土壤医生破解农田营养过剩难题

“多一些像钱教授这样的‘土壤医生’，我们发展新农业、建设新农村的底气就更足了。” 阳春三月，江苏省宿迁市泗洪县魏营镇大棚种植户魏秀江望着大棚外满车刚采摘下来的丝瓜、茄子、辣椒等农产品，笑得合不拢嘴。瞧着这大棚里忙忙碌碌，一派生机，有谁能想到在扬州大学环境科学与工程学院资源环境科学系主任钱晓晴教授带领团队驻村前，这里的大棚差点颗粒无收。

近年来，我国大棚蔬菜生产发展极为迅速，逐渐成为农业增效、农民增收的重要渠道。但随着大棚种植年限的增加，蔬菜种植普遍从“高产高效” 变成“低产低效”，不少瓜农为了促进生产，加大肥料的使用量，却陷入“越不长越施肥，越施肥越不长” 的生态怪圈。

为什么大棚瓜菜在连续种植几年后，就会出现光施肥不长个的现象呢？ 钱晓晴解释说，由于大棚土壤缺少雨水淋洗，养分经常随蒸发水移到表层，施用过多的肥料，如果不能及时被植物吸收利用，就会在土壤中很快积累起来。此外，瓜菜是特别喜肥又耐肥的植物，有些瓜菜在土壤中养分大量积累，甚至在轻度盐渍化情况下，长出的果实更香、更甜，使不少农民认为肥料越足，产量越高。为获得高收益，他们在种植大棚蔬菜时肥料的投入量通常是露天栽培的数倍，导致盐分在土壤表层积累。

大棚生产“营养过剩” 问题又称为土壤次生盐渍化，是指由于不合理的耕作灌溉而引起的盐分积累在土壤表层的现象。实验表明，每亩农田残留的化肥养分只要达到200 kg，就可以使表层5 cm土壤中肥料离子的浓度达0.5%，部分植物生长就会受到影响，因为农作物喜欢的肥料离子总浓度仅在0.1%～0.3%之间。

“发生次生盐渍化的土壤会引发多种问题，不仅会导致瓜果蔬菜存活率低，还会造成作物大面积减产、品质恶化，直接影响瓜果市场供求和百姓健康。” 团队成员、扬州大学土壤医院专家、高级农艺师盛海君说，一般情况下，将土壤中大量存在的硝酸盐浓度降下来，就可以为植物生长提供基本条件。虽然目前已有施肥预防、生物除盐等多种缓解蔬菜大棚土壤次生盐渍化问题的方式，但都未能从根本上解决问题。

那么，破解土壤次生盐渍化难在哪儿？ 钱晓晴团队发现，土壤次生盐渍化是由于过量施用氮肥造成硝酸盐在土壤表面的累积，对于这一类土壤的修复应对症下药，不可盲目行动。研究需要从养分平衡角度出发，降低土壤中硝酸根的含量，既提高了氮肥利用效率，又改善了土壤结构。

钱晓晴说，根据微生物的碳氮互作原理，土壤中含有大量的硝酸根，是由于没有适当的碳源来接纳这种无机氮源。从理论上讲，只要土壤中存在合适的碳源，在微生物的参与下，无机氮就会被同化转变成有机氮，这个过程既可降低土壤溶液中的硝酸根含量，同时也会通过增加土壤有机质含量，减少盐分进入土壤溶液量，从而降低盐毒害。

实验证明，利用接种微生物的秸秆、米糠等含碳有机物料进行生态控盐的效果十分显著，不仅可以有效降低土壤硝酸盐含量，还能有效利用土壤盐分，降低肥料使用量，可从根本上解决设施蔬菜土壤次生盐渍化问题，在对作物秸秆回收高效再利用的同时，让“秸秆回田” 变得更有价值。

目前，该项技术已获得了国家发明专利，并作为核心技术之一被江苏省农业技术推广总站列入全省“轮控改替” 设施蔬菜绿色高效生产技术体系，在江苏南京、无锡、宿迁等10多个城市蔬菜示范基地推广实施。经检测，土壤中硝酸盐的浓度最多可降低97.1%，平均能使保护地设施使用年限增加60%，降低生产成本13%，不仅从根本上解决了设施蔬菜地土壤次生盐渍化问题，同时还增加了土壤有机质含量，产生了良好的经济效益、社会效益和生态效益。

“目前全国大部分大棚瓜菜种植肥料用量普遍偏高，解决设施土壤退化问题是一项长期性的艰苦工作。” 作为首席专家钱晓晴对此颇为担忧。他说，目前扬州大学的“土壤医院” 正在推进建设中，该“医院” 将参与全国瓜菜绿色防控体系建设推广，负责土壤障碍快速诊断与精准治理项目，为农民提供保护地土壤改良新技术，延长保护地设施使用年限，减少硝酸盐对周边水体的污染威胁及在作物体内尤其是农产品中的积累数量，提高食品安全品质。

文章来源：《湖南工程学院学报（社会科学版）》 网址: http://www.hngcxyxb.cn/qikandaodu/2021/0728/731.html