泥潭里整科研

文/呂俊瑤（上海交通大學）

呂俊瑤，第十六屆中國大學生年度人物提名候選人，上海交通大學農業與生物學院2019級碩士。她扎根農科，利用專業所學，十余次帶領實踐團前往祖國各地，針對主要果品作物，通過品種改良、技術升級，使農民增收顯著。她也曾借助實驗室技術，為多處農場打造農業廢棄物處理方案，把脈綠色發展萬畝良田，新增產值超3倍。

資源回正途，專業去落地

我國是農業大國，但也有大量畜禽糞便和農業秸稈等養殖廢棄物未被充分利用。其實養殖廢棄物實際上是一種“放錯了地方的生物資源”，它們都是農業養分的一種形式，只要加以合理配比，就可以返回農田重新作為土壤和動植物的養分。但隨著農業規模不斷擴大，種養殖業逐漸分離，且污染處理技術與設備發展滯后，自行消納成為難題。

我們課上學到的種養結合模式，便給出了解決方案。這種將種植業和養殖業緊密銜接的生態農業模式，可以讓畜禽養殖產生的糞污為種植業提供肥源，種植業為養殖業提供飼料，并消納養殖業廢棄物，使物質和能量在動、植物之間進行循環和轉換。

有了解決方案，但為什么沒有在現實中見到大規模應用呢？帶著這樣的疑問，我在各地開展各類社會實踐時，總會特地問問當地農民，他們的農業模式是怎樣的，是否了解種養結合。但交流后發現，大部分人對此還有誤區和盲區，即便有些農戶知道“作物還田”這種經濟環保的種植模式，但卻擔憂秸稈還田短時間內無法腐爛，這會影響下一季作物的生長；還有部分人并不懂得該如何處理畜禽養殖糞污，使其科學還田。

2019年，我和團隊前往上海某品牌農場實踐走訪。農場負責人指出：“同樣的品種，同樣的農藝，不同的土壤，不同種養方式生產的不同級別的大米，光澤和味道是完全不一樣的。”他們深知“種養結合就是為了把地越養越好”以及“造成污染，賺的錢還不夠修復土壤的”，因此該農場一直采用了豬-稻共養的方式。但由于缺少土壤養分的基礎數據，對于“種”“養”之間的配比關系也不明確，從而沒能很好地實現養分在整個系統中的高效利用，種養結合的效果一直不明顯。這樣一個擺在眼前的實際問題，給了我們將實驗室利用養分管理模型指導種養平衡的技術成果落地的機會。于是我找到導師商討，如何幫助農場將種養結合的方案有效落實。

通過前期訪談調研，我和團隊成員一起，與松江區的五戶家庭農場達成了合作意向。這五處農場均擁有一定規模的水稻田和出欄數量可觀的養豬場，農場主們同意拿出一小部分稻田供我們做不同的施肥處理，以尋找最佳配置方式，就這樣我們一共得到了14塊樣地。不過由于他們過往的管理方式不同，造成土壤現狀不一，因此第一步我們需要詳細地了解他們的種養習慣。初次的訪談并不順利，我們需要的資料多且細，比如翻耕、種植、施肥、灌溉、淹水、收獲等每個階段，都要具體到哪一天，精確的量是多少，等等。一些樣地沒有精準記錄，難以馬上給出我們想要的數據，這無疑為模型的計算增添了不少難度。

接下來我們記錄了基礎氣象數據，之后對土壤本底的基礎數據進行了測量。利用管型取土器依照S型取樣法，我們分別采集了0-10cm、10-20cm和20-40cm三層深度的土壤樣品，以帶回實驗室測定含水率、水分系數、碳氮含量等指標。這些僅僅是動動手、出出汗，接下來取沼液就不同了。尚未見到沼氣池真容時，刺鼻的味道已經飄過來，更不必說站在池邊放容器采集時，它給我們造成的強烈氣味沖擊。我小心翼翼地蹲在池邊，一手將我們的簡易采樣器——吊著繩子的大塑料瓶，緩緩按入池中，一手捂住鼻子。待沼液開始內灌時，我連忙起身，仿佛再多接觸一秒，都有暈倒在池邊的風險。水瓶不能裝得太滿，不然回程路上的每一次顛簸，都會讓我們多一分擔心：在車內高溫的環境下，這瓶“危險液體”可能會爆炸。

