编者按
春回大地,这个春天,我们再次走向大地。
去年,本网记者采写了《河北盐碱地治理答卷》系列报道,曾在收获和播种的季节造访这片土地。那时,耕耘在现在的盐碱地和昔日的盐碱地上的人们向我们发出邀约,一定要在春天再来看看这片土地。如今,我们如约回到这里,为您讲述这片土地上的更多故事。
2024年3月26日,中国科学院南皮生态农业试验站海兴盐碱地资源高效利用试验基地,郭凯(右)在试验田里取土样。郭凯供图
【阅读提示】
又是一年春忙时,中国科学院南皮生态农业试验站海兴盐碱地资源高效利用试验基地,试验田里又出现了手拿土钻的科研人员。
春季是返盐的高峰期,钻土取样,获得土壤水盐数据,是验证冬季咸水结冰灌溉效果的关键一环。
用咸水灌溉盐碱地,这种听起来有点“反常识”的科学试验,已经在这里连续进行了近20年。
然而,这种超出普通人认知的做法,其实是个改良盐碱地的好办法。
更令人想象不到的是,这项科研人员接力开展了近20年的研究,竟然是从在冰箱里冻冰开始的。
“反常识”的技术和它背后的科研人
3月15日,中国科学院南皮生态农业试验站海兴盐碱地资源高效利用试验基地,一辆汽车驶进了小院。车上下来的人,没有进屋,就匆匆忙忙地直接走向试验田。
这个人,就是中国科学院南皮生态农业试验站副站长郭凯。
试验田里处处都是春日气息。3月底,第一茬油葵就要进行播种,有的地块正在进行土地整理,为春播做准备。
而试验基地外则是完全不同的景象,仅一路之隔的中重度盐碱荒地上,除了些杂草什么都不长,不少地方还泛着白花花的“碱嘎巴”。
“这是因为我们的试验田在冬天灌了水,把盐都淋下去了,而外边的地,现在正是返盐严重的时候,连盐地碱蓬都不好长出来。”郭凯说。
郭凯所说的“冬天灌了水”,是指冬季咸水结冰灌溉技术。正是因为应用了这项技术,这片试验田的土壤含盐量,已经从10‰降到了3‰。
海兴县土地盐碱化严重,往盐碱地里再浇咸水,为啥含盐量不升反降?
这是因为咸水结冰后遇升温融化,先融化的水含盐量高,携带大量盐分渗入深层土壤,后融化的则是微咸水和淡水,而这些微咸水和淡水,刚好可把表层多余的盐分继续往深层土壤淋洗,实现耕层脱盐。
看似“反常识”“反直觉”的做法,竟然是淡水缺乏地区改良盐碱地的一个好办法。
不过这项技术刚提出来时,可没少受到质疑。如今这项技术能从河北走向全国,离不开一群老专家的执着。
时间回到2005年1月30日,河北省农林科学院召开了一场座谈会,二三十位来自不同领域的农业专家前来参会。时任中国科学院南皮生态农业试验站站长的刘小京,与当时已经退休的原中国科学院石家庄农业现代化研究所党委书记田魁祥,一起参加了这次座谈会。
会间交流时,有人提到了时任北京师范大学副校长史培军负责的一项海冰农业灌溉研究。含盐量不同的海水冰点不同,渤海冬季结冰可将海水进行咸淡分离,依据这项技术原理,对海冰进行采集、脱盐、存储,并将海冰水用于农田灌溉。
盐碱地缺少淡水,但能就地抽取咸水,咸水结冰后,是否也能像海冰水一样用于农田灌溉?刘小京的头脑中,立即闪过了这样的念头。但这个想法提出后,有人支持,也有不少人质疑。
“科学研究就是要大胆假设,小心求证。”面对不同的声音,田魁祥态度明确,想法是否可行光靠想并不行,要去验证,让数据说话。
说干就干。
2005年1月31日,座谈会第二天,实验就开始了。实验室设在中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心一间闲置的小温室里,田魁祥和王容、高福存等几位已从研究所退休的老专家成为研究团队的主力。实验用到的“关键设备”,则是田魁祥找来的一台1979年购置的进口单开门旧冰箱。
