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“土壤醫生”問診“營養過剩”難題

作者:百檢網 時間:2021-11-15 來源:互聯網

  “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會更足。”日前,蘇北大棚種植大戶老李望著滿車的絲瓜、芹菜等農產品,笑得合不攏嘴。可誰曾想到,在揚州大學教授錢曉晴帶領新技術駐村前,這里的大棚生產差點顆粒無收。
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  近年來,隨著大棚作物種植年限的增加, 瓜菜生產普遍會出現“高產高效”變成“低產低效”的現象。為此,錢曉晴組織土壤改良創新團隊,通過團隊多年攻關,對癥下藥,從根本上解決了設施菜地土壤次生 鹽漬化問題,同時還全方位地提高了土壤的綜合肥力,產生了良好的經濟效益、社會效益和生態效益。
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  瓜棚生產“營養過剩”
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  當前,大棚瓜菜生產在我國發展*為迅速,逐漸成為了農民增收、農業增效的重要渠道。不少瓜農為了促進生產,加大肥料等農資使用,卻進入了“越施肥越不長,越不長越施肥”的怪圈。
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  為什么大棚瓜菜連續種植幾年后,就出現植物不長的情況?錢曉晴告訴《中國科學報》記者:“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,如果不能全部被植物及時地吸收利用,就會在土壤中很快積累起來。”
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  此外,瓜菜是特別喜肥又耐肥的植物。有些瓜菜在土壤養分大量積累,甚至輕度鹽漬化情況下,生長更快,長出的果實更香、更甜。因此,不少農民認為肥料越足,產量越高。為獲得高收益,大棚種植中的肥料投入量常是露天栽培的數倍,導致鹽分在土壤表層積累。
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  瓜棚生產“營養過剩” 會直接引發土壤次生鹽漬化、酸化、養分供應嚴重失衡、有害生物增加等土壤微生態環境的破壞。團隊的實驗數據表明,每畝田殘留的化學肥料只要達到200公斤,就可以使表層5厘米土壤中鹽分離子的濃度達到0.5%,部分植物生長即受到影響,因為多數瓜菜植物適宜的肥料離子總濃度在0.1%到0.3%。
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  “發生次生鹽漬化的土壤會引發多種問題,不僅導致瓜果蔬菜存活率低,還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。” 土壤改良創新團隊核心成員、**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適當降下來,就能為植物生長提供基本條件。
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   破解土壤次生鹽漬化
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  目前,雖然國內外已有水洗除鹽、水旱輪作等多種緩解蔬菜大棚土壤次生鹽漬化危害的方法,但或多或少都存在著浪費氮素等養分資源和二次污染環境的問題。
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  破解土壤次生鹽漬化難在哪?團隊發現,由于過量施用氮肥造成硝酸根等離子在土壤表層的過多累積,硝酸鹽積累往往還伴隨著土壤酸化問題。對于這類土壤的修復應對癥下藥,從養分平衡角度出發,將多余的硝酸根暫時轉化為有機物質供后期再利用,既適當降低土壤中硝酸根離子含量,又明顯改善土壤結構和土壤酸堿性。
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  團隊根據微生物的碳氮互作原理發現,土壤中發生硝酸根積累與缺乏有效的碳源來平衡有密切關系。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態氮,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的量,從而降低鹽毒害。
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  2012年4月,團隊開始對江蘇省部分地區大棚土壤“營養過剩”進行調研,研究了“營養過剩”引發的次生鹽漬化程度與作物生長之間的關系,并在實驗室模擬條件下研究了高碳氮比秸稈施用的固氮降鹽效果。
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  通過大量實驗,團隊發現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和改良土壤酸性,還能有效利用土壤鹽分,降低肥料使用量,進而經濟高效、環境友好地解決設施菜地土壤“營養過剩”問題,促進對農田富余秸稈的回收與再利用,讓“秸稈回田”變得更有價值。
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   推進建設“土壤醫院”
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  2016年,土壤改良創新團隊先后在蘇南浦口區與張家港市、蘇北宿城區與泗洪縣同時進行設施茄果、小白菜土壤次生鹽漬化消減效果的田間試驗和驗證。2017年,團隊開始在江蘇省南京、蘇州、無錫、常州、南通、泰州、宿遷、鹽城等市的部分鄉鎮繼續驗證相關技術,并開始規模化示范應用。
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  目前,團隊研發的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。該技術通過在十余個蔬菜示范基地推廣實施,降鹽增產效果十分明顯,應用該技術能對土壤中硝酸鹽濃度進行定量調控,使保護地設施使用年限普遍增加60%,大幅降低生產成本。
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  “全國大部分大棚瓜菜氮素肥料用量偏高,形成‘營養過剩’和次生鹽漬化,還加劇了土壤結構破壞、多種養分供應失衡以及土壤酸化危害,解決設施土壤‘營養過剩’問題是一項長期性的艱苦工作。”錢曉晴介紹說,揚州大學的“土壤醫院”也正在推進建設中,“醫院”主要面向兩類主體:地方農業技術推廣部門和設施農業從業主體。
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  據悉,該“醫院”將積*參與全國瓜菜綠色防控體系的建設與技術推廣,重點承擔土壤障礙快速診斷與精準治理方面的工作,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和在農產品中的積累數量,提高食品的安全品質。
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