她讓農作物在鹽堿地“自由呼吸”

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■本報記者 陳彬

算起“農業賬”時，華北理工大學化學工程學院教授孫曉然的狀態全然不像是一位大學老師。“現在農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的科研。讓她與這些數字建立聯系的，是渤海灣附近那一片片白花花的鹽堿地。

從2012年開始，孫曉然帶領科研團隊，“跨界”開展針對鹽堿地這一“土壤癌癥”的改良攻關。經過她十幾年的努力，曾經“白花花”的鹽堿地變成了“綠油油”的高產田。

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100萬畝。特別是在華北理工大學所在地——唐山市曹妃甸區，由于更加靠近渤海，成片的鹽堿地成了制約當地農業發展的主要障礙。

“在我國，對于鹽堿地的治理已經持續了半個多世紀的時間。”接受《中國科學報》采訪時，孫曉然介紹說，早在上世紀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，這依然是困擾經濟社會發展的一個難題。

“至于原因，我覺得與我們治理鹽堿地的固有思路有一定關系。”她解釋說，目前傳統的鹽堿地治理模式并沒有超出農業治理范疇，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。

孫曉然試圖跳出這種模式，從她的“老本行”——化學領域入手，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用研究，特別是天然高分子腐植酸在工業上的拓展應用，她還擔任了中國腐植酸工業協會副秘書長。然而，2012年一次到山東出差的機會，卻給孫曉然打開了一扇新的大門。

“在那次會上，我了解到很多農戶，乃至一些專家對于大量鹽堿地的擔憂，而當時國家已經開始重視鹽堿地治理的問題。”孫曉然覺得在這方面，“我們應該可以做點事兒”。

她告訴記者，化學家較少關注土壤問題，但事實上，土壤是由巖石風化而成的礦物質、動植物、微生物殘體腐解產生的有機質、土壤生物（固相物質）、水分（液相物質）、空氣（氣相物質）、氧化的腐殖質等組成的，鹽堿地土壤的改良涉及大量與化學相關的知識和理論，且這更能觸及土壤的“本質”。本著從化學視角改良鹽堿地的初衷，孫曉然開始嘗試進入一片新的科研領域。

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。”孫曉然說，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，反而使其細胞液被“壓”到土壤中，最終導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點。經過長期刻苦攻關，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，需要尋找當地農民作為合作伙伴，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，機緣巧合，孫曉然認識了當地農民企業家姚衛強。在與這位樸實無華又熱情的農民交流后，孫曉然發現他既有對土地的情懷，也有有機種植的理念，可以說是一位理想的“合作伙伴”。

于是，她向姚衛強發出了一起“在鹽堿地種莊稼”的邀請。雙方一拍即合。

2020年，孫曉然和姚衛強合作，采用她發明的“原位鹽堿地改良技術”，在姚衛強承包的重度鹽堿地上進行玉米、花生、西紅柿、西蘭花、甘藍、水果蘿卜等農作物種植試驗。經過一年的勞作，收獲時，這片土地的花生畝產達到了850斤，比非鹽堿地上的花生畝產還要高6.25%；大棚鐵皮西紅柿畝產達到了6500斤，由于品質優良，具有“小時候的味道”，售價達到每斤15元，產值高達每畝97500元……

獲得如此“收成”的鹽堿地，曾是一片當地人眼中不能種莊稼的“廢地”，其鹽度最高可達0.8%。要知道，如果土壤鹽度超過0.6%，便不適合農作物生長了。

“政產學研”貫通，才能保證成果落地

如今，孫曉然帶領團隊研發的“鹽堿地改良+高品質種植”成套技術已取得3項發明專利，榮獲1項河北省技術發明獎三等獎。今年采用該技術種植的水果花生、鐵皮西紅柿、靈芝菇、小麥、玉米、羊角蜜等作物面積達300余畝，產值超200萬元。

在這一過程中，孫曉然充分體會到了農民種地的不易。

“以小麥為例，我們在鹽堿地上的畝產為1200斤，但一畝地的產值不到2000元，除去種植成本和承包地成本，幾乎沒有利潤。”正因如此，孫曉然一直在努力壓縮鹽堿地改良劑成本。“我能壓縮一點成本，農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，能遇到姚衛強這樣一位志同道合的“合作者”是她的幸運，但這樣的幸運并非每次都能遇到。比如，在實施其他一些項目時，她曾聯系多家企業，但因為科研創新需要前期投入，很多企業對此猶豫不決。

“至少在科研成果的中試轉化環節，如果沒有相關部門的支持，做起來真是很難。這一點在農業項目上表現得尤為明顯。”孫曉然告訴《中國科學報》，在鹽堿地治理項目初期，由于缺乏資金支持，為購買相關設備和材料，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。

由于具有多年在基層政府掛職的經歷，對于政府支持科研成果轉化落地的意義，孫曉然有著深刻認識。“在‘產學研’之前，一定要加上一個‘政’字，只有‘政產學研’貫通，才能確保科研成果真正有效落地。”她說。