算起“農(nóng)業(yè)賬”時,華北理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院教授孫曉然的狀態(tài)全然不像是一位大學(xué)老師?!艾F(xiàn)在農(nóng)民承包一畝土地需要1000元甚至更多,各類種植投入一畝地要800元至1000元……”
對于這些數(shù)字,多年前的孫曉然是完全不懂的。那時的她一直從事與天然高分子有關(guān)的科研。讓她與這些數(shù)字建立聯(lián)系的,是渤海灣附近那一片片白花花的鹽堿地。
從2012年開始,孫曉然帶領(lǐng)科研團(tuán)隊,“跨界”開展針對鹽堿地這一“土壤癌癥”的改良攻關(guān)。經(jīng)過她十幾年的努力,曾經(jīng)“白花花”的鹽堿地變成了“綠油油”的高產(chǎn)田。
一次出差打開一扇“新大門”
作為沿海城市,遼闊的渤海灣給唐山帶來了富饒的資源、便利的交通,但也給這座城市帶來了大片的濱海鹽堿土壤,總面積約達(dá)100萬畝。特別是在華北理工大學(xué)所在地——唐山市曹妃甸區(qū),由于更加靠近渤海,成片的鹽堿地成了制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙。
“在我國,對于鹽堿地的治理已經(jīng)持續(xù)了半個多世紀(jì)的時間?!苯邮堋吨袊茖W(xué)報》采訪時,孫曉然介紹說,早在上世紀(jì)60年代,我國就針對鹽堿地改良出臺過專門文件,然而時至今日,這依然是困擾經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的一個難題。
“至于原因,我覺得與我們治理鹽堿地的固有思路有一定關(guān)系。”她解釋說,目前傳統(tǒng)的鹽堿地治理模式并沒有超出農(nóng)業(yè)治理范疇,比如通過大水漫灌的方式將鹽堿“壓”下去,而一旦漫灌停止,鹽堿化很容易反復(fù)。
孫曉然試圖跳出這種模式,從她的“老本行”——化學(xué)領(lǐng)域入手,換個思路解決問題。
在2012年之前,孫曉然的科研重點是功能高分子合成與應(yīng)用研究,特別是天然高分子腐植酸在工業(yè)上的拓展應(yīng)用,她還擔(dān)任了中國腐植酸工業(yè)協(xié)會副秘書長。然而,2012年一次到山東出差的機(jī)會,卻給孫曉然打開了一扇新的大門。
“在那次會上,我了解到很多農(nóng)戶,乃至一些專家對于大量鹽堿地的擔(dān)憂,而當(dāng)時國家已經(jīng)開始重視鹽堿地治理的問題?!睂O曉然覺得在這方面,“我們應(yīng)該可以做點事兒”。
她告訴記者,化學(xué)家較少關(guān)注土壤問題,但事實上,土壤是由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動植物、微生物殘體腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、土壤生物(固相物質(zhì))、水分(液相物質(zhì))、空氣(氣相物質(zhì))、氧化的腐殖質(zhì)等組成的,鹽堿地土壤的改良涉及大量與化學(xué)相關(guān)的知識和理論,且這更能觸及土壤的“本質(zhì)”。本著從化學(xué)視角改良鹽堿地的初衷,孫曉然開始嘗試進(jìn)入一片新的科研領(lǐng)域。
在“廢地”上種莊稼
針對鹽堿地,孫曉然的解決思路與眾不同。
傳統(tǒng)的鹽堿地治理思路是借助各種手段降低土壤中可溶性鹽、堿離子的含量,以降低土壤的鹽堿度,而孫曉然的著眼點卻并不在此。
“治理鹽堿地的一個最直接目的是希望能在上面長出莊稼,或讓莊稼長得更好?!睂O曉然說,鹽堿地之所以不能長出莊稼,原理非常簡單——過多酸堿離子溶于土壤水中,會使植物根系附近的土壤滲透壓高于植物細(xì)胞液的滲透壓,致使植物不僅不能從土壤中吸收水分,反而使其細(xì)胞液被“壓”到土壤中,最終導(dǎo)致植物脫水難以生長。
“這有些類似于腌咸菜。”孫曉然比喻說,新鮮蔬菜被放到鹽水中,時間不長就會因為失去水分而變“蔫兒”。
既然如此,只要能找到一種特定材料,將土壤中的多余離子固定住,使植物根系附近的土壤滲透壓降下來,不就可以使植物在鹽堿環(huán)境下“自由呼吸”了嗎?
