沙漠土壤化团队从不害怕挑战，他们从荒漠边缘到腹地深处一点点探进，在黄沙与绿意之间，探寻着人类与自然永恒的平衡。

沙变土，听上去似乎像水变油一样“荒谬”。可这并不是一场“闹剧”，而是重庆交通大学沙漠土壤化团队，潜心研究十几年的成果：成功完成沙漠生态恢复建设一万亩，使沙漠变成了绿洲，长出了庄稼。

我国的沙化土地有173万平方公里，如果仅改造其中1%，就可新增2600万亩可利用土地。在人均耕地少，耕地后备资源不足的背景下，广阔的沙漠似乎成了亟待开垦的“耕地储备资源”。但先别急着乐观，沙漠是否可以无限制开发？保护自然景观跟遏制荒漠化又该如何平衡？就像每一个伴随着质疑前进的重大发现，沙漠土壤化技术从诞生之初就面临着一系列亟待解决的问题。但这支团队从不害怕挑战，他们从荒漠边缘到腹地深处一点点探进，在黄沙与绿意之间，探寻着人类与自然永恒的平衡。

就像传说中牛顿从掉落的苹果中发现万有引力定律一样，团队负责人、力学教授易志坚是在研究一种新型聚合物水泥混凝土路面时，发现颗粒物质加了黏结材料后，会出现流变状态。于是在2008年，提出了沙变土的设想。

“主要还是思维方式的转变，意识到固体也是颗粒物质的一种，它成为固态只是因为颗粒被约束住了。从而可以推论出，颗粒物质可以变成固体或者液体。”易志坚说，“当时我意识到这一点后，激动地把手使劲儿一拍，结果手麻了好几天。”

他一直说，土壤其实天然具有两个生态力学属性，一是自修复，二是自调节。所谓自修复，就是固体状态下的土壤会裂开，通过吸收足够的水分，变成流变状态，把裂纹修复得无影无踪，这就是为什么自然界能够生生不息的一个原因。而自调节属性，说明土壤能够自己调节颗粒排列，可以通过不同的颗粒排列而改变自己的体积、形状，但土壤的性质却不会随之变化。这样一来，土壤的颗粒物质之间可以存储水分、养分、空气并滋生微生物，从而让植物根系扎进去，这是保证植物在土壤中生长的关键。

当时的易志坚面临两种选择，一是沿着原来的研究道路继续前进，当时他在做的新型聚合物水泥混凝土路面的影响力很大，水泥摔不坏、砸不坏，已经在全国开始推广。如果去做沙变土，则是一条前途未卜的路。“但当时就觉得这个如果做成了，意义特别重大，所以还是选择了去走这条新路。”

“那时候就不担心设想没法变成现实吗？”

“搞力学的相信原理。只要原理对了，环境不同只是参数不同而已，怎么可能会失败？”

选择了一条没人走过的路，不仅意味着从头开始，也意味着要经历更多的困难。从提出设想到技术实现关键突破，又过了五年时间。

在进一步的研究中，易志坚团队发现，土壤颗粒间存在一种约束关系，约束下的土壤颗粒体，既有一定的柔性，能够保水、保肥和透气，为植物根系生长提供弹性空间，又有一定的刚性，使之能够“抱住”植物根系，维持植物稳定。“当时我就联想到，土壤和沙子之间的区别就是有没有这种约束关系。”

在这个理论基础上，易志坚想到可以通过颗粒物质的约束，实现从沙子到土的转变。具体方法则是在沙子中加入一种约束材料，使沙漠具有土壤的力学状态，干的时候是固体（干土团），湿的时候则为流变体（稀泥巴），两种状态之间可以自由转换。“所以这项技术并不是真的让沙漠变成土壤，而是让沙子成为植物的载体。加了约束材料后的沙子之间产生了结合力，能够存住水分、养分和空气，作物能够生长。”

2013年，团队研发出一种植物纤维素黏合剂，上述设想终于变成了现实。“这种调理剂是从植物里面提取后，并进行了力学上的改性，是一种环保无污染的材料，不会对自然环境产生危害，甚至是可以食用的。用了这种材料长出来的东西，也都通过了国家绿色食品认证。”易志坚说。

