中国科学家发现沙漠变土壤“密码”

点击：作者：谷训来源：新华社发布时间:2023-06-17 17:05:35

新华社重庆6月16日电（记者谷训）6月的新疆和田地区天气炎热，重庆交通大学研究人员王祉翔走在位于和田县城外的“沙漠土壤化”基地里，眼前这片苜蓿在5月底收割了今年的第一茬，如今又长起来30多厘米，他期待着一个月以后收割第二茬。

6月17日是世界防治荒漠化和干旱日，沙漠生态修复是很多国家共同面临的世界级难题。在中国的新疆塔克拉玛干沙漠、内蒙古乌兰布和沙漠中，却有万亩连片的农田郁郁葱葱、瓜果飘香；在四川若尔盖沙化草原、西藏拉萨市郊沙化带、西沙岛礁，不毛之地也长出植被甚至蔬菜——这是中国科学家研发的“沙漠土壤化”生态恢复技术造就的奇景。

6月初，位于内蒙古阿拉善盟的“沙漠土壤化”基地在进行旋耕整地作业，为农作物播种做准备（资料照片）。新华社发

重庆交通大学教授易志坚是一位力学家，2009年，他在研究颗粒物质力学的过程中发现，颗粒物质从离散状态向流变状态、固体状态转换，依靠的是一种万向结合约束关系。

“当时我就联想到，土壤和沙子之间的区别就是有没有这种约束关系。”易志坚说，“当我想到这个发现可以把沙改造成土，就激动得睡不着觉！”

易志坚团队提出了一项原创力学原理，土壤颗粒间存在一种万向结合约束关系。万向结合约束下的土壤颗粒体，既有一定的柔性，保水、保肥和透气，并为植物根系生长提供弹性空间，又有一定的刚性，使之能够“抱住”植物根系，维持植物稳定。易志坚团队首次在土壤的力学特性与生态属性之间建立起联系。

2013年，易志坚团队研发出一种植物纤维素黏合剂。在沙子中混合适量的黏合剂和水，“一盘散沙”就能获得与自然土壤一样的“生态－力学”属性：在湿润时呈现稀泥般的流变状态，水分蒸发后结成固体状态，两种状态之间可自由转换，并具有较强的存储水分、养分和空气的能力，成为适宜植物生长的载体。

5月下旬，位于新疆和田的“沙漠土壤化”基地在收割今年第一茬苜蓿（资料照片）。新华社发

从2016年至今，“沙漠土壤化”技术在国内外10多个点、多种严酷自然条件下进行实地试验，总面积超过3万亩，验证了技术上的科学性和有效性，及应用上的可行性和经济性。

在内蒙古乌兰布和沙漠腹地，实验基地中的耐旱植物可以在不灌溉的情况下自然生长，形成生态屏障；农作物所需灌溉量远低于当地农牧业生产取用水限额。粘合剂和“土壤化”后的沙子经权威机构检测，全部符合国家环保标准，10多种农产品获得国家绿色食品认证。

“沙漠土壤化”技术一次性改造成本2000元至3000元每亩，经改造的“土壤”特性持续变好，微生物种群丰富，生物多样性和局地气候改善效果逐渐形成。改造技术易操作、见效快，粘合剂仅需加入一次，宜大规模机械化施工，改造后即刻起到固沙作用，随即可进行种植，具有防沙固沙与生态恢复一体功能。

随着近年来实地试验连续开展，这一跨界创新的科技成果受到国内外关注。2022年12月，“沙漠土壤化”项目获得英国威廉王子发起的“为地球奋斗奖”中的“保护和恢复自然风貌”奖项，其授奖名称为“沙漠农业转化”。

今年是中国提出人类命运共同体理念10周年，面对荒漠化这一人类共同难题，中国科学家正在努力攻关，中国新科技也正在走出国门，为需要的国家递上“橄榄枝”。