脱硫副产物让盐碱地开出“希望之花”
为贯彻落实习近平总书记关于全面推进乡村振兴战略的重大战略部署，进一步做好政策解读与科技成果展示，引导更多青年学子积极参与科技创新事业，投身乡村振兴战略。科协频道、《科研成果与传播》杂志推出“科技引领 筑梦乡村”专栏，聚焦农业科技前沿，邀请农业领域各科研团队与青年科技工作者分享他们的科研成果与科研故事。
杨培岭
中国农业大学教授、博士生导师。北京农业工程学会理事长，党建工作小组组长。先后主持和参加国家自然科学基金项目、国家“863”计划项目、北京市科委重大科技项目、科技部成果转化项目、河北省科委项目等30余项。主要研究灌溉理论与技术、生态灌区建设理论与模式、脱硫废弃物改良盐碱土的机理与技术、化控与面源污染防治技术。
盐碱地素有地球生态癌症之称，土地盐碱化尤其耕地盐碱化严重威胁我国农业生产及粮食安全的可持续发展。据估算全球盐碱地面积约为9.55亿公顷，而我国就有0.99亿公顷，广泛地分布在黄准海平原、东北平原西部、内蒙古河套灌区以及西北内陆地区等干旱半干旱地区。盐碱化使曾经的“塞上江南”变成了“白浆滩地”，河套灌区近40%的土地受到盐碱化的危害，土壤板结严重、地力大幅下降，常常是广种薄收甚至颗粒无收。“满眼一片白茫茫，寸草不生碱圪梁，年年辛苦都瞎忙，大片土地尽撂荒！”这句当地谚语便是农民束手无策的真实写照。
盐碱地（图片源于网络）
让盐碱地开出“希望之花”
不能再让盐碱地成为卡在河套人民“脖子”上的枷锁，必须从根本上解决盐碱地难以改良的问题，让农民有地种，有粮收。带着这样的信念和勇气，杨培岭团队深入基层，扎根农村，从调研勘测，到技术攻关，从模式完善，到示范推广，一干就10多年。2002年杨培岭主持的863重大专项课题“可资源化烟气脱硫技术”子课题“可资源化烟气脱硫副产物作为土壤改良剂的应用研究”正式启动，研究团队在乌拉特前旗开展了大量的野外试验工作，经过室内理论实验与田间中试实践证明，施用脱硫副产物后，土壤的理化性质可得到明显改善，ESP、pH、SAR等指标明显降低，作物出苗率和产量指标显著提高，效果十分显著。由此形成的标志性成果“一种改良碱化土壤的方法”获得国家发明专利。
但盐碱地的改良绝非一蹴而就的，如施用量与淋洗量的优化完善、改良的长期效应监测及效益评价、综合集成技术的构建等大量工作还需要更多的研究才能实现。为此杨培岭及其团队又积极申请国家自然科学基金和科技成果转化等项目，在已有基础上对脱硫副产物改良碱化土壤技术进行了补充和优化，开展的综合集成技术模式研究立足于改良过程的综合效应，以达到“降盐碱、增产出、改结构、保效果”的综合改良目标。杨培岭团队提出了土地精细平整，渠沟整体配套；改良测土定量，改进灌排淋洗；增施有机肥料，配合化控制剂的综合技术模式。以该模式为核心，在内蒙古河套灌区五原县境内和乌拉特前旗地区分别建立了200亩中心示范区以及550亩重点试验示范区，主要作为开展科研工作的基地和对外宣传的窗口。
通过前期试验，盐减地的综合治理已取得了一定经验。但受资金缺乏等因素制约，盐碱地改良无法形成规摸化的推广应用。杨培岭团队便积极联系巴彦淖尔市临河区农业综合开发办公室，结合农业综合开发中低产田改造项目对改良技术进行推广，积小成大，积少成多，从2010年开始，在内蒙古河套灌区白脑包乡(十大股村、召滩村、春光村、中心村)，新华镇(隆盛村、红旗村)，乌兰图克镇（新乐村）等地建设了9660多亩辐射推广区。
当地农户一开始对这种改良方式半信半疑，在看到效果以后，便口碑相传的学习起这种技术。“说实话我一开始是不信的，家里的地试了一些方法都没什么起色。”十大股村的于师傅的困惑普遍存在于河套灌区大片的盐碱地上，因盐碱地而致贫的农民不在少数。金杯银杯不如老百姓的口碑，不能给老百姓带来效益的技术不能称为好技术，后期通过实际调研了解到，各综合示范区的碱土荒地经两年改良后，向日葵亩产提高400%以上，基本达到该地区葵花亩产平均水平，改良效果显著，经济效益非常可观。
杨培岭（左一）在新华镇实地考察脱硫副产物改良盐碱地现场
化控节水走出一条幸福之路
随着国家工业化进程的加快，各个领域进行交叉，取长补短十分重要，国内外已有将保水剂（SAP）、聚丙烯酰胺（PAM）和黄腐酸（FA）等制剂施用在土壤、作物的案例和技术，在水资源日益紧张境况下的今天，除了物理手段（高效节水设备）和一些软制度(灌溉制度制定、水权确权等)外，需要也一定要在其他领域上有所突破，不能“一条腿走路”。
