“土壤醫(yī)生”破解農(nóng)田“營(yíng)養(yǎng)過剩”難題

“多一些像錢教授這樣的‘土壤醫(yī)生，我們發(fā)展新農(nóng)業(yè)、建設(shè)新農(nóng)村的底氣就更足了。”陽(yáng)春三月，江蘇省宿遷市泗洪縣魏營(yíng)鎮(zhèn)大棚種植戶魏秀江望著大棚外滿車剛采摘下來(lái)的絲瓜、茄子、辣椒等農(nóng)產(chǎn)品，笑得合不攏嘴。瞧著這大棚里忙忙碌碌，一派生機(jī)，有誰(shuí)能想到在揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)系主任錢曉晴教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)駐村前，這里的大棚差點(diǎn)顆粒無(wú)收。

近年來(lái)，我國(guó)大棚蔬菜生產(chǎn)發(fā)展極為迅速，逐漸成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的重要渠道。但隨著大棚種植年限的增加，蔬菜種植普遍從“高產(chǎn)高效”變成“低產(chǎn)低效”，不少瓜農(nóng)為了促進(jìn)生產(chǎn)，加大肥料的使用量，卻陷入“越不長(zhǎng)越施肥，越施肥越不長(zhǎng)”的生態(tài)怪圈。

為什么大棚瓜菜在連續(xù)種植幾年后，就會(huì)出現(xiàn)光施肥不長(zhǎng)個(gè)的現(xiàn)象呢？錢曉晴解釋說(shuō)，由于大棚土壤缺少雨水淋洗，養(yǎng)分經(jīng)常隨蒸發(fā)水移到表層，施用過多的肥料，如果不能及時(shí)被植物吸收利用，就會(huì)在土壤中很快積累起來(lái)。此外，瓜菜是特別喜肥又耐肥的植物，有些瓜菜在土壤中養(yǎng)分大量積累，甚至在輕度鹽漬化情況下，長(zhǎng)出的果實(shí)更香、更甜，使不少農(nóng)民認(rèn)為肥料越足，產(chǎn)量越高。為獲得高收益，他們?cè)诜N植大棚蔬菜時(shí)肥料的投入量通常是露天栽培的數(shù)倍，導(dǎo)致鹽分在土壤表層積累。

大棚生產(chǎn)“營(yíng)養(yǎng)過剩”問題又稱為土壤次生鹽漬化，是指由于不合理的耕作灌溉而引起的鹽分積累在土壤表層的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明，每畝農(nóng)田殘留的化肥養(yǎng)分只要達(dá)到200 kg，就可以使表層5 cm土壤中肥料離子的濃度達(dá)0.5%，部分植物生長(zhǎng)就會(huì)受到影響，因?yàn)檗r(nóng)作物喜歡的肥料離子總濃度僅在0.1%～0.3%之間。

“發(fā)生次生鹽漬化的土壤會(huì)引發(fā)多種問題，不僅會(huì)導(dǎo)致瓜果蔬菜存活率低，還會(huì)造成作物大面積減產(chǎn)、品質(zhì)惡化，直接影響瓜果市場(chǎng)供求和百姓健康。”團(tuán)隊(duì)成員、揚(yáng)州大學(xué)土壤醫(yī)院專家、高級(jí)農(nóng)藝師盛海君說(shuō)，一般情況下，將土壤中大量存在的硝酸鹽濃度降下來(lái)，就可以為植物生長(zhǎng)提供基本條件。雖然目前已有施肥預(yù)防、生物除鹽等多種緩解蔬菜大棚土壤次生鹽漬化問題的方式，但都未能從根本上解決問題。

那么，破解土壤次生鹽漬化難在哪兒？錢曉晴團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，土壤次生鹽漬化是由于過量施用氮肥造成硝酸鹽在土壤表面的累積，對(duì)于這一類土壤的修復(fù)應(yīng)對(duì)癥下藥，不可盲目行動(dòng)。研究需要從養(yǎng)分平衡角度出發(fā)，降低土壤中硝酸根的含量，既提高了氮肥利用效率，又改善了土壤結(jié)構(gòu)。

錢曉晴說(shuō)，根據(jù)微生物的碳氮互作原理，土壤中含有大量的硝酸根，是由于沒有適當(dāng)?shù)奶荚磥?lái)接納這種無(wú)機(jī)氮源。從理論上講，只要土壤中存在合適的碳源，在微生物的參與下，無(wú)機(jī)氮就會(huì)被同化轉(zhuǎn)變成有機(jī)氮，這個(gè)過程既可降低土壤溶液中的硝酸根含量，同時(shí)也會(huì)通過增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少鹽分進(jìn)入土壤溶液量，從而降低鹽毒害。

實(shí)驗(yàn)證明，利用接種微生物的秸稈、米糠等含碳有機(jī)物料進(jìn)行生態(tài)控鹽的效果十分顯著，不僅可以有效降低土壤硝酸鹽含量，還能有效利用土壤鹽分，降低肥料使用量，可從根本上解決設(shè)施蔬菜土壤次生鹽漬化問題，在對(duì)作物秸稈回收高效再利用的同時(shí)，讓“秸稈回田”變得更有價(jià)值。

目前，該項(xiàng)技術(shù)已獲得了國(guó)家發(fā)明專利，并作為核心技術(shù)之一被江蘇省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站列入全省“輪控改替”設(shè)施蔬菜綠色高效生產(chǎn)技術(shù)體系，在江蘇南京、無(wú)錫、宿遷等10多個(gè)城市蔬菜示范基地推廣實(shí)施。經(jīng)檢測(cè)，土壤中硝酸鹽的濃度最多可降低97.1%，平均能使保護(hù)地設(shè)施使用年限增加60%，降低生產(chǎn)成本13%，不僅從根本上解決了設(shè)施蔬菜地土壤次生鹽漬化問題，同時(shí)還增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

“目前全國(guó)大部分大棚瓜菜種植肥料用量普遍偏高，解決設(shè)施土壤退化問題是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的艱苦工作。”作為首席專家錢曉晴對(duì)此頗為擔(dān)憂。他說(shuō)，目前揚(yáng)州大學(xué)的“土壤醫(yī)院”正在推進(jìn)建設(shè)中，該“醫(yī)院”將參與全國(guó)瓜菜綠色防控體系建設(shè)推廣，負(fù)責(zé)土壤障礙快速診斷與精準(zhǔn)治理項(xiàng)目，為農(nóng)民提供保護(hù)地土壤改良新技術(shù)，延長(zhǎng)保護(hù)地設(shè)施使用年限，減少硝酸鹽對(duì)周邊水體的污染威脅及在作物體內(nèi)尤其是農(nóng)產(chǎn)品中的積累數(shù)量，提高食品安全品質(zhì)。

（ 摘自《農(nóng)民日?qǐng)?bào)》，2019-03-22， 張 ?運(yùn) 、陶天云/文）