第一次的实验很简单,用盐水冻冰。
“往1升水里加30克盐,放到冰箱里去冻,结果上边结的冰是‘甜’的,底下不结冰的水是咸的。”回忆起19年前的实验场景,如今已经82岁的田魁祥依旧印象深刻。而他口中的“甜冰”,其实并不是真的带甜味。
沧州滨海盐碱地,浅层水多是含盐量高的苦咸水,当地百姓习惯把含盐量低、苦咸味轻的微咸水和淡水叫“甜水”。田魁祥他们这些曾在盐碱地上扎根了几十年的老科研工作者,即使如今已经离开了那片土地,与当地百姓一样很多用词习惯却依然保留着,正如他们对那片土地的热爱未曾改变。
第一次盐水冻冰的结果,为咸水结冰灌溉的可行性“加了码”,一组科学严谨的实验随即正式开始了。
第一阶段主要研究水、冰和盐。老专家们制作了不同浓度的盐水,放到冰箱里冻起来,观测其结冰、融化的过程。
第二阶段的研究又加入了土,把不同浓度的盐水结的冰,放到土的表面,观测入渗过程。
实验设计越来越复杂,需要冻冰、装土的容器越来越多。水盆、花盆、鱼缸……自发的实验,没有经费,老专家们把家里能找来的容器都用上了。
“但田老师总是强调,实验数据一点不能马虎。哪一层的土含水量是多少,含盐量是多少,都要认认真真测量记录。”王容说。
就这样,用冰箱冻了快半年的冰,进行了几百次的实验后,研究团队终于掌握了咸水结冰的基本规律。
2006年的海兴冬季咸水结冰灌溉试验现场。(照片翻拍) 本网记者常方圆摄
一场持续了近20年的科研接力
3月15日上午,郭凯一直在基地不同的地块里来回穿梭,一会儿蹲在地上扒拉扒拉土,一会儿弯着腰捏捏植物的叶子,一会儿又站起来望望地里植物的整体生长情况。
“芙蓉葵的根部,已经开始向外冒嫩芽了,枸杞开始长新叶了,柽柳估计到月底才会发新芽……”每年3月开始,郭凯几乎每周都要往试验基地里跑一趟。虽然每次来隔的时间都不长,但一到基地,他一定会先到地里转一圈。“春天植物生长快,几天不见就变个样。我看它们就像孩子一样,不想错过它们成长的过程。”郭凯说。
今年是冬季咸水结冰灌溉在海兴开展大田试验的第19年,也是郭凯来到海兴的第16年,这里对他来说,确实已经像家一样了。
2008年,正在读硕士研究生二年级的郭凯,带着同门师兄交给他的一份论文,来到了海兴试验基地。论文的题目为《冬季咸水结冰灌溉后土壤水盐运移规律的初步研究》,这是咸水结冰研究团队发表的首篇论文。而郭凯要做的是,把这个“初步研究”继续深入下去。
显然,想要做成这件事,不吃些苦是不行的。
郭凯刚到海兴时,基地还只有几间土坯房,冬天能御寒的,只有一台“没什么效果”的电暖器。进行大田灌水,要等气温下降到-5℃以下,冷风一吹,像刀子一样割得人脸疼。
“2009年那个冬天特别冷,眼看着水灌进田里就开始结冰了。为了计算灌水量,我们在现场安了一块水表,灌完水,水刚停,‘咔咔’几声,水表就冻坏了。”郭凯说。
不过,就算自己冻得难受,郭凯却还是盼着天能再冷一些。“天冷了,才能保证试验正常进行。”
在这片试验田里,郭凯不是第一个心甘情愿为此受苦的人。他来海兴前,负责灌水试验的,是如今已经退休的中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心正高级农艺师孙家灵。
“1月20日,开始做冬季盖冰试验。”“1月21日,开始浇水,用拖拉机带水泵,连浇4天。”在孙家灵保存至今的一本工作日志里,清晰地记录着2006年首次开展咸水结冰灌溉大田试验的过程。
大冬天往啥都不长的荒地上灌水,一灌还是4天
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