躬身大地打通土壤改良工程化產業化“最后一公里”
——專訪國家紅壤改良工程技術研究中心副主任周靜

本刊記者|師建霞 文/攝

躬身大地打通土壤改良工程化產業化“最后一公里”
——專訪國家紅壤改良工程技術研究中心副主任周靜

本刊記者|師建霞 文/攝

導 語：周靜認為，九牛崗案例最大亮點在于“把碎片化的研究成果變為技術、技術參數并工程化應用”。

周靜博士查看能源草的葉子。

2016年，隨著“土十條”及各地將包括土壤在內的環境治理列入政府考核的重要指標等一系列政策相繼出臺，我國土壤尤其是農田土壤的污染現狀及改良修復技術成為社會關注的熱點難點問題。在第3個“世界土壤日”到來之前，記者親赴江西，對國家紅壤改良工程技術研究中心副主任周靜進行了專訪，并對由其主持的土壤改良及重金屬污染修復示范區進行了走訪調研，以期從中找出我國農田修復治理過程中的一些先進的觀念和經驗。

國家紅壤改良工程技術研究中心（下簡稱紅壤中心）是科技部審核批準的農業領域內唯一一個以土壤改良為核心的工程技術研究中心，以江西省農業科學院為依托，圍繞國家糧食安全、生態安全、食品安全等戰略需求，針對我國紅壤地區生態失衡、地力退化、水土流失嚴重、改良技術工程化水平低等問題，強化紅壤改良技術的工程化、產業化和成果轉化的技術聚集、孵化推廣和高端研發人才培養基地。

紅壤區域生產力提高潛力巨大

因身為中國科學院南京土壤研究所研究員，同時還是設在江西鷹潭的中國科學院紅壤生態實驗站副站長，負責江西紅壤地區科學與技術等研究工作、承擔相應的課題，周靜兼任國家紅壤改良工程技術研究中心副主任、江西省土壤重金屬污染生態修復工程技術研究中心主任。他解釋說，紅壤中心成立的原因，主要是當時我國紅壤地區實驗的比較多，可技術集成特別是技術的工程化及工程化的參數研發太少。再加上紅壤在我國的土壤資源，特別是在農業土壤資源中，占有非常重要的地位——紅壤區域生態系統中第一生產力很高，如光、熱、水資源比較豐沛，再加上土壤資源，可以產生很高的生產力。曾經有評測數據說，每年單位公升的生物量標志的生產力，紅壤區域約為華北平原的2.6倍、東北三江黑土區的1.4倍，是三北地區如新疆綠洲地區的5.3倍。這個數據或許不太準確，但足以顯示比對趨勢。

因為水熱豐富，一年可以種兩季或者三季（海南島也是紅壤，就可以種三季），亞熱帶地區可以種兩季或兩季半——兩季早稻、晚稻，雙晚再加上一季冬季作物，兩年四熟或五熟制，這樣就可以比北方的生產力要高得多。北方地區如有“國家糧倉”之稱的的黃淮海平原地區一年最多兩季，麥稻、或麥玉一年一熟制。

同時，我國的紅壤區域面積較大。廣義的紅黃壤區域面積（長江以南、云貴高原以東）大概在113萬平方公里，典型的紅壤需改良區域面積約為80萬平方公里，約占我國陸地面積十二分之一強（我國960萬平方公里的國土面積，還包括一些荒漠等非耕種區）。

不容忽視的是，土壤的障礙因素，如紅壤的酸性、養分含量低、聯結、結構差等也制約了紅壤生態系統生產力的發揮。

通俗而言，如果把土壤資源改良好以后，紅壤區產出的谷物數量比其他地區要高。那么農民的收入，按照通俗算法就是單位畝產要高得多。研究紅壤區土壤修復及持續健康、保證農產品的持續優質高產，對保證我國的糧食安全具有重要意義。

工程化、產業化成為土壤修復研究的“最后一公里”

“應該說，我國科學界對土壤及土壤修復治理的研究很多，但研究的多，工程化、產業化應用的少。關于紅壤地區土壤改良的技術、產品、模式等均還不夠強。”周靜總結說。因此，科技部批準設立了國家紅壤工程技術研究中心，目的就是把此前針對紅壤的一些碎片化研究，升級為規模化、系統化、工程化研究，從而成為一個鏈條式研發基地、人才的集聚培育的平臺。

紅壤中心本身要做的工作很多，比如改良材料的研發，如專用肥料、土壤調理劑等，此外還要進行技術的集成。比如退化紅壤生態恢復技術、污染土壤治理與修復技術，以及將產品與技術進行工程化集成——將技術、技術參數、工程應用參數串起來，設計什么樣的方案，使用什么樣的材料，施用量，施用時間，技術和參數的差異化研究，不同區域比如湖南和江西間方案的調整等。此外，通過工程中心和工程案例把很多技術人才匯集在一起，經常研討，溝通信息，相互促進提高，從而最終形成一流的技術理念和頂層設計、先進的技術模式、研發成果以及人才隊伍培養，這就是工程中心的目標和使命。

