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中国黑科技之沙漠土壤化

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发表于 2019-10-10 17:08:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国震撼黑科技:加点胶水,沙漠变良田



根据第五次全国荒漠化和沙化监测报告,截至2014年我囯荒漠化土地面积有261.16万平方公里,沙化土地面积172.12万平方公里。

大家都知道我国总耕地面积有个18亿亩的红线,也就是120万平方公里。如果能将沙漠变良田,能多养活多少中国人啊!


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传统的沙漠改造主要有三种:

第一种是工程方法,最为著名和常用的是“草方格沙障”,也就是用正方形的麦草墙来固定沙土,通常在沙漠公路两旁使用较多,但缺点是在风沙过大的地方收效甚微;

第二种是化学方法,即通过在沙表面喷洒固沙剂,将沙体表面固化来防止沙子流动;

第三种则是大家熟知的植物方法,例如种植沙生植物,并采用滴灌技术保持土地水分,这对沙化治理有一定的效果。但由于沙体中植物难以生长,其成本极高,难以大规模推广。

低成本、快速把沙漠变成良田的黑科技,已经由重庆交通大学力学教授易志坚所带领的科研团队完成了。


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易志坚,重庆交通大学副校长、教授,长期从事力学、道路、桥梁、材料等领域科研。那他怎么会跨行搞起了沙漠治理呢?

易志坚的学术生涯始于断裂力学研究。在研究力学的时候他发现了“物质的颗粒约束决定物质的状态”这一原理。有一天他忽然突发奇想:能不能用力学原理把沙子变成土壤呢?

沙漠和土壤的根本性质差异,是力学差异:土壤微粒之间都有作用力,能够构成一个整体,而沙子之间是松散的,没有这种力。易志坚团队将这种力称为万象结合约束,简称ODI约束。

这种约束还使得土壤有一种自调节属性,通过改变内部颗粒排列顺序进行自我形态的调节,可以让植物根系在其内部生长,并且保水、保肥和透气。正是土壤的自修复和自调节特性,给予了它生生不息的能力,所以土壤的力学特性赋予了土壤独特的生态-力学属性。

而沙粒间不具备这种约束。易志坚他们要做的,就是用一种粘合剂,赋予沙子颗粒这种力,这样就可以把沙漠变土壤。

2009年,易志坚首次提出了沙变土的原理。通过无数次试验,2010年科研团队从植物中提取出了一种植物纤维黏合剂。只要把这种粘合剂放到沙里,再添加适量的水,沙子就可以变成具有“万向结合约束”的土壤。

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这项技术最关键的就是粘合剂的研发上,要无毒环保、耐水性强,成本还不能太高。现在的粘合剂是几种植物纤维的提取物,成本不高、极好获得,而且一次改造,一劳永逸。一堆沙子加入像淘米水一样的粘合剂,搅拌几下后,便获得了类似泥巴的质感。



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接下来的几年,他们先在阳台、屋顶进行过小范围的试验。有效果后,在校园附近开始了更大规模的试验。先在地面上铺30厘米厚的碎石,再在碎石上铺上30厘米左右的建筑沙,然后覆盖10-20厘米通过加入黏合剂形成的土壤化沙子,之后在上面种植了玉米、红薯、萝卜、油菜,没想到成效显著,长势喜人。

经过4年试验,易志坚觉得技术已经基本成熟,决定进行实地沙漠土壤化生态恢复试验。

2016年4月,他们在内蒙古乌兰布和沙漠实验成功,25亩黄沙变为一片绿洲,种植出了比一般田地里根系更为发达的各种茂密植物,长势喜人。



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沙漠里成功长出70多种植物,长势超过沙漠周边区域的自然植物。试验地所在区域还逐渐形成了一个有植物、昆虫、动物在内的小型生态圈。今年,植物长得更茂盛浓密。经检测,其土里的微生物量与农民地里的非常接近。可以下一个结论:沙漠变良田在这里初步实现了。
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2017年,乌兰布和沙漠变良田的试验规模扩大到了4000亩。5月,当“总导演”、技术创始人、重庆交通大学博士生导师易志坚教授带领他的科研团队来到这里的时候,四周荒凉得连一株枯死的植物也没有,除了沙还是沙。近70名从重庆招聘的农民工人推平沙丘、平整路面、播种。

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5月的乌兰布和沙漠,风沙像洪水一样狂卷。“播三次种,三次都被沙埋了。”负责种植的赵博士说,6月中旬,种子还是顽强发芽、生长。为了阻挡狂沙入侵,外围栽种长势快、近一人高的狼尾草。往里走是另一片天地,狼尾草、西瓜、番茄、大葱、苜蓿、红苕、荞麦、玉米……40多种植物,口感微酸、微甜的居多。什么都不生长的沙漠,一旦开长,就长出什么都可吃的东西来。


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通过长时间的植物种植实验和技术改进,能够一次性“沙变土”,并让其长久地保持土壤的生态-力学特性。同时,这些土壤能够相当好地培育出植物,并形成和自然界十分接近的生态环境。


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这项技术现已获得了15项发明专利授权。每亩整治成本2000-5000元,有望大规模推广。博恩科技集团的掌舵人熊新翔已经捷足先登,投资了此项黑科技。

明年又将是一片新绿洲,计划再加1万亩。

一个中国人突发奇想的念头,成功实现了低成本、快速将沙漠变绿洲的奇迹。

我们正在迎来中国科技大爆炸的时代。可以期待,13亿聪明的大脑,必将创造更多的奇迹。



作者:蔺且


来源:知乎

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。










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