把沙漠變成土壤

好奇鬼/江欣雨 圖/白 廷

聽到“沙漠變土壤”時(shí)，你是不是覺得這是天方夜譚？

聽到“沙漠里長出蔬菜水果”時(shí)，你是不是覺得這是無稽之談？

不不不，這一切都是真的。在我身邊有一位科學(xué)家，他用科技的力量，把沙漠變成了肥沃的土壤，將神話變成了現(xiàn)實(shí)。讓我領(lǐng)著大家一探究竟吧！

治理沙漠是個(gè)大難題

沙漠不僅占地面積大，還常常“吞噬”良田，讓土壤沙漠化。我國是世界上沙漠化最嚴(yán)重的國家之一，沙漠面積占國土面積的18%。這些土地如果用來種糧食，能養(yǎng)活多少人呀！

要治理這廣袤的沙漠，可真是一個(gè)令人頭痛的難題。人們一般用三種方法來治理沙漠。

尋找“點(diǎn)沙成土”的密碼

在我媽媽工作的重慶交通大學(xué)，有一位研究力學(xué)的科學(xué)家——易志堅(jiān)爺爺。在研究顆粒物質(zhì)力學(xué)的過程中，易爺爺發(fā)現(xiàn)，和沙子不同，土壤存在兩種狀態(tài)：在水分很多時(shí)，它像面糊一樣能流動，這個(gè)時(shí)候的它就是“流變狀態(tài)”；而在干燥時(shí)，它又呈現(xiàn)出固體狀態(tài)。土壤為什么會發(fā)生這種性狀改變呢？這是因?yàn)橥寥李w粒之間存在一種相互作用的“約束力”。

這種約束力，讓土壤具備自我修復(fù)的功能——在干旱時(shí)裂開，吸收水分后又能很快恢復(fù)。擁有“金剛不壞之身”的土壤也由此成了植物的安全港灣，能夠讓其扎根生長。

1工程固沙，也稱物理固沙，就是人工設(shè)置沙障來阻止沙子的流動，比較常見的是麥草方格。在敦煌莫高窟的崖頂，人們將麥草扎進(jìn)土里，形成一個(gè)個(gè)四周高、中間低的麥草方格沙障，以防止沙子侵吞這寶貴的世界遺產(chǎn)。

看著眼前的土壤，易爺爺突發(fā)奇想：有沒有一種“約束力”，能讓松散的沙子變得像土壤一樣具有黏性呢？

于是，易爺爺一頭扎到尋找“約束力”的研究中。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，易爺爺帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，從植物中提取了一種植物纖維素黏合劑。把它和水一起加入到沙子中，揉捏幾十秒鐘后，神奇的事情就發(fā)生了：沙子從金黃色變成了深褐色，摸起來很有黏性，竟然不會從指縫間溜走了。

在沙子上種植物

這種黏合劑就成了沙子顆粒間的“約束力”，它像魔法藥水一樣，能把沙子變成土壤。接下來，是不是可以在上面種植物了呢？說干就干，易爺爺在校園附近找了塊地，開始栽種。

他們先在地面上鋪了一層約30 厘米厚的碎石，然后鋪上約30 厘米厚的沙子，接著把“魔法藥水”和沙子混合均勻，鋪在最上面，約15 厘米厚。最后，他們在這“土壤化”的沙子上種植了玉米、紅薯和油菜。

那一年，“土壤”經(jīng)受住了重慶暴雨和高溫的考驗(yàn)：暴雨的沖刷沒有把沙子打回原形；高溫的烘烤也沒有讓“土壤”開裂變回沙子。易爺爺悉心照顧植物，大獲豐收。

這塊地一種就是三年。令人驚喜的是，接下來的兩年不再需要往沙子里加入“魔法藥水”，沙子仍然像土壤一樣可以種植物，真是一勞永逸呀！

征服大沙漠

經(jīng)過三年的試驗(yàn)，2016 年，易爺爺覺得時(shí)機(jī)成熟了。他帶著科研團(tuán)隊(duì)來到內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠，準(zhǔn)備在這里大干一場。

烏蘭布和沙漠平均海拔1 100 米，降雨量少，是我國最難治理的沙漠之一。易爺爺之所以選擇這里，是因?yàn)闉跆m布和沙漠靠近黃河，地下水資源豐富，方便灌溉。

選定一塊大約兩個(gè)足球場大小的沙地后，易爺爺他們在沙子中按比例加入“魔法藥水”、氮磷鉀復(fù)合肥和水，通過攪拌機(jī)攪拌均勻后，再將混合物以平均10 厘米的厚度鋪在沙漠表面。

“萬事俱備，只欠植物”。波斯菊、小麥、玉米、向日葵和沙棗樹等50 種不同的植物開始在這里扎根，易爺爺還為它們安裝了霧化噴灌系統(tǒng)。

幾個(gè)月后，這片沙漠中出現(xiàn)了郁郁蔥蔥、瓜果飄香的喜人景象。蝴蝶、螞蟻、鳥、田鼠和青蛙等小動物也在此安家，狐貍和獾甚至也來造訪。這塊地形成了一個(gè)小型的生態(tài)系統(tǒng)。

這次成功的試驗(yàn)，堅(jiān)定了易爺爺和團(tuán)隊(duì)的信心。之后，他們擴(kuò)大了種植面積，將這種“魔法藥水”灑向新疆塔克拉瑪干沙漠、中東沙漠和非洲撒哈拉沙漠等地，把近20 000 畝的沙地變成了生機(jī)盎然的土地。

手握“點(diǎn)沙成土”的“科學(xué)密碼”，易爺爺做了一件改變地球的大事，這就是科學(xué)家的魅力。小小的科學(xué)夢，從此種在了我的心里。