经过治理的沙地还能种植草莓等经济作物。受访者供图
在全球荒漠化以每年5万至7万平方公里的速度扩展的今天,一场源自扬州大学的“科技增绿”正悄然改变着“沙进人退”的格局。日前,记者从扬州大学电气与能源动力工程学院获悉,该院一支青年科研团队化身“荒漠医生”,独辟蹊径地利用在沙漠中顽强生存的蓝藻,融合工业固废,成功研发出全球首创的“全固废基固碳缓释肥”。这项技术犹如为流动的沙丘编织了一层坚韧的“皮肤”,为荒漠化治理开出“中国良方”。
蓝藻为沙漠披上一层“皮肤”,改善土壤质量
“荒漠化是地球的顽疾,传统的治理方式如人工植被、机械固沙等,往往投入大、养护难,可持续性面临挑战。”该青年科研团队负责人张孟辉博士介绍,面对这一严峻的全球性生态危机,寻求一种低成本、长效益、能“自我造血”的治理新模式,成为当务之急。
如何为沙海“披绿”?团队将目光投向了自然本身。在一次次的野外考察与文献钻研中,他们从沙漠里极少数能顽强生存的先锋生物——蓝藻身上,获得了关键灵感。“蓝藻在极端干旱和贫瘠的环境中傲然挺立,它本身就是大自然赐予的治沙‘神奇药材’。”张孟辉解释道。
在实验室的微观世界里,团队成员们惊叹于蓝藻展现出的强大生命力。它们以独特的丝网状结构匍匐于沙粒之间,如同无数只微小的手,将松散流动的沙粒紧紧“抓”住。同时,蓝藻分泌的胞外多糖等物质,能在沙粒表面形成一层黏稠的胶结层,日积月累,便形成了一层暗色的、具有一定韧性的“生物结皮”。
“这层结皮,就是我们为沙漠披上的‘皮肤’。”团队骨干成员厉雨凡形象地比喻道,这层“皮肤”虽然薄,但能有效抵抗风蚀、固定流沙,其形成的微环境还能像海绵一样锁住珍贵的水分。更令人惊喜的是,蓝藻结皮能显著提升土壤肥力,相关试验中,土壤生物量可达12.72mg·g,叶绿素a含量超过1mg·g,土壤有机质和微量元素含量也得到明显改善。“更难得的是,蓝藻与固氮菌种协同作用,能持续改善土壤质量。”张孟辉说。
新型肥料让“一盘散沙”也能孕育生命
灵感源于自然,成果成于创新。该团队的核心突破在于,他们将目光投向了另一类环境负担——工业固废。通过科技攻关,他们成功将煤渣等废弃物“变废为宝”,转化为制备固碳缓释肥的基底材料。
“我们的肥料实现了固沙、保水、增肥与资源化利用的完美闭环。”团队成员详细介绍其工作原理,肥料施用于沙地后,其中的蓝藻作为先锋,迅速形成生物结皮,稳定沙丘表面;随后,包裹在固废载体中的营养元素开始缓慢释放,为后续引入的沙生植物或作物提供持久养分;待植物根系逐渐发育,便能与蓝藻结皮协同作用,进一步促进土壤团聚体结构的形成,最终让“一盘散沙”变成能够孕育生命的“土壤”。
在团队的试验基地里,这项技术的“魔力”已肉眼可见。施用该肥料的沙化田地不仅固定了流沙,还能种植出草莓、多种蔬菜等经济作物。令人振奋的是,这些作物的产量与品质,已与普通耕地所产相当。这标志着,荒漠化治理不再仅仅是投入性的生态修复,更是一条能够产生经济效益、助力农民增收的可持续发展之路,真正实现了“点沙成金”。
2024年以来,这群“荒漠医生”从实验室到无垠沙海,开展了一场“科技长征”。目前,该团队攻克了工业固废制肥、缓释肥固碳等关键技术难题,将煤渣废料变废为宝,研发出兼具土壤改良和固碳双重功效的新型肥料。
“我们不仅要为荒漠化治理‘开方治病’,更要确保疗效持久。未来将继续优化配方,扩大应用范围,让更多荒漠重现绿意,在风沙与绿洲的博弈中,书写人与自然和谐共生的新篇章。”该团队指导教师、扬州大学副教授齐永锋表示。
通讯员 金秀平 记者 乔云