此后多年,這一想法成了孫曉然科研實踐的出發(fā)點。經(jīng)過長期刻苦攻關(guān),合成并實驗了大量材料后,她研制出了適合鹽堿地作物生長的生態(tài)改良劑,在實驗室取得了初步成果。
此時,一個難題擺在了孫曉然面前——要將科研成果從實驗室移到田間地頭,需要尋找當(dāng)?shù)剞r(nóng)民作為合作伙伴,但由于該項目為自選項目,既缺乏資金支持,此前也無成功案例,找到合作伙伴很難。
恰在此時,機(jī)緣巧合,孫曉然認(rèn)識了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民企業(yè)家姚衛(wèi)強(qiáng)。在與這位樸實無華又熱情的農(nóng)民交流后,孫曉然發(fā)現(xiàn)他既有對土地的情懷,也有有機(jī)種植的理念,可以說是一位理想的“合作伙伴”。
于是,她向姚衛(wèi)強(qiáng)發(fā)出了一起“在鹽堿地種莊稼”的邀請。雙方一拍即合。
2020年,孫曉然和姚衛(wèi)強(qiáng)合作,采用她發(fā)明的“原位鹽堿地改良技術(shù)”,在姚衛(wèi)強(qiáng)承包的重度鹽堿地上進(jìn)行玉米、花生、西紅柿、西蘭花、甘藍(lán)、水果蘿卜等農(nóng)作物種植試驗。經(jīng)過一年的勞作,收獲時,這片土地的花生畝產(chǎn)達(dá)到了850斤,比非鹽堿地上的花生畝產(chǎn)還要高6.25%;大棚鐵皮西紅柿畝產(chǎn)達(dá)到了6500斤,由于品質(zhì)優(yōu)良,具有“小時候的味道”,售價達(dá)到每斤15元,產(chǎn)值高達(dá)每畝97500元……
獲得如此“收成”的鹽堿地,曾是一片當(dāng)?shù)厝搜壑胁荒芊N莊稼的“廢地”,其鹽度最高可達(dá)0.8%。要知道,如果土壤鹽度超過0.6%,便不適合農(nóng)作物生長了。
“政產(chǎn)學(xué)研”貫通,才能保證成果落地
如今,孫曉然帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)的“鹽堿地改良+高品質(zhì)種植”成套技術(shù)已取得3項發(fā)明專利,榮獲1項河北省技術(shù)發(fā)明獎三等獎。今年采用該技術(shù)種植的水果花生、鐵皮西紅柿、靈芝菇、小麥、玉米、羊角蜜等作物面積達(dá)300余畝,產(chǎn)值超200萬元。
在這一過程中,孫曉然充分體會到了農(nóng)民種地的不易。
“以小麥為例,我們在鹽堿地上的畝產(chǎn)為1200斤,但一畝地的產(chǎn)值不到2000元,除去種植成本和承包地成本,幾乎沒有利潤?!闭蛉绱耍瑢O曉然一直在努力壓縮鹽堿地改良劑成本?!拔夷軌嚎s一點成本,農(nóng)民將來的利潤就能高一些。”
同樣讓孫曉然深感不易的,還有科研成果落地的難度。
受訪時,孫曉然坦言,在成果落地的初期,能遇到姚衛(wèi)強(qiáng)這樣一位志同道合的“合作者”是她的幸運(yùn),但這樣的幸運(yùn)并非每次都能遇到。比如,在實施其他一些項目時,她曾聯(lián)系多家企業(yè),但因為科研創(chuàng)新需要前期投入,很多企業(yè)對此猶豫不決。
“至少在科研成果的中試轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié),如果沒有相關(guān)部門的支持,做起來真是很難。這一點在農(nóng)業(yè)項目上表現(xiàn)得尤為明顯?!睂O曉然告訴《中國科學(xué)報》,在鹽堿地治理項目初期,由于缺乏資金支持,為購買相關(guān)設(shè)備和材料,除了“合作伙伴”的投入外,她只有“自掏腰包”,才能確保項目正常推進(jìn)。
由于具有多年在基層政府掛職的經(jīng)歷,對于政府支持科研成果轉(zhuǎn)化落地的意義,孫曉然有著深刻認(rèn)識?!霸凇a(chǎn)學(xué)研’之前,一定要加上一個‘政’字,只有‘政產(chǎn)學(xué)研’貫通,才能確保科研成果真正有效落地?!彼f。
如今已是冬季,田野間早已沒有了綠油油的豐收場景,但孫曉然的腳步仍未停止。畢竟在環(huán)渤海地區(qū),鹽堿地的治理并非唐山所獨有的問題,而每一處鹽堿地的情況也各有不同。
“我們的科研大方向沒有問題,但依然要根據(jù)各地不同的情況進(jìn)行調(diào)整。在治理鹽堿地這條路上,我們還有很長的路要走?!睂O曉然說。
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