躬身大地打通土壤改良工程化產(chǎn)業(yè)化“最后一公里”
——專訪國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心副主任周靜

本刊記者|師建霞 文/攝

躬身大地打通土壤改良工程化產(chǎn)業(yè)化“最后一公里”
——專訪國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心副主任周靜

本刊記者|師建霞 文/攝

導(dǎo) 語：周靜認(rèn)為，九牛崗案例最大亮點(diǎn)在于“把碎片化的研究成果變?yōu)榧夹g(shù)、技術(shù)參數(shù)并工程化應(yīng)用”。

周靜博士查看能源草的葉子。

2016年，隨著“土十條”及各地將包括土壤在內(nèi)的環(huán)境治理列入政府考核的重要指標(biāo)等一系列政策相繼出臺(tái)，我國土壤尤其是農(nóng)田土壤的污染現(xiàn)狀及改良修復(fù)技術(shù)成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)難點(diǎn)問題。在第3個(gè)“世界土壤日”到來之前，記者親赴江西，對(duì)國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心副主任周靜進(jìn)行了專訪，并對(duì)由其主持的土壤改良及重金屬污染修復(fù)示范區(qū)進(jìn)行了走訪調(diào)研，以期從中找出我國農(nóng)田修復(fù)治理過程中的一些先進(jìn)的觀念和經(jīng)驗(yàn)。

國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心（下簡(jiǎn)稱紅壤中心）是科技部審核批準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)唯一一個(gè)以土壤改良為核心的工程技術(shù)研究中心，以江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院為依托，圍繞國家糧食安全、生態(tài)安全、食品安全等戰(zhàn)略需求，針對(duì)我國紅壤地區(qū)生態(tài)失衡、地力退化、水土流失嚴(yán)重、改良技術(shù)工程化水平低等問題，強(qiáng)化紅壤改良技術(shù)的工程化、產(chǎn)業(yè)化和成果轉(zhuǎn)化的技術(shù)聚集、孵化推廣和高端研發(fā)人才培養(yǎng)基地。

紅壤區(qū)域生產(chǎn)力提高潛力巨大

因身為中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員，同時(shí)還是設(shè)在江西鷹潭的中國科學(xué)院紅壤生態(tài)實(shí)驗(yàn)站副站長(zhǎng)，負(fù)責(zé)江西紅壤地區(qū)科學(xué)與技術(shù)等研究工作、承擔(dān)相應(yīng)的課題，周靜兼任國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心副主任、江西省土壤重金屬污染生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)研究中心主任。他解釋說，紅壤中心成立的原因，主要是當(dāng)時(shí)我國紅壤地區(qū)實(shí)驗(yàn)的比較多，可技術(shù)集成特別是技術(shù)的工程化及工程化的參數(shù)研發(fā)太少。再加上紅壤在我國的土壤資源，特別是在農(nóng)業(yè)土壤資源中，占有非常重要的地位——紅壤區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中第一生產(chǎn)力很高，如光、熱、水資源比較豐沛，再加上土壤資源，可以產(chǎn)生很高的生產(chǎn)力。曾經(jīng)有評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)說，每年單位公升的生物量標(biāo)志的生產(chǎn)力，紅壤區(qū)域約為華北平原的2.6倍、東北三江黑土區(qū)的1.4倍，是三北地區(qū)如新疆綠洲地區(qū)的5.3倍。這個(gè)數(shù)據(jù)或許不太準(zhǔn)確，但足以顯示比對(duì)趨勢(shì)。

因?yàn)樗疅嶝S富，一年可以種兩季或者三季（海南島也是紅壤，就可以種三季），亞熱帶地區(qū)可以種兩季或兩季半——兩季早稻、晚稻，雙晚再加上一季冬季作物，兩年四熟或五熟制，這樣就可以比北方的生產(chǎn)力要高得多。北方地區(qū)如有“國家糧倉”之稱的的黃淮海平原地區(qū)一年最多兩季，麥稻、或麥玉一年一熟制。