自2000年以来，杨培岭及其团队花了大量的时间系统探究了SAP、PAM、FA等化学制剂对土壤保墒、水分运移、作物蒸腾的作用机理，以及对作物产量、品质影响规律。20多年来为化控节水技术的推广及应用倾注了满腔热血和心血，形成了土壤-植物系统水分高效利用、作物高产优质的立体调控模式，并将这种创新模式广泛应用于大田作物、蔬菜和果树的生产中，取得了突出的成果，为减贫和助贫的事业增砖添瓦。
为合理解决化学调控在农业生产的应用问题，杨培岭及其团队在北京、内蒙古等缺水地区进行大面积的推广实验，从化学制剂的施入方式、施入量、施用方法等角度，贴合当地的农业管理方式，从化学调控对“土壤-作物”系统影响机制入手，提出了面向不同气候特征、土壤类型和作物品种的多维调控模式，有效减轻了土壤结皮影响，增强了水分入渗能力，提高了土壤持水性能，调控了叶面气孔开度，减少了植物无效蒸腾，实现了作物高产优质，确保了农民受益。
杨培岭及其团队联合北京市水务局在北京市海淀、昌平、平谷、密云、怀柔、顺义、通州、大兴等地开展了一系列示范推广项目。这些项目集中在经济型果树、葡萄、温室蔬菜、西甜瓜等作物的集成技术应用研究，明晰了施用化控制剂的时效性变化和生态环境效应，为化控节水技术的推广应用奠定了理论基础和技术支撑。
在2012年，杨培岭作为主要推动人与北京市通州区人民政府合作成立了中国农业大学通州实验站，确定了长达20年的合作关系，实验站位于通州区于家务乡的通州国际种业科技园区内，实验站将产学研紧紧结合在一起，以科研教学和技术应用、示范推广为主，符合我国高等教育大众化、公平化发展趋势，努力将科研成果运用到生产实践当中。杨培岭作为通州实验站的站长，努力贯彻“科教兴国”和“人才强国”战略，坚持以立德树人为根本任务，践行三全育人理念，大力发展教育，将理论与实践相结合，切实提高研究生的学习能力，为地区发展注入新的动力，也为人才培养提供了更好平台，将实验基地建设成为集科技创新、集成示范、综合培训、科普推广于一体的农业节水科技创新服务平台，同时根据实验站业务发展需求，结合北京市都市型现代农业发展特点，积极引导相关教师、学生到实验站开展科学研究与教学实习工作。
为进一步探讨化学制剂对“土壤-作物”系统的调控机理，杨培岭主持了“‘土壤-作物’系统水分循环的化学制剂协同调控与高效利用机理及模式”自然基金项目，探究化学协同调控作用下“土壤-作物”系统水分运移规律及其高效利用机制，分析了化控制剂应用下土壤的非刚性效应、作物生理响应和“化控制剂作用效能-根际微生物群落-根系生长”的交互影响机制，提出了玉米产量最优的化学联合调控模式。项目在中国农业大学通州实验站进行试验研究，充分发挥产学研模式的带动作用，在种业园区内进行了规模化示范，促进了区域农业节水的发展。
杨培岭（左二）在新华镇实地考察脱硫副产物改良盐碱地现场
这些项目的实施，一方面促进、带动了高效节水农业的发展，另一方面提供了面向全局科学研究条件，获得了许多有价值的研究成果。同时为国家相关政策的制定提供了技术支持。特别是项目中的多个横向课题的科学研究成果，对我国北方缺水地区的水资源发展和生态农业发展与解决“三农”问题都具有重要的启示作用和指导意义。杨培岭及其团队在盐碱地改良、化控节水等方面经多年的研究，发表论文100余篇、出版专著2部、获得国家发明专利10余项。
扶贫路上，他们从未停歇
杨培岭及其团队还积极开展了面向农户和基层农业科技人员的培训和宣传工作，推动技术应用。3年间共举办培训班9次，培训840人次，通过入户宣传与基层农技站分发的形式发放脱硫副产物改良碱化土壤技术简介宣传手册5000余份，群众反响良好。
杨培岭（左二）现场指导科技人员开展土壤改良调控技术、水分和养分缓释及农药减量增效化学调控技术等工程规划设计
通过杨培岭及其团队的不断努力，以脱硫石膏为核心的盐碱土改良技术被越来越多的农户接受，也得到了政府的认可与支持。从2009年至今，五原县累计推广以脱硫石膏为主的综合改良技术11.5万亩，向日葵平均每亩增产35.2公斤，每亩效益提高171.4元，总增效益1971.1万元。2018年巴彦淖尔市通过了《484万亩盐碱化耕地“改盐增草（饲）”兴牧示范工程改良和利用规划》，脱硫石膏改良技术将会在其中起到至关重要的作用。
技术扶贫攻坚战役每天都在进行。对于长期处于“战场”一线的杨培岭来说，这“战役”甚至未曾停止过。他用他的汗水与坚守，为广受盐碱地危害的农户带来了曙光，让这片盐碱地开出了“希望之花”。他用实际行动为农业增效、农民增收、农村繁荣贡献自己最大的力量。
推介单位：北京农业工程学会
