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“土壤醫生”破解農田“營養過剩”難題

2019-03-22 09:04|作者:|來源:中國農業新聞網-農民日報

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  張運 陶天云

  “多一些像錢教授這樣的‘土壤醫生’,我們發展新農業、建設新農村的底氣就更足了。”陽春三月,江蘇省宿遷市泗洪縣魏營鎮大棚種植戶魏秀江望著大棚外滿車剛采摘下來的絲瓜、茄子、辣椒等農產品,笑得合不攏嘴。瞧著這大棚里忙忙碌碌,一派生機,有誰能想到在揚州大學環境科學與工程學院資源環境科學系主任錢曉晴教授帶領團隊駐村前,這里的大棚差點顆粒無收。

  近年來,我國大棚蔬菜生產發展極為迅速,逐漸成為農業增效、農民增收的重要渠道。但隨著大棚種植年限的增加,蔬菜種植普遍從“高產高效”變成“低產低效”,不少瓜農為了促進生產,加大肥料的使用量,卻陷入“越不長越施肥,越施肥越不長”的生態怪圈。

  為什么大棚瓜菜在連續種植幾年后,就會出現光施肥不長個的現象呢?錢曉晴解釋說,由于大棚土壤缺少雨水淋洗,養分經常隨蒸發水移到表層,施用過多的肥料,如果不能及時被植物吸收利用,就會在土壤中很快積累起來。此外,瓜菜是特別喜肥又耐肥的植物,有些瓜菜在土壤中養分大量積累,甚至在輕度鹽漬化情況下,長出的果實更香、更甜,使不少農民認為肥料越足,產量越高。為獲得高收益,他們在種植大棚蔬菜時肥料的投入量通常是露天栽培的數倍,導致鹽分在土壤表層積累。

  大棚生產“營養過剩”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象。實驗表明,每畝農田殘留的化肥養分只要達到200公斤,就可以使表層5厘米土壤中肥料離子的濃度達0.5%,部分植物生長就會受到影響,因為農作物喜歡的肥料離子總濃度僅在0.1%~0.3%之間。

  “發生次生鹽漬化的土壤會引發多種問題,不僅會導致瓜果蔬菜存活率低,還會造成作物大面積減產、品質惡化,直接影響瓜果市場供求和百姓健康。”團隊成員、揚州大學土壤醫院專家、高級農藝師盛海君說,一般情況下,將土壤中大量存在的硝酸鹽濃度降下來,就可以為植物生長提供基本條件。雖然目前已有施肥預防、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?錢曉晴團隊發現,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,對于這一類土壤的修復應對癥下藥,不可盲目行動。研究需要從養分平衡角度出發,降低土壤中硝酸根的含量,既提高了氮肥利用效率,又改善了土壤結構。

  錢曉晴說,根據微生物的碳氮互作原理,土壤中含有大量的硝酸根,是由于沒有適當的碳源來接納這種無機氮源。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,無機氮就會被同化轉變成有機氮,這個過程既可降低土壤溶液中的硝酸根含量,同時也會通過增加土壤有機質含量,減少鹽分進入土壤溶液量,從而降低鹽毒害。

  實驗證明,利用接種微生物的秸稈、米糠等含碳有機物料進行生態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,可從根本上解決設施蔬菜土壤次生鹽漬化問題,在對作物秸稈回收高效再利用的同時,讓“秸稈回田”變得更有價值。

  目前,該項技術已獲得了國家發明專利,并作為核心技術之一被江蘇省農業技術推廣總站列入全省“輪控改替”設施蔬菜綠色高效生產技術體系,在江蘇南京、無錫、宿遷等10多個城市蔬菜示范基地推廣實施。經檢測,土壤中硝酸鹽的濃度最多可降低97.1%,平均能使保護地設施使用年限增加60%,降低生產成本13%,不僅從根本上解決了設施蔬菜地土壤次生鹽漬化問題,同時還增加了土壤有機質含量,產生了良好的經濟效益、社會效益和生態效益。

  “目前全國大部分大棚瓜菜種植肥料用量普遍偏高,解決設施土壤退化問題是一項長期性的艱苦工作。”作為首席專家錢曉晴對此頗為擔憂。他說,目前揚州大學的“土壤醫院”正在推進建設中,該“醫院”將參與全國瓜菜綠色防控體系建設推廣,負責土壤障礙快速診斷與精準治理項目,為農民提供保護地土壤改良新技術,延長保護地設施使用年限,減少硝酸鹽對周邊水體的污染威脅及在作物體內尤其是農產品中的積累數量,提高食品安全品質。

責任編輯:王偉
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