同時(shí)，我國的紅壤區(qū)域面積較大。廣義的紅黃壤區(qū)域面積（長(zhǎng)江以南、云貴高原以東）大概在113萬平方公里，典型的紅壤需改良區(qū)域面積約為80萬平方公里，約占我國陸地面積十二分之一強(qiáng)（我國960萬平方公里的國土面積，還包括一些荒漠等非耕種區(qū)）。

不容忽視的是，土壤的障礙因素，如紅壤的酸性、養(yǎng)分含量低、聯(lián)結(jié)、結(jié)構(gòu)差等也制約了紅壤生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的發(fā)揮。

通俗而言，如果把土壤資源改良好以后，紅壤區(qū)產(chǎn)出的谷物數(shù)量比其他地區(qū)要高。那么農(nóng)民的收入，按照通俗算法就是單位畝產(chǎn)要高得多。研究紅壤區(qū)土壤修復(fù)及持續(xù)健康、保證農(nóng)產(chǎn)品的持續(xù)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，對(duì)保證我國的糧食安全具有重要意義。

工程化、產(chǎn)業(yè)化成為土壤修復(fù)研究的“最后一公里”

“應(yīng)該說，我國科學(xué)界對(duì)土壤及土壤修復(fù)治理的研究很多，但研究的多，工程化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的少。關(guān)于紅壤地區(qū)土壤改良的技術(shù)、產(chǎn)品、模式等均還不夠強(qiáng)。”周靜總結(jié)說。因此，科技部批準(zhǔn)設(shè)立了國家紅壤工程技術(shù)研究中心，目的就是把此前針對(duì)紅壤的一些碎片化研究，升級(jí)為規(guī)?；?、系統(tǒng)化、工程化研究，從而成為一個(gè)鏈條式研發(fā)基地、人才的集聚培育的平臺(tái)。

紅壤中心本身要做的工作很多，比如改良材料的研發(fā)，如專用肥料、土壤調(diào)理劑等，此外還要進(jìn)行技術(shù)的集成。比如退化紅壤生態(tài)恢復(fù)技術(shù)、污染土壤治理與修復(fù)技術(shù)，以及將產(chǎn)品與技術(shù)進(jìn)行工程化集成——將技術(shù)、技術(shù)參數(shù)、工程應(yīng)用參數(shù)串起來，設(shè)計(jì)什么樣的方案，使用什么樣的材料，施用量，施用時(shí)間，技術(shù)和參數(shù)的差異化研究，不同區(qū)域比如湖南和江西間方案的調(diào)整等。此外，通過工程中心和工程案例把很多技術(shù)人才匯集在一起，經(jīng)常研討，溝通信息，相互促進(jìn)提高，從而最終形成一流的技術(shù)理念和頂層設(shè)計(jì)、先進(jìn)的技術(shù)模式、研發(fā)成果以及人才隊(duì)伍培養(yǎng)，這就是工程中心的目標(biāo)和使命。

還有，通過平臺(tái)建設(shè)，研發(fā)條件也有所提高，能引進(jìn)一些先進(jìn)的設(shè)備、提供人才激勵(lì)，強(qiáng)化科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等機(jī)制和體制管理創(chuàng)新，提高紅壤中心的管理水平。周靜認(rèn)為，管理水平的提高，是我國中西部地區(qū)工程中心普遍存在的問題。所謂的“制定了某種管理或保障措施”，這樣的管理水平還是較低水平。真正的高管理水平應(yīng)該是：促進(jìn)工程中心開放式、技術(shù)配套式應(yīng)用水平的提升——通過中心平臺(tái)，激勵(lì)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)的工程化應(yīng)用，在體制上進(jìn)行創(chuàng)新，吸引人才，鼓勵(lì)開展工程化應(yīng)用后的示范和推廣。

原來的不毛之地，目前多種綠植參差不齊。圖片中央被圍檔的小區(qū)，就是治理前的樣子。

案例彰顯的重金屬污染修復(fù)與工程化治理理念

周靜一再重申，工程技術(shù)研究中心作用的重心一定是在各研究領(lǐng)域的工程應(yīng)用及示范推廣上。談及工程應(yīng)用，就會(huì)有案例?！敖~貴治周邊區(qū)域九牛崗?fù)寥佬迯?fù)示范項(xiàng)目”就是紅壤中心對(duì)重金屬污染區(qū)土壤修復(fù)工程化、產(chǎn)業(yè)化和污染區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)安全研究的典型說明。

