彩云之南紅土地的守護人
——記云南農業大學資源與環境學院張乃明教授

本刊記者 張春壯

彩云之南紅土地的守護人
——記云南農業大學資源與環境學院張乃明教授

本刊記者 張春壯

在彩云之南，有一片神奇的低緯度高原。這里地形地貌十分復雜，氣候類型豐富多樣，幾乎所有的氣候類型在這片土地上都能找到，這一切都使其成為從事農業資源與環境研究的理想之地。

從中國農業大學獲得博士學位后，酷愛科學研究的青年學者張乃明就把他的目光鎖定在這片迷人的紅土高原。作為云南省中青年學術技術帶頭人和云南農業大學土壤資源利用與保護省級創新團隊的領軍人才，他帶領團隊前瞻土壤學研究熱點，在土壤環境保護越來越受到重視的今天，張乃明教授厚積了十余載的科研儲備如今開始大放異彩。

前瞻設施農業

要說如今云南省高校就業率高的專業，云南農業大學的設施農業科學與工程一定位列其中。云南農業大學作為在全國第二家開設設施農業科學與工程專業的大學，在帶動云南設施農業發展、人才培養方面，功不可沒。而時任云南農業大學資源與環境學院院長的張乃明教授正是這一領域的開拓者。

當時，張乃明正在承擔有關設施農業的云南省“十五”科技攻關項目，對于全國乃至全世界的設施農業發展情況有深入了解，他敏銳地察覺到設施農業將代表未來農業發展的趨勢，率先組織申報設置該專業并獲得成功。

“那是10年前的事了，回想起來這一步走的還真有點前瞻性。”張乃明說。如今，經過十年發展，我國已成為世界上設施栽培的第一大國，各類設施栽培面積已突破6000萬畝，從業人員近千萬人。

我國的設施農業發展也有著特殊的國情，相比國外以基質栽培等無土栽培方式為主，我國的設施農業大部分采用土壤栽培。長期的土壤連作使我國設施農業土壤退化問題突出，已成為制約我國設施農業發展的巨大瓶頸。“原來在呈貢地區種植花卉的農民，現在只能去更遠的地方種植。一方面是由于城市擴張，一方面是由于大棚種植土壤的退化。設施農業土壤退化問題說小點是對農民生產有影響，說大點對全國設施農業發展都有影響。”

俗話說萬物土中生，沒有肥沃的土壤，品種再好也種不出好的農產品。十多年來，張乃明深入開展設施農業土壤質量演變機理研究，初步摸清了云南設施土壤質量狀況，科學闡明了施肥、灌溉與輪作制度等農業措施對設施土壤質量的影響；明確了主要指標隨栽培年限的演變機制并對其數量關系進行動態模擬，篩選出防治設施土壤質量退化的調控模式。

這項研究揭示了設施土壤質量退化原因，系統研究了設施土壤質量變化累積規律，建立設施土壤質量的評價指標體系；構建了國內第一個“設施土壤質量評價與改良專家系統”；篩選出設施土壤持續利用的調控模式，研制成功復合型大棚土壤調理劑，同時還出版專著3部，發表論文23篇，獲得發明專利1項。

張乃明說，從“十二五”規劃到即將開始的“十三五”規劃，國家都制定了現代設施農業發展規劃，為設施農業發展提供了良好的政策環境。但我國的設施農業與國外發達國家相比仍有較大差距，從增加高端自主知識產權品種，到實現設施農業的終極目標——植物工廠，我國的設施農業發展仍然任重道遠。

攻克農業面源污染

張乃明關注的另一個研究領域是農業面源污染控制。他對這個問題的關注由來已久，從上世紀90年代在山西省農業環境監測站工作時起，他便開始接觸這項研究。來到云南工作后，他發現云南九大高原湖泊的水體富營養化，來自農業面源污染的貢獻不容忽視，而當時省內在面源污染控制研究方面的基礎薄弱，張乃明責無旁貸地挑起這項研究工作的重任。

重視源頭減污，通過提高養分資源利用率，來減少和控制農業面源污染的關鍵。他特別重視將面源污染控制的技術物化為具體的產品，如今，這項研究已取得可喜的成果。2012年，由張乃明主持完成的產學研結合項目“環境友好系列肥料的研制與應用”通過了云南省科技廳組織的成果鑒定。

