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對(duì)癥給土壤“療傷” 山東農(nóng)科院創(chuàng)新服務(wù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展紀(jì)實(shí)

作者:王祥峰 魏東 本站發(fā)布時(shí)間:2015年12月21日 收藏

  只有干凈的土壤,才能生長(zhǎng)出干凈的食物,然而,現(xiàn)實(shí)不容樂(lè)觀。糞便污染、煙塵、酸雨、霧霾天的多重夾擊,讓人類賴以生存的土地深受其害,一些“重災(zāi)區(qū)”重金屬污染已成“公害”。如何給土壤“療傷”?帶著這個(gè)問(wèn)題,記者走進(jìn)山東省農(nóng)科院資源與環(huán)境研究所尋找答案。

資料圖

  土壤生病,病因在哪?

  人會(huì)生病,土壤也會(huì)生病。山東省農(nóng)科院資環(huán)所副所長(zhǎng)李彥博士介紹說(shuō),污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻、砷、鋅、銅、鎳等元素,這些污染物在土壤中移動(dòng)性小,難于降解,通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體后,潛在危害很大。那么,這些重金屬是哪里來(lái)的呢?既有成土母質(zhì)等自然因素,也有人為干擾輸入,不合格的肥料和農(nóng)藥、污水灌溉、工礦企業(yè)的固廢等都造成重金屬污染。

  環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部曾發(fā)布消息稱,全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。同“七五”時(shí)期全國(guó)土壤環(huán)境背景值調(diào)查的點(diǎn)位坐標(biāo)對(duì)比,鎘的含量在全國(guó)范圍內(nèi)普遍增加,在華北、東北和西部地區(qū)增加10%—40%。全國(guó)每年因土壤重金屬污染而減產(chǎn)的糧食達(dá)1000多萬(wàn)噸,被重金屬污染的糧食也多達(dá)1200多萬(wàn)噸,合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200多億元。

  面對(duì)日益嚴(yán)峻的土壤重金屬污染,山東省農(nóng)科院設(shè)立了“設(shè)施菜地土壤重金屬污染防治與質(zhì)量提升關(guān)鍵技術(shù)研究”課題。課題主持人李彥帶領(lǐng)她的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),正在為生病的土壤“療傷”。

  課題組展開(kāi)了多點(diǎn)取樣分析,重點(diǎn)對(duì)設(shè)施菜地的百余個(gè)樣本進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)確定設(shè)施蔬菜土壤中的主導(dǎo)污染因子。“農(nóng)業(yè)投入品對(duì)設(shè)施菜地重金屬的貢獻(xiàn)率**大”。李彥解釋說(shuō),“經(jīng)分析得出,與土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比,鎘含量的超標(biāo)率隨棚齡的增加而增加。”

  摸清規(guī)律,“對(duì)癥下藥”

  防控土壤重金屬污染,首先要摸清重金屬的形態(tài)和分布規(guī)律,這樣才能有的放矢。

  為了掌握重金屬在不同土層中的分布規(guī)律,課題組把0—50厘米的土層分層5層,分別測(cè)定重金屬含量,發(fā)現(xiàn)了三種現(xiàn)象:第一種是在0—50厘米土層中呈均勻分布,涉及鉻、鎳、銅、砷四種元素;第二種是集中分布在0—20厘米土壤的表層,20—50厘米土層中分別明顯減少,涉及鋅、鉛、鎘三種元素,鋅、鉛、鎘0—20厘米表層的平均濃度分別是20—50厘米土層的平均濃度的4.1、6.0、4.8倍;第三種是0—50厘米土層濃度由地表向下呈均勻下降趨勢(shì),涉及汞元素,每10厘米土層濃度平均下降13%。