江銅貴治周邊區(qū)域九牛崗?fù)寥佬迯?fù)示范項(xiàng)目，是由周靜主持建立的我國目前一次性修復(fù)與治理面積最大的重金屬污染土壤修復(fù)治理工程示范區(qū)。江銅集團(tuán)是江西銅業(yè)集團(tuán)的簡(jiǎn)稱，成立于1979年，是國內(nèi)銅精礦自給率最高的公司，也是國內(nèi)最大、最現(xiàn)代化的銅生產(chǎn)和加工基地，黃金、白銀、硒、碲、錸等稀貴金屬和硫化工的重要生產(chǎn)基地。

江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠在過去的生產(chǎn)過程中，通過三廢排放，對(duì)周邊環(huán)境如大氣、水、土及生產(chǎn)和居住環(huán)境造成污染。尤其是貴溪治煉廠周邊區(qū)域的九牛崗等地區(qū)，水稻田被污染后寸草不長(zhǎng)，只好荒廢，穿越九牛崗地區(qū)農(nóng)田的青龍溪重金屬和氮磷等超標(biāo)。從2012年春天開始，周靜帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在貴冶周邊被污染的土地上開展了規(guī)模化的污染土壤修復(fù)改良工程。

中科院江西紅壤實(shí)驗(yàn)站的實(shí)驗(yàn)室。

10月底，記者在九牛崗重度污染區(qū)土壤修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)看到，一片片不同品種的植物參差不齊地生長(zhǎng)著，其中還有框出來留做比對(duì)的未經(jīng)治理的原田地，如癩子疤一樣明顯。不遠(yuǎn)處，就是貴溪治煉廠廠區(qū)。在農(nóng)田下面的青龍溪邊，周靜開心地說：“你看這水已經(jīng)很清澈了，岸邊也都有植物長(zhǎng)了起來，固定了水土、美化了景觀，村民已經(jīng)當(dāng)這里是公園了，夏天的時(shí)候，大人和孩子們還會(huì)在青龍溪里面戲水。”就在不遠(yuǎn)處，因歷史上大氣污染使一些大樹枝杈枯死，在修復(fù)區(qū)郁蔥蔥的原野上突兀地劍指長(zhǎng)空。

周靜說，這里沒改良之前，就是留下來未修復(fù)的田地框格中間的那個(gè)樣子，寸草不生。因?yàn)橥ㄟ^大氣沉降、灌溉等，農(nóng)田中沉積了大量的銅鎘鉛砷等元素，導(dǎo)致成了不毛之地。失去植被后，揚(yáng)塵、水土擴(kuò)散更嚴(yán)重。南方雨水多而大，污染物經(jīng)過水土直接流入信江進(jìn)入鄱陽湖和長(zhǎng)江，污染面擴(kuò)散更大。

面對(duì)如此大面積重污染的土壤修復(fù)治理工程，周靜給我們講述了工程化過程的研發(fā)之路。

早在本世紀(jì)初，周靜就和所在的中科院南京土壤研究所的科學(xué)家們對(duì)貴冶周邊的污染土壤進(jìn)行了修復(fù)/改良研究，對(duì)污染修復(fù)材料、修復(fù)植物選擇等進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)和溫室盆栽試驗(yàn)，獲得了能滿足植物生長(zhǎng)的修復(fù)改良劑的原材料及其配方，后來到九牛崗地區(qū)荒蕪的農(nóng)田里進(jìn)行小區(qū)試驗(yàn)。