当技术在实验室里变得成熟，团队不想只是拿课题，发论文，甚至他们在很长一段时间里都没有论文发表，因为他们的目光不只局限在实验室的方寸之间，而是看向了我国无边无垠的广阔沙漠。“只有真的把沙漠改造成功，这项技术才算有了生命。”

团队还发现，这项技术对沙子没有特殊要求，“比如沙漠里沙子有粗有细，我们做的试验显示，沙变土基本都没有问题。”易志坚表示，团队甚至用河流中的沙子进行过试验，同样可以变成土壤。

既然这样，那么所有的沙漠都可以施展拳脚，那既然要推广，就从最艰难的地方开始吧。“最难啃的骨头都能啃下来，其他的就都不是事儿了。”于是，他们把目光瞄向了1500公里外的乌兰布和沙漠。

“乌兰布和”，在蒙语里是“红色公牛”的意思，表达了这片沙漠极强的流动性。这里在西汉年间还是沃野千里，唐宋时期明显沙化，“沙深三尺、马不能行”，而今已是一片寸草不生的流动沙漠。乌兰布和沙漠位于内蒙古自治区西部，东近流经此处的黄河，西至一处名为察汗布鲁克的盐池。这片总面积约1万平方公里的沙漠是挨着水的，而它的恼人之处也正是在此。

在过去，乌兰布和沙漠是黄河冲积平原上的一片草原。而现在，它每年要向黄河流域直接输入一亿吨泥沙，是单位长度内使黄河水含沙量增幅最大的地区之一。并且，它还在扩张中，每年平均东侵8.7米，向黄河输入的泥沙也在逐年增加。

团队副研究员李亚记得，“刚来的时候，满眼一点绿色都看不到，也没有路，都是些泥巴渣土路，水、电、网络等生活设施更是一个都没有。”一群土生土长的南方人初来乍到，适应气候就是个大问题，鼻子干得天天流鼻血，只要一出门，眼睛、鼻子、耳朵里就都灌满了沙子。“漫天的风沙刮得到处都是，连个躲的地方都没有。如果刮一晚上风，我们住的房屋门口就能垒起一座一米高的沙丘。”

但这群人硬是在这里扎了下来，改造起了沙漠。但让沙漠具有土壤属性只是第一步，让沙漠上长出庄稼才是最重要的。但即便是当地和沙漠打了几十年交道的人，也不相信易志坚他们能把作物种活。“我从1985年开始就在治沙站干，沙漠里面种上树之后，树根本不长，必须得年年施有机肥，灌黄河水，弄个十年八年的，树才能活。”乌兰布和沙漠基地工人张国民说。

大自然更不会因为他们是初学者就善待他们。顶着重重压力，一帮力学背景的人来搞农业生产，一开始也是闹出了不少乌龙。2016年的时候第一次播种，一颗芽没发，大家都傻眼了。他们将沙子和约束材料搅拌好，再用手推车运到基地铺满，然后忙着播种，每个人都晒爆了皮，嘴唇也裂出了血——辛苦倒不怕，可就是想不通，到底哪个环节出了问题？

幸亏有当地的农民点拨：你们播种的季节不对！边疆春迟，播种播得太早了。团队熬到5月中旬，再次播种玉米、高粱、大豆、葵花、小米、苜蓿……结果奇迹发生了，种啥长啥。为了摸索出哪种植物能在沙漠中更好地存活，他们一口气种了70多种植物。刚种上的苗，沙尘暴一来就全给刮倒了，只能赶紧补种。但慢慢地他们发现，作物远比想象的更有韧性。春去秋来，夏耘冬藏，点点新绿，就逐渐覆盖了这片一望无际的黄沙。人们的生活和心情，也伴着这些改变逐渐好转起来。第二年，种植面积就扩大到4000亩，拖拉机带着旋耕机，搅拌播种同步完成，效率从每人每天几分地提高到了一天50亩。