  哪些產(chǎn)品能對(duì)重金屬污染有防控作用,李彥帶領(lǐng)課題組一邊從市場(chǎng)上尋找,一邊自己研發(fā)。2015年8月,“一種農(nóng)田重金屬污染土壤復(fù)合改良劑及其制備和施用方法”誕生,并申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利。這種改良劑成本低廉,配方簡(jiǎn)易,可以對(duì)重金屬土壤進(jìn)行有效修復(fù),保證土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力。試驗(yàn)示范結(jié)果表明,該產(chǎn)品對(duì)土壤中鎘、鋅有效態(tài)含量降低顯著,分別為33.51%、34.78%,較對(duì)照降低率分別提高8.41和6.63個(gè)百分點(diǎn)。

  參與這項(xiàng)課題研究的還有山東省農(nóng)科院蔬菜花卉所研究員王克安,他重點(diǎn)進(jìn)行了夏季休閑季節(jié)輪作對(duì)設(shè)施蔬菜重金屬、養(yǎng)分含量的研究,開(kāi)展鎘對(duì)黃瓜、番茄等蔬菜品種生長(zhǎng)脅迫的影響試驗(yàn),并在投入品源頭控制、重金屬鈍化劑、有機(jī)物還田、輪作調(diào)控等農(nóng)藝措施研發(fā)方面取得積極進(jìn)展。

  量身定做節(jié)肥增效

  不科學(xué)的過(guò)量施肥,不但提高生產(chǎn)成本,浪費(fèi)勞動(dòng)力,而且也是導(dǎo)致土壤生病的一條重要原因。為解決這個(gè)問(wèn)題,山東省農(nóng)科院資環(huán)所近年研發(fā)了“主要糧食作物一次性施肥技術(shù)”,針對(duì)不同作物品種,量身定做專用緩控釋肥料產(chǎn)品。在今年舉辦的小麥玉米一次性施肥技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì)上,受到參觀群眾的青睞。

  “小麥生育期長(zhǎng),從秋播到夏收有8個(gè)月,一次性施肥滿足不同生育期的生長(zhǎng)需求不是件簡(jiǎn)單的事情。”資環(huán)所專家譚德水博士介紹說(shuō),他們針對(duì)冬小麥、夏玉米、春玉米等作物的養(yǎng)分需求,通過(guò)調(diào)節(jié)膜材料種類和膜厚度,生產(chǎn)作物專用緩釋肥產(chǎn)品,無(wú)需追肥,項(xiàng)目協(xié)作組還開(kāi)發(fā)出配套農(nóng)機(jī)產(chǎn)品,易于大面積推廣。冬小麥夏玉米全生育期一次性施肥,不追肥,小麥季節(jié)省勞動(dòng)力1人/畝,玉米季節(jié)省勞動(dòng)力1人/畝,肥料產(chǎn)品為顆粒狀,能夠與播種機(jī)聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)了種肥同播。

  這種緩釋肥還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不會(huì)給土壤造成殘留污染,因?yàn)樗捎昧怂詷?shù)脂原位反應(yīng)成膜技術(shù)。膜材料以水性樹(shù)脂為主體,配以營(yíng)養(yǎng)型調(diào)控材料,以水為分散劑,無(wú)需回收溶劑,易生物降解,膜材料環(huán)保。不但成本低,而且產(chǎn)能高,肥料利用率提高7%—20%,有效減少了肥料養(yǎng)分流失對(duì)地表水體和地下水的污染。

  在山東、河南和河北省進(jìn)行了100多個(gè)點(diǎn)冬小麥?zhǔn)┓试囼?yàn),在減少20%氮肥的情況下,播種時(shí)一次施肥,平均增產(chǎn)5%左右;在東北春玉米和黃淮區(qū)夏玉米進(jìn)行的30多點(diǎn)的施肥試驗(yàn)表明,平均增產(chǎn)7%左右。

  “土壤是我們?nèi)祟惿娴母?是生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ),但是土壤不會(huì)說(shuō)話,需要我們來(lái)替它爭(zhēng)取生存的權(quán)利,我們會(huì)盡全力去保護(hù)它。”采訪結(jié)束時(shí),李彥動(dòng)情地說(shuō)。

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