编者按：十九大报告指出：创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。加快建设创新型国家，要突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑。创新如何驱动中国爬坡过坎？哪些创新成果可能会改变我们的未来生活？从今天（12月25日）开始，中国之声推出特别策划《创新中国，透视未来》。今天播出第一篇《点沙成土》。
央广网北京12月25日消息（记者刘飞 见习记者王雪洁）据中国之声《新闻纵横》报道，千百年来，人类面对沙漠严酷的自然环境，有时不禁幻想，当中会出现大片绿洲。不过，最近听说有种方法，真能让沙子瞬间成土，后续还能种出植物来。听起来很像是天方夜谭？记者专程赶往乌兰布和沙漠一探究竟，真是“点沙成土”这么神奇吗？
在北京飞往内蒙古乌海市的飞机上，透过舷窗，已经可以看到大片黄沙。这次要去的乌兰布和沙漠是我国八大沙漠之一，总面积约1万平方公里。乌兰布和在蒙古语里的意思是“红色公牛”，可见它的威力。
在2016年和2017年，重庆交通大学的一支研究团队先后在乌兰布和沙漠进行了25亩沙漠土壤化种植试验和4000亩中试种植试验。沙漠土壤化，这就是咱们要一探究竟的“点沙成土”。
村民开始也提出质疑，“一开始来了说是‘沙变土’，我说你吹牛吧。沙子变土？我就没听说过。我们过去也去推沙子种地，不行。没十来年哪能种成东西？”
现在是我国北方的冬季，记者到了试验地，这里的确站着干枯了的草和农作物。研究人员说，4个月前，黄沙之上是一片绿色。
脚踩在试验地上，能够感觉到比较瓷实，不像踩在沙山上那样松软、往下陷。这是记者的感受。而该项目研究人员、重庆交通大学沙漠生态研究院副院长赵朝华说，在他们的研究中，看到的是沙子和土壤在力学上的区别。自然界中的土壤晒干了之后，就像这种块状。在力学上，将它称作为“固体状态”。但是它有水之后，称为“流变状态”。固体状态砸成小块，这个破坏是能够得到修复的——下了一场雨，它又可以回到这种状态。有这样一个稳定的往复循环，土壤的板结就是从固体状态难以回到流变状态。另外一种是土壤的沙化，就是它之间没有约束力，不能结合成团。
他们的研究认为，从力学上看，土壤有自修复和自调节这两个生态属性。
土壤之所以能够生长植物，很重要的就是能够改变土壤颗粒之间的排列顺序，来适应植物根系形状和体积的改变。这样才能不会像沙子一样，被植物的力量冲散，或者像混凝土那样堵住植物根系的路。
如果原理是这样，那么土壤又是如何获得这些技能的呢？按照该研究项目给出的定义，土壤颗粒之间存在一种万向结合约束，这是沙子没有的。赵朝华说：“土壤颗粒之间始终有一个恒定的力拥抱着土壤颗粒。只要在沙子颗粒之间加入这种万向结合约束力，沙子的力学状态就会改变。”
那么，在这个项目中，沙粒间的万向结合约束从哪里来？我们去做个实验：一盘乌兰布和沙漠的沙子，加入白色粉末，加水搅拌混合。这样一来，会发生什么？
赵朝华介绍，实现手段上来说，加入这个约束材料之后，有点像稀泥的状态。它干了之后就是块状。水可以保留相当长的时间。做了一个对比，如果没有加约束材料，常规的沙子很快就把水份流走了。
实验中掺入的白色粉末就是研究人员所说的约束材料，是这个团队研发的一种水溶性植物纤维粘合剂。
粘合剂钻到沙粒之间后，通过它的“左拥右抱”，一颗沙粒就可以沿任意方向和另一颗沙粒接触。这也就是该研究所定义的，颗粒之间存在的万向结合约束。
赵朝华表示，“以前我们更多的是从水分、养分、空气、滋生微生物的角度去认识土壤。从力学的逻辑思维角度来看，土壤就是一个功能材料，它有满足植物生长载体的功能。有了这样的力学性质之后，它的一些生态属性也会体现出来。”
因为这次时节不凑巧，记者没能看见在沙漠试验区域长出的沙生植物和农作物。只能通过影像资料看看当时所种植的蔬菜瓜果。现在在基地办公室里，倒是还摆着一颗没切开的西瓜，研究人员偶尔也会抓起一把瓜子儿嗑起来。这两样，都是试验地里结的。
不过，想着沙土里加过粘合剂，这瓜子儿记者暂时还不敢吃。
赵朝华：要考虑到它的应用涉及到环保性的问题。我们尝试着从植物里面，添加材料进行了一个检测……
记者：游离甲醛是有的？
赵朝华：有，但是标准值是100，要远远小于这些标准值的。大部分值是没有检出来的，像这些重金属、挥发性有机物都没有检出来。
记者：这个植物中提取之后还是要加一些其他的东西，是吧？
赵朝华：有个加工过程，用土壤的标准来检测，反正全部都是合格的。我们非常重视环保的问题。
据他们测算，按20cm厚度改造，一亩沙漠“土壤化”大约花费2000-5000元。该项目后续还将继续观测一系列数据，包括对水资源和对环境的综合评估。
赵朝华说：“我们要做的只是把以前由于人类活动带来的沙漠扩张的部分转过来。不是说我们有这样的技术之后，世界上的沙漠就消失了，那是永远都不可能实现的。”
创新力评估
从力学原理到防沙治沙的应用场景，这项研究算得上是“跨界”。这算得上是它的创新之处，但据了解，就此的争议也不小。
首先，固沙效果怎么样？中国林科院荒漠化研究所研究员杨晓晖目前的评价比较审慎：“不会再风一吹就起沙，治理之后可能就保持在原地了，但它本身并没有变成土壤。有可能是一种可行的治沙技术，我不敢说它是一种好的治沙技术。”
沙子有了土的力学性质，就真成“土壤”了吗？能盼着它像良田一样产出吗？重庆市农业技术推广总站研究员李伟认为，创新点就是把过去不能种庄稼的沙变成了能够种植物的栽培基质。但是土壤最核心的一点就是自身有生长能力和肥力。因此有机质怎么增加是一个很关键的问题，“比如，秸秆最后返还到土壤里面，它要在一定的温度、湿度的条件下，通过土壤微生物的活动把它分解，变成有机质。但是，在沙漠里，能不能够形成有机质，目前没有看到它相应的报道，不清楚。所以它要形成稳定的生产力，还要在这方面做大量的工作。”
研究人员说过，这项技术是希望因人类活动而退化的沙化地不再扩张，不是要把沙漠统统变良田。
那么，它能否广泛地应用到沙漠中？中科院沙坡头沙漠试验站研究员张志山从沙漠生态角度出发，提出这项研究要持续关注在沙漠中大面积种植农作物而可能带来的负面生态影响。“沙漠里缺的不是土，缺的是水。西北干旱区这么大面积只能养活4%的绿洲，主要受水分限制。它变成农田了，这个地方用水了，那些绿洲就没水可用。其他老绿洲会不会退化？如果做实验是可以的，如果种固沙植物，不能规模太大。”
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