走出实验室的第一步成功了，但这支团队还要走向更广阔的沙漠，进行大范围的产业化推广，让这项技术在更多的场景落地。“主要就是提供技术服务，比如服务有沙漠治理需求的企业和政府。”李亚举了几个例子，一些光伏企业，要在光伏板下做绿化。然后团队就开始进行沙漠改造和种植管理。或者是某地草原退化成沙漠后，当地政府让团队去恢复生态。

“改造完沙漠不就行了吗？为什么还要进行种植管理？”

“因为需求方判断沙漠是否改造成功的标准，就是看地上长出的植物好不好。”

“那沙漠是否可以无限制开发呢？”

“我们的目标就不是‘消灭’我国所有的原生沙漠，毕竟沙漠也是一种资源，也是自然环境的一部分。我们的目标是遏制荒漠化，比如恢复被沙漠覆盖的土地资源，让人们可以重新利用起来。”

易志坚有一个目标，希望利用自己的技术成果改造我国1%的沙化地，换来2600万亩的可利用土地。但要想实现这个目标，所需要的人力物力以及资金实力，就超出一支科研团队的承受范围了。在重庆市政府的牵头下，易志坚团队跟重庆明进建设集团有限公司取得联系，后者在工程建设上有着比较丰富的经验。

2022年，他们决定挑战库布齐沙漠中的重沙地，也是流动性最强的地方——内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗辖区内的沙漠。“一般的沙漠上还会长点小草，但是重沙地上是‘一毛不拔’。”杭锦旗吉日嘎朗图镇党委书记杨恒说。

同样的场景似乎又在上演。“一开始农民根本就不相信沙漠里能长出来庄稼，能把沙漠遏制住就不错了。”在杨恒的记忆中，当地治沙都是用传统的草方格技术，先用草方格把沙固定住，再在里面种上沙柳、菱角籽等耐旱作物。这种方法，植物的成活率很低，农民也几乎没有什么收益，根本没有听说过什么“一次改造，终生有效，农民受益”的沙漠改造技术。“所以农民把地流转给他们做试验的时候就很痛快，因为这沙地在农民眼里就没任何用处。”

当同样的奇迹再次上演，这片地也变得“金贵”起来。“我们村集体以每年每亩30元的价格从农民手中流转过来，每年再递增20元的分红。而且随着效益越好，村集体给农民的分红力度也会越大。”杨恒说，此外，村集体还租赁给科研团队一些农用机具，一年的租赁费就能有34万。科研团队还雇用了一些周边的农民从事沙漠改造以及改造后的种植等工作，一个月的工资至少给7000块钱。除了收入增多，农民最直观的感受就是环境变好了。跟基地紧挨着的黄介壕嘎查村，以前每年都被黄沙侵袭，现在冬春季节刮风，都没有沙尘了。

当团队终于可以松一口气的时候，质疑却接踵而来。

新技术在现行理论中找不到支撑，会不会是“伪科学”？沙漠常年干旱，是不是不需要黏合剂，只要浇够水就能长植物？“沙漠土壤化”改造后的土地种植作物仍然需要浇水，是否不适用于本就缺水的沙漠？添加的材料有没有污染？改造成本会不会很高，是否具备推广价值？沙漠是地球自然生态的组成部分之一，把沙漠全部变成绿洲会不会是一种破坏生态的行为？

“找不到现行理论支撑正是其原创性、突破性的表现，而不应该成为对其的限制。”这是在2021年“沙漠土壤化关键技术与生态治理示范工程”成果评价会上与会专家们的共识。

至于用水问题，沙漠地区的自然土壤，如河套平原，也同样干旱少雨，当地种植农作物同样需要灌溉。“那么为什么在‘沙漠土壤化’地里用更少的灌溉量、产出更多的作物，却要受到苛责？”易志坚说，“沙漠土壤化”技术解决的是沙子难储水的问题，换个角度看，也是在探索一种土地与水资源的合理利用方式。