“小區(qū)試驗(yàn)進(jìn)行了三個(gè)階段，第一個(gè)階段為修復(fù)改良材料的適應(yīng)性階段。在室內(nèi)研究的有修復(fù)效果的十幾個(gè)修復(fù)材料在小區(qū)里進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果只有3-4個(gè)材料才有良好的效果，我們就把這3-4種材料繼續(xù)試驗(yàn)驗(yàn)證；第二階段為修復(fù)材料和技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)階段，就是對(duì)有修復(fù)效果的3-4種材料的用量和修復(fù)植物進(jìn)行選擇試驗(yàn)，看看有效果的材料用多少量是合理的、經(jīng)濟(jì)劃算的。第三階段是在第一和第二階段基礎(chǔ)上，繼續(xù)對(duì)有修復(fù)效果改良材料進(jìn)行長(zhǎng)效性和修復(fù)效果的評(píng)價(jià)，獲取修復(fù)材料配方、用量、施用方法、土壤質(zhì)量恢復(fù)評(píng)價(jià)等技術(shù)參數(shù)。經(jīng)歷這三個(gè)階段后，在2012年春天開展了土壤修復(fù)治理工程實(shí)踐?！敝莒o詳細(xì)地闡述了該示范區(qū)的修復(fù)思路和道路。

也就是說，自本世紀(jì)初，很多科學(xué)家就開始了基于貴冶周邊區(qū)域土壤污染修復(fù)治理從基礎(chǔ)研究、技術(shù)參數(shù)研發(fā)，到污染土壤修復(fù)效果評(píng)價(jià)，從實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)和盆栽試驗(yàn)到田間的小試中試，多方調(diào)研、試驗(yàn)，探索治理方法。而工程化應(yīng)用改良，卻始于2012年。當(dāng)年一次性開展了2500多畝的農(nóng)地修復(fù)與治理工程，從當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)和報(bào)道來看，是我國一次性修復(fù)面積最大的重金屬污染土壤治理工程示范區(qū)。

周靜介紹說，2011年前，來這里的科研人員，多是調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)研究，形成學(xué)術(shù)論文發(fā)表。但是真正把這些研究成果“組裝”、提煉、集合在一起變成修復(fù)材料原配方的模型，再把這個(gè)模型不斷地通過實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)，形成真正的原材料的配方，卻是2012年后。這個(gè)配方的主要目的是首先讓植物能長(zhǎng)起來，還要考慮在這個(gè)過程中，材料的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、投入量、施用效果，以及施用后對(duì)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)，比如不能以污染治污染，盡可能地避免二次污染。在這種思路下，尋找材料及使用方法，尋找能夠適宜成活的植物，以及這些植物的栽培技術(shù)，甚至后期工程量的核定，甚至各種技術(shù)進(jìn)入小區(qū)土壤后，技術(shù)參數(shù)、施用量、施用時(shí)間、施用深度、翻地深度、整地、材料生產(chǎn)制造過程，農(nóng)民的易操做性、成本，這些都是工程化應(yīng)用中必須要考慮的問題。就連這些修復(fù)植物，因富含重金屬，還要考慮收割后的安全處置問題——目前用的最多的能源植物巨菌草，送給了附近的生物質(zhì)電廠發(fā)電。

如果不計(jì)成本，成本太高，研究就沒意義，中國目前經(jīng)濟(jì)狀況也不允許這么做，必須考慮各個(gè)方案的性價(jià)比。在材料、方法、技術(shù)參數(shù)、成本、農(nóng)民會(huì)用等評(píng)價(jià)下，篩選最合理的，而不一定是修復(fù)效果最好的方案，最后形成一個(gè)流程化、配套化的研究成果。在這個(gè)基礎(chǔ)上，組織工程實(shí)施，包括群眾的組織、公眾的參與，政府的引導(dǎo)，如果有企業(yè)參與，還要考慮企業(yè)利益和分配，如誰來制造生產(chǎn)材料，誰來組織工程實(shí)施，上下游企業(yè)如何對(duì)接等。

目前，九牛崗修復(fù)區(qū)已選擇了4種修復(fù)材料，23種修復(fù)植物，吸納了三四家材料公司，3個(gè)鎮(zhèn)、15個(gè)村民小組參與。所以，土壤改良與污染治理技術(shù)工程化應(yīng)用過程中，有一些是科研人員思路做的事，還有一些是企業(yè)家做事的思路和方法。

效果還是很明顯的。整個(gè)項(xiàng)目區(qū)，2500多畝土地從不毛之地，到植被完全恢復(fù)，“我們?cè)瓉碓O(shè)定的目標(biāo)是85%以上的蓋度，所以我比較滿意”，周靜開心地笑了。