泥潭，踩下去

獲取基礎數據后，我們將樣地做了不同的施肥處理，分為僅施化肥、僅施有機肥以及若干比例的混施幾個組別，讓農戶按照我們提供的方案種植。后續我們定期來采集土壤、沼液以及作物樣本。

第二個月我們回到老地方，發現稻田大變樣。水稻插秧后田里灌溉淹水，土地一改堅實的模樣。看著眼前的泥潭，我鼓足勇氣踩了下去，果不其然陷了進去。想要在里面行走對于我們這些外行來說是個技術活，后腳使勁拔，前腳就會陷得更深，用力過猛還會造成“人靴分離”的滑稽場面。記得有一次，同行的兩位老師一人在前面扶著我，一人在身后拽我的靴子，才總算把我解救了出來。事后他們打趣道：原來“恩師”指的是“救命恩人”的“恩”。就這樣大家相互配合著，3米路能走1分鐘。再后來田里施了有機肥，拔水稻的時候大家又相繼經歷了一屁股摔坐在田里的窘境，而水稻莖稈造成的皮膚紅腫，幾天不能消散也是常態。我帶著滿身臟污和濃重的氣味回到學校，被同學戲稱為“豬豬女孩”。

獲取大量數據后，我們將其輸入DNDC模型，該模型的國內在線版由我的一位師兄負責開發，它可以通過模擬反硝化作用與分解作用來模擬一個生態系統中的碳、氮循環動態，從而獲得作物的生長情況、需求分配以及土壤的營養狀態等。基于對模型計算結果的分析，我們可以將施肥比例的調整方案反饋給農戶，并配比出合理的種養結構。通過持續跟進調整后的效果，我們不斷重復了采樣-實驗-模型計算這一過程并進行修正，從而達到最佳投入產出比。

三年努力，我們得到了適應不同組別的稻田施肥減量方案和相應的豬田比，在保證畝產量不減少的前提下，降低每畝地的投入成本，同時提高土壤的氮素利用率，也使得秸稈和畜禽糞便都能夠物盡其用，減少資源浪費與環境污染。先有小塊樣地上的模擬試驗成功，農民也隨之擴大施肥改良方案的覆蓋范圍，到最后經測算可以實現萬畝良田新增產值超3倍，實現經濟效益與環境效益的共贏雙收。

我們認真總結，積極思考，把這項科研實踐做出了一套“種養廢棄物循環利用的整體解決方案”并予以踐行。

七年，多片山河

1.呂俊瑤與團隊在柘城縣調研“互聯網+”農業發展現狀

2.在哀牢山海拔3000米處采集野生資源

不只有凌晨1點的實驗室、都市農場的水稻田，還有寂靜偏僻的生態站、西南山嶺的自然林……七年交大生活，我的身影留在了校園內外多個角落，足跡遍布了祖國的多片山河。

我也將目光擴大到農業產業的不同環節。農業污染危害人居環境健康，農產品質量更是直接關系廣大人民群眾的生命安全。我加入“以食為天”團隊，梳理對比五省市農產品質量安全現狀，并抓住疫情后冷鏈安全這一關注焦點，為改善農產品質量安全、群眾滿意度建言獻策。農業前端同樣會存在發展桎梏。我和團隊前往云南鎮沅，翻越哀牢和無量兩座大山，登頂3000米高峰，跋山涉水采集野生果樹種質資源，走訪六處種植加工基地，與產業鏈各環節及脫貧農戶開展深入交流，通過資源庫搭建和技術服務，解決制約當地果業發展的瓶頸問題，形成科研實踐扶貧模式，切實幫助農業增產、增收。

十余次實踐經歷，我走入市井街頭、林澗山頭，田間地頭，不斷探尋著用科研成果服務“三農”的發展之路。去森林泥潭做實驗，在田間地頭寫文章，這更是新時代農科學子的使命。