還有，通過平臺建設，研發條件也有所提高，能引進一些先進的設備、提供人才激勵，強化科技成果轉移轉化等機制和體制管理創新，提高紅壤中心的管理水平。周靜認為，管理水平的提高，是我國中西部地區工程中心普遍存在的問題。所謂的“制定了某種管理或保障措施”，這樣的管理水平還是較低水平。真正的高管理水平應該是：促進工程中心開放式、技術配套式應用水平的提升——通過中心平臺，激勵技術人員進行技術的工程化應用，在體制上進行創新，吸引人才，鼓勵開展工程化應用后的示范和推廣。

原來的不毛之地，目前多種綠植參差不齊。圖片中央被圍檔的小區，就是治理前的樣子。

案例彰顯的重金屬污染修復與工程化治理理念

周靜一再重申，工程技術研究中心作用的重心一定是在各研究領域的工程應用及示范推廣上。談及工程應用，就會有案例。“江銅貴治周邊區域九牛崗土壤修復示范項目”就是紅壤中心對重金屬污染區土壤修復工程化、產業化和污染區農業生態安全研究的典型說明。

江銅貴治周邊區域九牛崗土壤修復示范項目，是由周靜主持建立的我國目前一次性修復與治理面積最大的重金屬污染土壤修復治理工程示范區。江銅集團是江西銅業集團的簡稱，成立于1979年，是國內銅精礦自給率最高的公司，也是國內最大、最現代化的銅生產和加工基地，黃金、白銀、硒、碲、錸等稀貴金屬和硫化工的重要生產基地。

江銅集團貴溪冶煉廠在過去的生產過程中，通過三廢排放，對周邊環境如大氣、水、土及生產和居住環境造成污染。尤其是貴溪治煉廠周邊區域的九牛崗等地區，水稻田被污染后寸草不長，只好荒廢，穿越九牛崗地區農田的青龍溪重金屬和氮磷等超標。從2012年春天開始，周靜帶領的團隊在貴冶周邊被污染的土地上開展了規模化的污染土壤修復改良工程。

中科院江西紅壤實驗站的實驗室。

10月底，記者在九牛崗重度污染區土壤修復現場看到，一片片不同品種的植物參差不齊地生長著，其中還有框出來留做比對的未經治理的原田地，如癩子疤一樣明顯。不遠處，就是貴溪治煉廠廠區。在農田下面的青龍溪邊，周靜開心地說：“你看這水已經很清澈了，岸邊也都有植物長了起來，固定了水土、美化了景觀，村民已經當這里是公園了，夏天的時候，大人和孩子們還會在青龍溪里面戲水。”就在不遠處，因歷史上大氣污染使一些大樹枝杈枯死，在修復區郁蔥蔥的原野上突兀地劍指長空。

周靜說，這里沒改良之前，就是留下來未修復的田地框格中間的那個樣子，寸草不生。因為通過大氣沉降、灌溉等，農田中沉積了大量的銅鎘鉛砷等元素，導致成了不毛之地。失去植被后，揚塵、水土擴散更嚴重。南方雨水多而大，污染物經過水土直接流入信江進入鄱陽湖和長江，污染面擴散更大。

面對如此大面積重污染的土壤修復治理工程，周靜給我們講述了工程化過程的研發之路。

早在本世紀初，周靜就和所在的中科院南京土壤研究所的科學家們對貴冶周邊的污染土壤進行了修復/改良研究，對污染修復材料、修復植物選擇等進行室內培養試驗和溫室盆栽試驗，獲得了能滿足植物生長的修復改良劑的原材料及其配方，后來到九牛崗地區荒蕪的農田里進行小區試驗。

“小區試驗進行了三個階段，第一個階段為修復改良材料的適應性階段。在室內研究的有修復效果的十幾個修復材料在小區里進行試驗，結果只有3-4個材料才有良好的效果，我們就把這3-4種材料繼續試驗驗證；第二階段為修復材料和技術的經濟性試驗階段，就是對有修復效果的3-4種材料的用量和修復植物進行選擇試驗，看看有效果的材料用多少量是合理的、經濟劃算的。第三階段是在第一和第二階段基礎上，繼續對有修復效果改良材料進行長效性和修復效果的評價，獲取修復材料配方、用量、施用方法、土壤質量恢復評價等技術參數。經歷這三個階段后，在2012年春天開展了土壤修復治理工程實踐。”周靜詳細地闡述了該示范區的修復思路和道路。

也就是說，自本世紀初，很多科學家就開始了基于貴冶周邊區域土壤污染修復治理從基礎研究、技術參數研發，到污染土壤修復效果評價，從實驗室培養和盆栽試驗到田間的小試中試，多方調研、試驗，探索治理方法。而工程化應用改良，卻始于2012年。當年一次性開展了2500多畝的農地修復與治理工程，從當時的文獻和報道來看，是我國一次性修復面積最大的重金屬污染土壤治理工程示范區。

