集成技術(shù)模式效果好助力解決增產(chǎn)和環(huán)保難題

劉趁

近日，在河北省辛集市天宮營鄉(xiāng)王下村，一片特殊的田塊正接受“檢閱”，河北省土壤肥料學(xué)會組織對課題“黃淮海北部集約化農(nóng)區(qū)氮素面源污染發(fā)生過程與調(diào)控機(jī)制”集成的“控-減-用”技術(shù)模式應(yīng)用效果進(jìn)行現(xiàn)場測評。經(jīng)過現(xiàn)場實收，測產(chǎn)結(jié)果出爐：示范區(qū)小麥較常規(guī)地塊增產(chǎn)11.5%。

對于這個結(jié)果，項目負(fù)責(zé)人、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)原校長介曉磊感到超出預(yù)期。就像在場的大多數(shù)人一樣，測產(chǎn)前他們甚至對產(chǎn)量表現(xiàn)出些許擔(dān)憂，原因是該地塊所處的黃淮海北部集約化農(nóng)區(qū)面臨著面源污染嚴(yán)峻形勢，土壤肥力較低，而且示范田減少了15%的氮肥投入，大幅增產(chǎn)顯得更加來之不易。

生態(tài)功能脆弱? 亟需推行可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)

黃淮海平原地勢平坦、河湖眾多，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)核心功能區(qū)。然而，長期高度集約化生產(chǎn)使黃淮海北部集約化農(nóng)區(qū)生態(tài)功能脆弱，面源污染形勢嚴(yán)峻。

“這片農(nóng)區(qū)耕種強(qiáng)度大，復(fù)種指數(shù)高，幾十年來得不到休養(yǎng)生息，再加上農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入量高，使得農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險逐漸加大?！苯闀岳诮榻B，尤其是農(nóng)田氮肥投入量高，氮素淋失加重，過量的氮素會向地下水遷移，污染地下水，危害人體健康。

“地下水一旦被污染是很難恢復(fù)的，因此要防止未被植物吸收利用的氮素造成污染，在生產(chǎn)過程中盡量讓氮素被植物吸收，避免排放到空氣中或淋溶到地下水?！鞭r(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所研究員周其文說。

此外，黃淮海北部集約化農(nóng)區(qū)還面臨大水大肥、土層較薄、土壤肥力較低、畜禽養(yǎng)殖密度高、種養(yǎng)循環(huán)基礎(chǔ)薄弱等突出問題，推進(jìn)綠色高效農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展勢在必行。

“黃淮海北部集約化農(nóng)區(qū)是小麥、玉米口糧的主產(chǎn)區(qū)，保障國家糧食安全，尤其是口糧安全至關(guān)重要、意義重大。”周其文介紹，該課題由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所負(fù)責(zé)，2021年起，課題針對黃淮海北部農(nóng)區(qū)氮素面源污染特征，突破氮肥減施、控水阻淋及資源高效利用等技術(shù)瓶頸，在確保小麥、玉米產(chǎn)量不降低，甚至還有提高的基礎(chǔ)上，保證環(huán)境健康、生態(tài)安全，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

集成多種農(nóng)業(yè)技術(shù)

用三字秘訣破解污染難題

走進(jìn)項目位于王下村的麥田，一塊塊指示牌豎立在田間，十余種試驗正在同步進(jìn)行。

介曉磊介紹，對氮素面源污染發(fā)生的地區(qū)，既要保證糧食安全和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，還要保證土壤、地下水、大氣的健康和環(huán)境的安全，這本身是一對矛盾。針對此類復(fù)雜的技術(shù)難題，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所、中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南省農(nóng)科院、中科院遺傳發(fā)育所等十余家單位協(xié)同攻關(guān)，跨界融合。在綜合技術(shù)示范田里，集成了基于秸稈還田深翻與有機(jī)無機(jī)配施的氮素限量控制技術(shù)、水肥一體化技術(shù)等一整套技術(shù)，概括起來即三個字——控、減、用。

有效控。當(dāng)土壤中殘留的氮過多，一旦遇到大雨或者灌溉水量大，氮素會逐漸隨水向地下遷移。當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)大水漫灌每畝耗水量高達(dá)60-80立方米，如今通過滴灌技術(shù)，精準(zhǔn)控制農(nóng)田用水，每畝灌溉用水不超過30立方米，節(jié)水的同時也降低了氮素淋溶風(fēng)險。

科學(xué)減?！扒f稼一枝花，全靠肥當(dāng)家，作物生長沒氮不行，高氮也不行?！焙幽限r(nóng)業(yè)大學(xué)教授王同朝說，綜合技術(shù)示范田從源頭減施氮肥，采取跨季、跨年度施肥，減少化學(xué)肥料投入15%。為保證植物對氮的養(yǎng)分需求，團(tuán)隊加快研發(fā)新型控釋肥，可隨作物生長需求不斷釋放，只需施一次肥，就能滿足作物整個生長期營養(yǎng)需求。

高效用。土壤固氮功能關(guān)系到氮素流失。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所研究員張貴龍介紹，為改善土層健康狀態(tài)，示范田充分利用秸稈資源，連續(xù)三年將小麥秸稈全部覆蓋還田，玉米秸稈粉碎后旋耕，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)。此外，示范田高效利用畜禽糞污資源，在夏玉米行間套種大豆作為綠肥，提高土壤固氮能力，麥玉周年畝產(chǎn)能達(dá)到1200-1350公斤。

測產(chǎn)這天，辛集市最高氣溫達(dá)到40℃。炎炎烈日下，測產(chǎn)專家對技術(shù)示范區(qū)和農(nóng)民對照區(qū)進(jìn)行聯(lián)合收割機(jī)實收測產(chǎn)。通過收割、稱重、測水等環(huán)節(jié)，測產(chǎn)專家組組長、中國農(nóng)科院研究員白由路宣布了測產(chǎn)結(jié)果：在氮肥投入量減少15%的情況下，綜合技術(shù)示范區(qū)小麥畝產(chǎn)731.4公斤，較常規(guī)地塊增產(chǎn)11.5%。

不僅如此，試驗示范前，團(tuán)隊對當(dāng)?shù)赝寥肋M(jìn)行了2米深的取樣，證明淋溶深度已經(jīng)達(dá)到1米以下。如今，在0-100厘米土體范圍內(nèi)，冬小麥和夏玉米收獲后氮15同位素在土壤中的殘留以0-60厘米為主。

這組數(shù)據(jù)說明什么？專家解釋，小麥、玉米收獲后，土壤中殘留的氮主要分布在60厘米土層以上，沒有淋出土體，并且60厘米內(nèi)殘留的氮對下茬作物仍然有效。據(jù)測算，與農(nóng)戶對照田相比，示范田減少氨揮發(fā)41%，降低硝態(tài)氮淋溶44%，減少了氮素向地下水的遷移污染，有效遏制了面源污染，為區(qū)域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展打造了“辛集樣板”。

介曉磊認(rèn)為，該項目是良種、良法、良田、良機(jī)、良制“五良”融合及配套栽培技術(shù)的集成應(yīng)用，實現(xiàn)了糧食安全和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的雙重目標(biāo)，今后要加大技術(shù)推廣應(yīng)用，助力農(nóng)業(yè)面源污染治理新升級，向綠色低碳轉(zhuǎn)型。

“我們希望通過項目實施，為北方集約化農(nóng)區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)制出一套完整系統(tǒng)的模式，保障糧食安全。接下來將進(jìn)一步加大試驗研究和示范推廣，讓階段性的成果發(fā)揮出更大效益。”張貴龍說。（來源：《農(nóng)民日報》）