讓沙漠土壤化的科技先鋒

陳呈

“土地沙漠化，這大多數(shù)人都聽過?？缮衬寥阑懵犨^么？”

2016年9月初的一天，眾多新聞媒體將閃光燈和話筒對(duì)準(zhǔn)了重慶交通大學(xué)的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)。

其中一篇英文報(bào)道，吸引了澳大利亞和以色列業(yè)內(nèi)人士的目光。

9月底，團(tuán)隊(duì)核心成員趙朝華飛赴北京，受邀為這群外國來賓講解項(xiàng)目。

“目前，世界各地的治沙方案不少。但這次我們的粘合劑是讓沙地向土壤轉(zhuǎn)變，而不只是阻止沙漠移動(dòng)到某處，不需要土地硬化，也沒有化學(xué)治沙污染土地的‘副作用’。我們用力學(xué)原理，不但可以解決沙害，還可以向沙漠要土地?！?/p>

“我們國土的很大一部分都是沙漠，你這個(gè)技術(shù)太重要了?！蓖鈬鴣碣e興奮地說。

七年磨一劍，一柄治理沙漠的科技利劍已經(jīng)出鞘。

理論破冰

17世紀(jì)中葉的一個(gè)夏日，24歲的艾薩克·牛頓在蘋果樹下乘涼，忽然，一個(gè)蘋果掉下來，砸到他的頭上。他摸了摸被砸痛的地方，突然產(chǎn)生了一個(gè)疑問：是什么力量在把蘋果拉向地面？循著這個(gè)疑問，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。

2009年的一個(gè)夏日，重慶交通大學(xué)力學(xué)教授易志堅(jiān)向趙朝華等學(xué)生提出一個(gè)問題：“你們想過沒有，砸中牛頓的那個(gè)蘋果，是什么約束著它，讓它在成熟之前一直沒有掉落？”

易志堅(jiān)的學(xué)術(shù)生涯始于斷裂力學(xué)研究。一個(gè)簡單的逆向思維，讓他的研究團(tuán)隊(duì)開始了新的頭腦風(fēng)暴。

剛帶學(xué)生做了路面新材料研發(fā)項(xiàng)目的易志堅(jiān)，首先想到了腳下的土地。

“物質(zhì)的顆粒約束決定物質(zhì)的狀態(tài)”，這是否也是土壤將植物根系固定在其內(nèi)部生長的關(guān)鍵原因？

為了排除其他影響因素，趙朝華和其他學(xué)生嘗試在磚頭、沙地里播種，同樣施肥、澆水，提供日照。

時(shí)間在流逝，可磚頭、沙地里一點(diǎn)動(dòng)靜都沒有。

“是‘萬向結(jié)合約束’力量的強(qiáng)弱，決定了土壤比一般沙地更能固定植物?！币字緢?jiān)得出結(jié)論。

好的理論不應(yīng)只是紙上談兵，而是能解決現(xiàn)實(shí)難題。這是易志堅(jiān)做科研項(xiàng)目的初衷。

一天，易志堅(jiān)和學(xué)生趙朝華一起外出辦事。

一道靈光閃過，易志堅(jiān)突然停下腳步，迫不及待地對(duì)趙朝華說：“沙漠化治理在當(dāng)今世界是個(gè)‘老大難’問題，我們能不能做出一種新材料，增強(qiáng)沙粒之間的約束力，使其擁有土壤內(nèi)部的力學(xué)狀態(tài)？”

只有靈光一現(xiàn)還不行，理論要完善，需要經(jīng)過長時(shí)間打磨。那段時(shí)間，易志堅(jiān)辦公室的燈常常半夜以后還亮著。

校內(nèi)潛行

“好了！終于不再是一盤散沙了！”

滿足了雨水和高溫等極端環(huán)境的適應(yīng)條件，粘合劑算是有了雛形，可以讓沙子在流變狀態(tài)和固體狀態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換了。

但可以固定住植物，并不等于植物可以生長得很好，還需要露天種植實(shí)驗(yàn)。

“植物生長周期本來就長，不申請(qǐng)立項(xiàng)了，直接開始吧，后期再申請(qǐng)專利?！?/p>

易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)的路越走越另類：“我們擺脫了他人的理論框架，也不能被一些不必要的程序給拖住腳步。”