周靜介紹說，2011年前，來這里的科研人員，多是調查、實驗室培養研究，形成學術論文發表。但是真正把這些研究成果“組裝”、提煉、集合在一起變成修復材料原配方的模型，再把這個模型不斷地通過實驗監測，形成真正的原材料的配方，卻是2012年后。這個配方的主要目的是首先讓植物能長起來，還要考慮在這個過程中，材料的穩定性、經濟性、投入量、施用效果，以及施用后對環境的影響評價，比如不能以污染治污染，盡可能地避免二次污染。在這種思路下，尋找材料及使用方法，尋找能夠適宜成活的植物，以及這些植物的栽培技術，甚至后期工程量的核定，甚至各種技術進入小區土壤后，技術參數、施用量、施用時間、施用深度、翻地深度、整地、材料生產制造過程，農民的易操做性、成本，這些都是工程化應用中必須要考慮的問題。就連這些修復植物，因富含重金屬，還要考慮收割后的安全處置問題——目前用的最多的能源植物巨菌草，送給了附近的生物質電廠發電。

如果不計成本，成本太高，研究就沒意義，中國目前經濟狀況也不允許這么做，必須考慮各個方案的性價比。在材料、方法、技術參數、成本、農民會用等評價下，篩選最合理的，而不一定是修復效果最好的方案，最后形成一個流程化、配套化的研究成果。在這個基礎上，組織工程實施，包括群眾的組織、公眾的參與，政府的引導，如果有企業參與，還要考慮企業利益和分配，如誰來制造生產材料，誰來組織工程實施，上下游企業如何對接等。

目前，九牛崗修復區已選擇了4種修復材料，23種修復植物，吸納了三四家材料公司，3個鎮、15個村民小組參與。所以，土壤改良與污染治理技術工程化應用過程中，有一些是科研人員思路做的事，還有一些是企業家做事的思路和方法。

效果還是很明顯的。整個項目區，2500多畝土地從不毛之地，到植被完全恢復，“我們原來設定的目標是85%以上的蓋度，所以我比較滿意”，周靜開心地笑了。

4年時間，該工程投入將近4000萬元，換回了植被蔥蔥，溪水清清，還有在工程化研究的基礎上，形成一系列重大意義的研究報告、咨詢報告。如由周靜執筆的《我國土壤污染重點難點問題及治理對策》，被中辦《觀點摘編》全文刊用。又如《關于建立全國重金屬污染綜合實驗示范區的建議報告》通過中國科學院上報給國務院，國務院多位領導同志給予批示。此外，他還多次接受新華社、中央電視臺、人民日報的采訪。

周靜認為，九牛崗案例最大亮點在于“把碎片化的研究成果變為技術、技術參數并工程化應用”。但在此過程中，一些參與的科研人員感覺有點“吃虧”——研究工程化過程出論文比較慢，出的少，工程化產業化又要牽涉很多精力和時間去組織各種關系，根據現有的科研人員考評機制，是比較“吃虧”的。而從事農業科技與實際生產相結合的技術或工程研發，又是最終解決實際問題的必經之道，這部分人做出了極大的奉獻。

從這個角度講，國家工程技術中心其重要意義恰恰在于解決了從研發到解決實際問題中最后也是最關鍵一步。

九牛崗區域外，周靜博士帶頭的紅壤中心工作人員，還開展了一片中輕度重金屬超標污染農田的修復試驗示范工作，目的是讓這些類型的農田能夠安全高效利用，達到稻米安全生產。通過這幾年的初步工作，從目前實驗效果看，達到了預期的目標。這項工作也得到了農業部和江西省有關部門的大力支持。

周靜并不滿足于現在的成就，他說：“我認為還沒有做好，只是相對以前有了較大的進步。我們的工程研究還在繼續，沒有止境。”

人物檔案

周靜，男，博士，中國科學院南京土壤研究所研究員，博士生導師，中國科學院紅壤生態實驗站副站長；兼任國家紅壤改良工程技術研究中心副主任、江西省重金屬污染生態修復工程技術研究中心主任、聯合國糧農組織（FAO）農業環境專家等。長期從事土壤學、污染生態學和環境工程研究與技術研發。近年來，承擔了多項如國家重金屬污染防治專項、“973”、“863”、國家科技支撐計劃等課題；參研成果多次獲國家和省部級科技獎；在土壤重金屬污染治理技術與產品研發、酸沉降對土壤環境影響及土壤酸化治理技術與產品研發等方面做了一定的工作和貢獻，主持建立了我國目前面積最大的重金屬污染土壤修復治理工程示范區。提出了“重度、中度、輕度重金屬污染土壤分類分級修復治理的技術指標”，創立了新的污染土壤修復模式。提出了“重金屬污染土壤調理改良——植物修復——農藝生態調控技術模式”和建立的工程示范基地，撰寫多篇有關我國土壤重金屬污染治理技術和土壤環境修復技術咨詢報告，分別被中辦“觀點摘編”、“中國科學院專報信息”等采錄及中央領導同志閱批，工作實績被人民日報新華社等多次報道。