“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?？烧l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。
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。
瓜棚生產“營養過剩”
當前，大棚瓜菜生產在我國發展極為迅速，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。
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。”
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。
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%。
“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、高級農藝師盛海君說，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。
破解土壤次生鹽漬化
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。
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。
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。
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。
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。
推進建設“土壤醫院”
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?；痉稇?。
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。
“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。
據悉，該“醫院”將積極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。 |