選擇了獨(dú)自潛行，一切就全靠自己了，團(tuán)隊(duì)成員立馬開始四處尋找實(shí)驗(yàn)用地。

2010年初，趙朝華的足跡已經(jīng)踏遍了校園的犄角旮旯。

“您這實(shí)驗(yàn)室背后的空地不用吧？”征得同意，團(tuán)隊(duì)成員第二天就拿著鏟子開荒去了。本來是傾倒垃圾的校園邊緣地帶，全被種上了草。

“你們這個(gè)實(shí)驗(yàn)還真是有點(diǎn)怪呢！”交通大學(xué)里的清潔工人見慣了“寸草不生”的道路實(shí)驗(yàn)，乍見師生們蹲在一方整齊的草地邊搗鼓，覺得很是新奇。

20平方米遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，趙朝華又找來花盆、臉盆，甚至在自家一樓門前的空地上也撒上了草種、樹種。

從最開始的草，到后來的水稻，在四季輪轉(zhuǎn)中，在上百種植物種植過程中，粘合劑被不斷調(diào)整，慢慢接近最佳狀態(tài)。

2013年，趙朝華門前的樹已經(jīng)長到跟二樓一樣高了，易志堅(jiān)帶著粘合劑的相關(guān)材料去重慶市知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)專利。

“項(xiàng)目要想從容前行，專利是一把至關(guān)重要的保護(hù)傘?！?/p>

一些學(xué)生這才明白，原來之前“先試驗(yàn)后論文”的校園潛行，除了對(duì)項(xiàng)目結(jié)果負(fù)責(zé)，也是合理保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新的一種方式。

2015年秋，在重慶交通大學(xué)校園的偏僻角落里，那些曾經(jīng)的小沙地已經(jīng)成了植物和昆蟲自在生存的小小王國。

“是去沙漠進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)的時(shí)候了?！币字緢?jiān)說。

走進(jìn)沙漠

2016年春節(jié)后，內(nèi)蒙古阿拉善盟的烏蘭布和沙漠邊，凜冽的西風(fēng)刮過黃河上空，沙粒紛紛揚(yáng)揚(yáng)下墜。

“你們終于來了！”烏蘭布和生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)示范區(qū)的負(fù)責(zé)人緊緊握住趙朝華的手。

這支從重慶遠(yuǎn)道而來的科研團(tuán)隊(duì)，將與示范區(qū)簽訂沙漠土壤化恢復(fù)試驗(yàn)的協(xié)議。

“黃河有85公里穿過烏蘭布和沙漠。不只是水土流失問題，這里的治沙成敗將在很大程度上影響下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全?！必?fù)責(zé)人的話帶著深深的憂慮。

“這正是我們項(xiàng)目存在的理由，我們會(huì)盡快開始試驗(yàn)?！壁w朝華說。

5月20日，趙朝華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在烏蘭布和生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)示范區(qū)里的試驗(yàn)地駐扎一個(gè)月了。

他們將粘合劑加入沙地?cái)嚢韬?，棕褐色的土壤和周圍金黃色的沙地形成了鮮明的對(duì)比。

附近的水井也終于建好，這樣一來，就可以開始播種了。

一周后，草種萌芽了，這在趙朝華的預(yù)料之中。

7月10號(hào)，團(tuán)隊(duì)成員打開房門，習(xí)慣性地眺望著不遠(yuǎn)處的試驗(yàn)地。

一片青蔥中，星星點(diǎn)點(diǎn)的紅黃藍(lán)紫闖入所有人的視野。

“開花啦！沒想到才幾個(gè)月，這些植物的長勢就這么好！”趙朝華顯得很興奮。

在25畝試驗(yàn)地里，玉米、小麥、瓜果、蔬菜、向日葵、牧草等70多種植物正茁壯成長，呈現(xiàn)出蓬勃生機(jī)。

9月的一天，趙朝華拿著工具去實(shí)驗(yàn)區(qū)測量作物產(chǎn)量和長勢。

比劃著，測算著，趙朝華發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新現(xiàn)象：“用力學(xué)方法改造后的沙地，竟然比普通農(nóng)耕地的產(chǎn)量更高。”

“植物生長具有更深刻的生態(tài)力學(xué)原理蘊(yùn)藏在里面。”易志堅(jiān)和團(tuán)隊(duì)成員已經(jīng)開始了新的思考。

治沙思路已被拓展，易志堅(jiān)團(tuán)隊(duì)的科研之路仍在不斷延伸。

從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化，治沙粘合劑未來還會(huì)走得更遠(yuǎn)。