多个基地的种植情况表明，作物灌溉量比周边农地或农牧业生产用水限额低20%以上。“若是在沙漠地区种植耐旱植物，或在若尔盖草原沙化区和拉萨市郊沙化带等降雨量正常的地区，改造后则只需在播种时浇水，后期无需灌溉。”易志坚说，这是因为土壤化后，土壤形成“上紧下松”的“倒装结构”，植物的根系可以自由生长，从而长得又多又长又细密，这样植物可以在更不利的水分或者养分条件下，反而吸收利用得更好。而且土壤的适用性也更加广泛，可以针对不同的作物来调节土壤性能（比如有的作物喜欢松散的土壤，有的喜欢结实的），实现不同作物土壤类型的定制化，从而精准添加土壤养分。相比之下，自然土壤则是上松下紧的结构，上面是腐殖层或者耕作层，下面是泥土，越往下越紧，根系不可能扎得很深，或者长得很茂密。因此，沙漠土壤化的作物产量也普遍比自然土壤提高30%以上，部分作物产量甚至可提高两倍以上。

经第三方测产，全国平均亩产不超过5000公斤的萝卜，在沙漠土壤化试点项目中平均亩产13699公斤；全国平均亩产324公斤的高粱，在试点项目中平均亩产789公斤；而全国平均亩产1290公斤的土豆，则在试点项目里平均亩产7006公斤……

环保方面，李亚解释道，经权威机构多次检测表明，添加材料不含任何有毒有害物质；“土体”、水体和大气环境全部符合国家绿色食品产地认证标准；申请的10多种农产品全部获得国家绿色食品认证。

成本方面，若用于农业种植，改造成本约为每亩1500元至3000元，若只是生态恢复成本则更低，且一次改造长久有效。传统的草方格治沙成本虽为每亩1000余元，但4到5年后就会风蚀腐烂，甚至腐烂前就被流沙覆盖，因此需要重复投入固沙成本，且无经济效益。

“投资是需要一定成本，但最终也会盈利。我们公司目前已经实现了盈利，库布齐沙漠基地种出来的牧草、黄豆等农牧产品，产量高，品质非常好，因此价格也好。”重庆明进建设集团有限公司总裁邹贤明举了个例子，以前库布齐沙漠地区的燕麦草长得又黄又瘦，现在看上去，都成了一片绿色的海洋。此外，还有很多节省成本的办法，比如将复合肥改为过磷酸钙长效肥，就可以节约一笔很大的费用。

在乌兰布和沙漠基地里，最让易志坚自豪的是一片布满荒草的改善田地。这片地距离试验田的入口有两公里，布满了质感粗粝的耐旱植被。试验田经常有很多人来观光学习，但没人对这片荒草地感兴趣。更多的人会被基地里连片金黄的向日葵花吸引目光，会对沙地萝卜的清香口感赞不绝口，或者对脚下青绿色的土地感兴趣：“这是因为地上长了青苔，也叫生物结皮，这表明改造后的沙漠已经具备了土壤的特性，且性能良好。”易志坚解释道。

总之，很少有人意识到这片荒草地意味着什么。经过“沙变土”的力学改造后，2017年，易志坚团队在这片土地里种上了十几种耐旱的“野草”，比如沙打旺、柠条、梭梭、沙鞭草等等。第一年浇水，从第二年开始则完全让它们自然生长。8年过去了，易志坚没想到，这些野草在年均降雨量只有100毫米的地方越长越旺，将沙漠变成了绿洲。这似乎也是一个天然的试验对照田，这块绿洲周围全是未经改造的沙漠，绿洲中的种子也会随风飘落到沙漠中，但是同样的降水、光照等自然条件下，沙漠依然寸草不生。

虽然这块“绿洲”每年也会有很多植被死掉，但“野火烧不尽，春风吹又生”，这生生不息的生命力，似乎象征了技术应用的广阔前景。因此，这片最不起眼却又最神奇的地方，也是易志坚最得意的地方：一次改造，永续生长。或许这片神奇的绿洲，会将这片绿色和经验继续扩大、蔓延、生长，随之传播的，还有易志坚团队始终坚持的理念：不是一鸣惊人和吸引眼球，让自然保持自然，才是最终的目标。

农民日报：https://szb.farmer.com.cn/nmrb/html/2025/20251028/20251028_8/nmrb_20251028_13141_8_1982924070774214775.html