該項目科學界定了環境友好型肥料的內涵，與企業合作開發研制成功了長效作物專用肥料、甘蔗專用BB肥、生物—有機煙草專用肥料、生物炭基肥料、土壤磷素激活劑等環境友好型肥料產品，為有效減輕與防治化肥面源污染、改善農產品品質開辟了新的技術途徑。

研制的長效系列作物專用肥料、甘蔗專用BB肥、生物—有機煙草專用肥料如今已成功實現產業化，肥料系列產品累計生產24.28萬噸，已推廣應用480萬畝，新增農業產值1.44億元，企業累計實現產值6.02億元，經濟、社會、環境效益顯著。該項成果出版專著3部，發表學術論文8篇；申報專利4項。

鑒定委員會專家認為，該成果為提高化學肥料的利用率、減輕農業面源污染、促進特色農業發展提供了實用的技術和產品。研究成果總體達到國內先進水平，在生物炭基肥料與土壤磷素激活技術研究上處于國內領先水平。

張乃明教授的研究成果不僅帶動了云南農業大學農業資源與環境學科的發展，更為云南高原湖泊所在流域面源污染問題提供了能夠推廣應用的解決方案。

獻智污染土壤修復

2014年4月17日，環境保護部、國土資源部公布《全國土壤污染狀況調查公報》，系列數字頗為驚人：全國土壤監測點位總超標率16.1%，耕地超標率19.4%。張乃明說：“這還只是全國平均水平，在中南和西南地區更為嚴重。”

過去30多年來，中國高速增長的經濟同時帶來了巨大的環境問題，其中土壤污染越來越成為焦點。“相比于大氣污染防治和水污染防治，土壤污染防治被重視的時間更晚。”早在土壤污染還沒有引起重視時，張乃明就開始關注土壤污染的形成機理、修復技術并開展從事一些當時尚屬前沿的研究。對于土壤污染防治的重要性，他一言以蔽之：“沒有潔凈的土壤，哪來安全的食品？”

云南作為有色金屬王國，有色金屬開采、冶煉加工過程中造成的土壤污染是一大問題。隨著對有色金屬礦產資源的過度開采，產生了大量尾礦庫區，對當地生態環境造成嚴重的安全隱患。因此，對尾礦的治理和修復成為張乃明污染土壤修復研究的一項重要工作。

立足云南土壤環境現狀，張乃明采取室內盆栽模擬與野外田間試驗相結合的技術路線，著力進行有色金屬尾礦庫重污染土壤的修復與環境風險控制，對云南省迪慶州洪鑫銅礦尾礦庫區對重金屬污染狀況及污染程度進行了科學評價。經過近3年的努力，他成功研發出兩種能夠對尾礦庫區土壤重金屬污染有效修復的鈍化劑產品，其通過原位鈍化及原位鈍化+植物修復兩項技術，在洪鑫銅礦尾礦庫區實施了示范工程，修復示范效果顯著。

在海拔3837米、土質差、養分貧瘠、重金屬污染嚴重的示范區內，施用鈍化劑后種植的黑麥草可以高達1～1.2米，而未施用鈍化劑的幾乎未出苗，且經過鈍化后的區域徑流水質可達到地表水環境Ⅰ類標準。

“過去對污染土壤進行修復，每畝地少則幾萬元，多則十幾萬元，而鈍化技術的修復成本（包括人工費和材料費）僅需7000～8000元/畝，具有明顯的成本優勢。”張乃明說。根據國家土壤污染調查公報中提供的數據顯示，全國重度污染土壤面積達5000多萬畝，全國范圍內亟需進行修復的尾礦庫區及重金屬污染面積龐大，而鈍化技術在這一領域將有十分廣闊的應用前景。

張乃明認為，人類幾十年的礦產資源開發已嚴重威脅到生態環境的健康發展，土壤是人類衣食住行的載體，對于污染土壤的治理和修復已迫在眉睫。“我們的使命是還自然一片生機，還人類健康環境。”為了實現這樣的目標，張乃明教授仍在不懈地耕耘。