正在用从江西运来的红壤进行试验,观察研究盐生植物是否能解决酸化土壤问题。
位于中亚的咸海逐渐干涸后,环境非常恶劣,每年有100万吨的盐尘暴产生。国际上一直认为咸海的干涸是一个世界性的生态灾难。德国、法国、比利时等一些欧盟国家都在咸海建立了示范区,他们解决了轻度盐渍化和沙漠化的绿化问题,但重度盐渍化这几年来一直无法解决。
所以这几年来,咸海的治理问题成为了我国走向一带一路、发展绿色丝绸之路的重要窗口。我们利用咸海当地的盐生植物建立了种子资源库,跟乌兹别克斯坦的创新发展部合作,在咸海的重盐碱地用盐生植物的能力做绿化,用中国的方法展示了中国智慧。
此外,巴基斯坦的塔尔沙漠中有中国和巴基斯坦两国合作开发的煤矿。这个煤矿很大,但是周边的老百姓很穷,只能用煤矿地下20多克升以上的高矿化度水。如何利用这些水为当地老百姓谋福利,这是个急需解决的问题。所以我们又到塔尔沙漠,用这些技术建立咸水农业,为当地提供饲料和牧草,提高当地养殖水平。还种植了一些可食用的耐盐植物作为蔬菜和食品,来解决他们的问题。
所以通过我们这些技术的发展,可以说盐碱地是块宝地。现在中国有10亿亩盐碱地,是未来具有重要发展空间的宝地,也是未来重要的后备耕地。
谢谢大家!