4年時(shí)間，該工程投入將近4000萬元，換回了植被蔥蔥，溪水清清，還有在工程化研究的基礎(chǔ)上，形成一系列重大意義的研究報(bào)告、咨詢報(bào)告。如由周靜執(zhí)筆的《我國土壤污染重點(diǎn)難點(diǎn)問題及治理對(duì)策》，被中辦《觀點(diǎn)摘編》全文刊用。又如《關(guān)于建立全國重金屬污染綜合實(shí)驗(yàn)示范區(qū)的建議報(bào)告》通過中國科學(xué)院上報(bào)給國務(wù)院，國務(wù)院多位領(lǐng)導(dǎo)同志給予批示。此外，他還多次接受新華社、中央電視臺(tái)、人民日?qǐng)?bào)的采訪。

周靜認(rèn)為，九牛崗案例最大亮點(diǎn)在于“把碎片化的研究成果變?yōu)榧夹g(shù)、技術(shù)參數(shù)并工程化應(yīng)用”。但在此過程中，一些參與的科研人員感覺有點(diǎn)“吃虧”——研究工程化過程出論文比較慢，出的少，工程化產(chǎn)業(yè)化又要牽涉很多精力和時(shí)間去組織各種關(guān)系，根據(jù)現(xiàn)有的科研人員考評(píng)機(jī)制，是比較“吃虧”的。而從事農(nóng)業(yè)科技與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的技術(shù)或工程研發(fā)，又是最終解決實(shí)際問題的必經(jīng)之道，這部分人做出了極大的奉獻(xiàn)。

從這個(gè)角度講，國家工程技術(shù)中心其重要意義恰恰在于解決了從研發(fā)到解決實(shí)際問題中最后也是最關(guān)鍵一步。

九牛崗區(qū)域外，周靜博士帶頭的紅壤中心工作人員，還開展了一片中輕度重金屬超標(biāo)污染農(nóng)田的修復(fù)試驗(yàn)示范工作，目的是讓這些類型的農(nóng)田能夠安全高效利用，達(dá)到稻米安全生產(chǎn)。通過這幾年的初步工作，從目前實(shí)驗(yàn)效果看，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。這項(xiàng)工作也得到了農(nóng)業(yè)部和江西省有關(guān)部門的大力支持。

周靜并不滿足于現(xiàn)在的成就，他說：“我認(rèn)為還沒有做好，只是相對(duì)以前有了較大的進(jìn)步。我們的工程研究還在繼續(xù)，沒有止境。”

人物檔案

周靜，男，博士，中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院紅壤生態(tài)實(shí)驗(yàn)站副站長(zhǎng)；兼任國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心副主任、江西省重金屬污染生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)研究中心主任、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）農(nóng)業(yè)環(huán)境專家等。長(zhǎng)期從事土壤學(xué)、污染生態(tài)學(xué)和環(huán)境工程研究與技術(shù)研發(fā)。近年來，承擔(dān)了多項(xiàng)如國家重金屬污染防治專項(xiàng)、“973”、“863”、國家科技支撐計(jì)劃等課題；參研成果多次獲國家和省部級(jí)科技獎(jiǎng)；在土壤重金屬污染治理技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)、酸沉降對(duì)土壤環(huán)境影響及土壤酸化治理技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)等方面做了一定的工作和貢獻(xiàn)，主持建立了我國目前面積最大的重金屬污染土壤修復(fù)治理工程示范區(qū)。提出了“重度、中度、輕度重金屬污染土壤分類分級(jí)修復(fù)治理的技術(shù)指標(biāo)”，創(chuàng)立了新的污染土壤修復(fù)模式。提出了“重金屬污染土壤調(diào)理改良——植物修復(fù)——農(nóng)藝生態(tài)調(diào)控技術(shù)模式”和建立的工程示范基地，撰寫多篇有關(guān)我國土壤重金屬污染治理技術(shù)和土壤環(huán)境修復(fù)技術(shù)咨詢報(bào)告，分別被中辦“觀點(diǎn)摘編”、“中國科學(xué)院專報(bào)信息”等采錄及中央領(lǐng)導(dǎo)同志閱批，工作實(shí)績(jī)被人民日?qǐng)?bào)新華社等多次報(bào)道。