既要绿水青山,也要金山银山,二者如何兼得?这是新时代中国农业面临的机遇与挑战。

        国以农为本,农以土为本,近年国家大力实施土壤污染防治行动计划,解决了一批重大环境污染问题,生态环境持续好转,但资源环境保护之路任重道远,需持之以恒。

        广东省农业科学院农业资源与环境研究所(下简称“资环所”)致力于广东农业资源环境保护和生态建设技术研究近30年,一直为守护广东的“绿水青山”默默做着贡献。

        面对广东存在的严峻农业生产环境问题,资环所的专家们从“防控”和“治理”入手,严控农业面源污染,创新农田重金属污染修复技术,研发高效低污染的农资投入品,开展废弃物处理“变废为宝”研究,推广绿色生态栽培技术……用科技创新服务“三农”。

        近日,南方农村报记者深入资环所,了解专家们深耕这片土地的辛酸与喜悦。

        致力修复重金属污染农田

        “国内土壤污染问题严峻,但并非不可逆转。”资环所副所长艾绍英认为,随着政府及公众对此越来越重视,防治力度加大,一切还来得及。

        土壤重金属污染是最常被提及的。工业废气沉降、废水污灌、固体废弃物,以及农药、化肥和地膜等农用物资的滥用等,都可能造成土壤重金属污染。艾绍英说,广东地区土壤偏酸性,重金属极易活化被作物吸收,加之珠三角城市圈工业发达,土壤重金属含量高,修复难度较大。

        自2004年起,艾绍英带领重金属污染修复研究团队针对广东典型重金属中、轻度污染农田开展研究与修复工作。

专家在田间开展土壤重金属污染修复工作

        “重金属本身不能被降解,关键是要将其转变成不被吸收的形态,以此降低农作物对其吸收和累积。”艾绍英介绍。他们把研究方向锁定在植物营养上,根据作物营养需求特性开发营养型相关技术产品,使用起来既不影响作物正常生长发育,又能有效降低农作物重金属含量。

        经过多年的摸索,艾绍英带领团队创新集成出“重金属污染农田农艺综合修复技术”。该技术2017年被认定为农业部和广东省农业主推技术,目前仍是广东省最受欢迎的农业主推技术之一。“重金属污染修复是一个多管齐下的过程。”艾绍英说,他们还研制出修复专用肥、营养型阻控剂等重金属修复产品,比如在肥料中按比例加入吸附性强、含有天然养分的矿物类固定住重金属。

        农业面源污染治理也是艾绍英团队的主攻方向。目前,农业面源污染治理已进入攻坚克难阶段。就广东而言,由于人均土地面积仅占全国平均水平的1/4,集约化农业迅速发展给区域农业面源污染防治工作带来了挑战。

        艾绍英带领研究团队承担了第一次全国污染源普查广东省农业源产排污系数测算工作,基本摸清了广东典型种植系统和养殖业的氮磷面源污染特征。

        “我们经常要蹲田间地头,尤其是暴雨天,别人都往屋里躲雨,我们却要往田间跑,第一时间收集有效数据。”艾绍英说,基于广东省种植系统面源污染的持续监测,团队在省农业厅的支持下建立了覆盖全省的农业面源污染国控监测网点,着力研发以化肥减量、有机替代等多种面源污染源头控制实用技术,为区域面源污染防治提供有力的技术支持。

        推广一次性施肥技术增效

        过度施肥被认为是造成农业面源污染的主要原因之一。资环所土壤与肥料研究室主任唐拴虎指出,肥料对于作物增产功不可没,但过量或不合理使用肥料造成的生态环境问题也同时存在。因此,在农业生产中,防控农田面源污染,首先要从安全施肥开始。

        唐拴虎带领团队专注于土壤改良、土壤培肥及水稻一次性施肥技术研究。他提出,“技术一定要物化于产品”,从上世纪90年代研发水稻专用肥,到最终形成完善的“水稻一次性施肥技术”,20多年来,他一直致力于水稻的轻简化施肥技术推广。

        据唐拴虎介绍,华南双季稻一次性施肥新技术成果是应用缓控释肥、稳定性肥料作为载体,利用养分缓控释技术或稳效技术延长养分释放时间,使养分释放速率吻合于水稻的需养规律。这种肥料可作基肥一次性供给水稻,具有养分针对性强、肥效期长、使用简单、省工节肥、增产增收效果稳定等突出优点。

专家指导农户富硒肥操作

        全程只施一次肥料,真的可以保证水稻不减产吗?唐拴虎解释说:“我们研发的缓控释肥完全能满足水稻本田期对养分的需求,可为水稻根系的旺盛生长提供良好的营养环境,根系生长反过来又能促进其他养分的吸收。”据统计,资环所研发的水稻缓控释肥产品在整个华南片区推广面积超过3000万亩,仅示范就开展了近500点次,覆盖广东梅州、湛江,广西桂林、北海,海南中北部等地区,示范效果喜人——水稻平均增产率为11.2%,平均增收节支合计为105.17元/亩,每亩可稳定增收50元的示范点次超过95%。“这充分说明,一次性施肥技术不仅能省工省肥,还具有显著稳定的增产增收效果。”唐拴虎自豪道。

        而这项技术,十多年来也为资环所斩获了诸多荣誉,“新农科”控释肥两度被评为广东省名牌产品,先后获得广东省专利优秀奖、广东省科技进步奖。但唐拴虎团队并未满足于此,还在继续研发、提升和创新水稻一次性施肥技术。他们在该技术的基础上,先后研发了控释BB肥、富硒型水稻稳效肥等技术产品,而且这些产品的价格一直比较亲民,明显低于市场同类产品。

        资环所所长徐培智表示,该所所有科学研究成果及技术转换都是以降低土壤环境污染,提高耕地质量,推动广东农业发展为初衷。“一次性施肥技术是最能减轻面源污染的技术产品。让农户学会安全合理施肥,才是防控面源污染最有效的措施。”

        好氧堆肥变农废弃物为宝

        畜牧养殖一直是面源污染的制造“大户”。如何将畜禽粪便在内的农业废弃物进行有效处理,变废为宝,是顾文杰及其团队一直在研究的问题。

        作为资环所废弃物处理研究带头人,顾文杰从2008年开始研究生物堆肥,后带领团队主要开展废弃物生物处理和资源化利用技术研究。“农业废弃物是放错了地方的资源,实际上其蕴含丰富NPK、有机质等营养物质,完全可以再利用起来。”顾文杰表示。据估算,全国每年产生畜禽粪污38亿吨,综合利用率不到60%；每年产生秸秆近9亿吨,未利用的约2亿吨。

        好氧堆肥是有机废弃物生物处理的一种良好方式,是实现有机固体废弃物减量化、无害化和资源化的重要途径。堆肥的实质是微生物参与氧化有机物质,促进有机物质矿化与腐殖化的过程,最终形成稳定的产物。好氧堆肥是根据堆肥原材料性质,筛选出可以快速降解纤维素、蛋白、淀粉的功能菌株以及可在90℃高温下生长的嗜热菌,通过外源添加微生物菌剂可加速废弃物的分解,提高堆肥效率,缩短堆肥时间。但该技术的瓶颈问题是高温条件下的臭气释放。顾文杰说,他们正在寻找新的突破口,通过过程控制和终端处理技术有效解决堆肥臭气释放问题。

专家指导珠海某有机废弃物处理示范基地

        好氧堆肥形成的产品就是有机肥。有机肥包含作物生长所需要的氮、磷、钾和中微量元素,还有丰富的有机质。长期应用有机肥,有助于改良土壤、提升土壤pH、优化土壤微生物群落结构、改善土壤理化性质等。目前他们已和广州、梅州、湛江、惠州、翁源等地的企业达成合作,指导企业开展废弃物处理,进行厂房规划建设、设备选择、工艺设定、配方优化等有机肥产品生产工作。

随着乡村振兴战略的推进,农业废弃物资源化利用已经成为农村环境治理、实现乡村生态振兴的重要内容。为了实现与新农村建设的对接,顾文杰团队除了开展养殖废弃物处理,还开始着手农村地区的居民生活垃圾、餐厨废弃物、药渣秸秆等研究处理,希望助力乡村打好环境攻坚战,为农村的发展贡献一份力量。

        人物

        徐培智:研发绿色技术改善农村生态

        “如何改善农村生态环境,助力乡村振兴,是我们所一直在思考的问题。”徐培智所长(上图右)说,资环所将加强以农田重金属污染土壤修复、新型肥料研发、固体废弃物资源化利用为重点研究方向的科研体系建设,为促进现代农业科技进步提供技术和人才支撑,为广东农业农村发展作出新贡献。

         徐培智介绍说,目前,省农科院主攻绿色栽培技术,这也正是资环所在开展的研究工作。在整个作物栽培过程中,首先要考虑农药、化肥的减量施用和高效利用,其次农资投入品必须绿色化,起码不能造成土壤的二次污染,第三在绿色栽培或绿色种养中,要注重废弃物处理。

        种养结合是绿色栽培的典型模式,资环所在梅州设置的种养结合推广示范反响很好。通过在猪场附近大面积种植蔬菜来消纳猪粪,实现废弃物排量与种植面积的平衡,一方面解决了畜禽粪便对周边水体的污染问题,另一方面种植出来的蔬菜完全有机,品质较高。

        徐培智表示,解决农业生产的实际问题是农业科学研究的初衷。在新时代,要有新情怀,技术研究要更注重绿色生态,更注重解决人与自然的和谐问题。农业科学工作者应积极承担生态环境保护的责任。