環(huán)境保護部和國土資源部曾發(fā)布消息稱，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。面對日益嚴峻的土壤重金屬污染，山東省農(nóng)科院設立了“設施菜地土壤重金屬污染防治與質(zhì)量提升關(guān)鍵技術(shù)研究”課題。
摸清規(guī)律“對癥下藥”土壤污染修復已箭在弦上
只有干凈的土壤，才能生長出干凈的食物，然而，現(xiàn)實不容樂觀。糞便污染、煙塵、酸雨、霧霾天的多重夾擊，讓人類賴以生存的土地深受其害，一些“重災區(qū)”重金屬污染已成“公害”。如何給土壤“療傷”？帶著這個問題，讓我們走進山東省農(nóng)科院資源與環(huán)境研究所尋找答案。
土壤生病，病因在哪？
人會生病，土壤也會生病。山東省農(nóng)科院資環(huán)所副所長李彥博士介紹說，污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻、砷、鋅、銅、鎳等元素，這些污染物在土壤中移動性小，難于降解，通過食物鏈進入人體后，潛在危害很大。那么，這些重金屬是哪里來的呢？既有成土母質(zhì)等自然因素，也有人為干擾輸入，不合格的肥料和農(nóng)藥、污水灌溉、工礦企業(yè)的固廢等都造成重金屬污染。
環(huán)境保護部和國土資源部曾發(fā)布消息稱，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。同“七五”時期全國土壤環(huán)境背景值調(diào)查的點位坐標對比，鎘的含量在全國范圍內(nèi)普遍增加，在華北、東北和西部地區(qū)增加10%?40%。全國每年因土壤重金屬污染而減產(chǎn)的糧食達1000多萬噸，被重金屬污染的糧食也多達1200多萬噸，合計經(jīng)濟損失達200多億元。
面對日益嚴峻的土壤重金屬污染，山東省農(nóng)科院設立了“設施菜地土壤重金屬污染防治與質(zhì)量提升關(guān)鍵技術(shù)研究”課題。課題主持人李彥帶領(lǐng)她的創(chuàng)新團隊，正在為生病的土壤“療傷”。
課題組展開了多點取樣分析，重點對設施菜地的百余個樣本進行檢測，通過科學數(shù)據(jù)確定設施蔬菜土壤中的主導污染因子�！稗r(nóng)業(yè)投入品對設施菜地重金屬的貢獻率最大”。李彥解釋說，“經(jīng)分析得出，與土壤環(huán)境質(zhì)量標準對比，鎘含量的超標率隨棚齡的增加而增加。”
摸清規(guī)律，“對癥下藥”
防控土壤重金屬污染，首先要摸清重金屬的形態(tài)和分布規(guī)律，這樣才能有的放矢。
為了掌握重金屬在不同土層中的分布規(guī)律，課題組把0?50厘米的土層分層5層，分別測定重金屬含量，發(fā)現(xiàn)了三種現(xiàn)象：第一種是在0?50厘米土層中呈均勻分布，涉及鉻、鎳、銅、砷四種元素；第二種是集中分布在0?20厘米土壤的表層，20?50厘米土層中分別明顯減少，涉及鋅、鉛、鎘三種元素，鋅、鉛、鎘0?20厘米表層的平均濃度分別是20?50厘米土層的平均濃度的4.1、6.0、4.8倍；第三種是0?50厘米土層濃度由地表向下呈均勻下降趨勢，涉及汞元素，每10厘米土層濃度平均下降13%。
哪些產(chǎn)品能對重金屬污染有防控作用，李彥帶領(lǐng)課題組一邊從市場上尋找，一邊自己研發(fā)。2015年8月，“一種農(nóng)田重金屬污染土壤復合改良劑及其制備和施用方法”誕生，并申報了國家發(fā)明專利。這種改良劑成本低廉，配方簡易，可以對重金屬土壤進行有效修復，保證土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力。試驗示范結(jié)果表明，該產(chǎn)品對土壤中鎘、鋅有效態(tài)含量降低顯著，分別為33.51%、34.78%，較對照降低率分別提高8.41和6.63個百分點。
參與這項課題研究的還有山東省農(nóng)科院蔬菜花卉所研究員王克安，他重點進行了夏季休閑季節(jié)輪作對設施蔬菜重金屬、養(yǎng)分含量的研究，開展鎘對黃瓜、番茄等蔬菜品種生長脅迫的影響試驗，并在投入品源頭控制、重金屬鈍化劑、有機物還田、輪作調(diào)控等農(nóng)藝措施研發(fā)方面取得積極進展。
量身定做節(jié)肥增效
不科學的過量施肥，不但提高生產(chǎn)成本，浪費勞動力，而且也是導致土壤生病的一條重要原因。為解決這個問題，山東省農(nóng)科院資環(huán)所近年研發(fā)了“主要糧食作物一次性施肥技術(shù)”，針對不同作物品種，量身定做專用緩控釋肥料產(chǎn)品。在今年舉辦的小麥玉米一次性施肥技術(shù)現(xiàn)場觀摩會上，受到參觀群眾的青睞。
“小麥生育期長，從秋播到夏收有8個月，一次性施肥滿足不同生育期的生長需求不是件簡單的事情。”資環(huán)所專家譚德水博士介紹說，他們針對冬小麥、夏玉米、春玉米等作物的養(yǎng)分需求，通過調(diào)節(jié)膜材料種類和膜厚度，生產(chǎn)作物專用緩釋肥產(chǎn)品，無需追肥，項目協(xié)作組還開發(fā)出配套農(nóng)機產(chǎn)品，易于大面積推廣。冬小麥夏玉米全生育期一次性施肥，不追肥，小麥季節(jié)省勞動力1人/畝，玉米季節(jié)省勞動力1人/畝，肥料產(chǎn)品為顆粒狀，能夠與播種機聯(lián)用，實現(xiàn)了種肥同播。
這種緩釋肥還有一個優(yōu)點就是不會給土壤造成殘留污染，因為它采用了水性樹脂原位反應成膜技術(shù)。膜材料以水性樹脂為主體，配以營養(yǎng)型調(diào)控材料，以水為分散劑，無需回收溶劑，易生物降解，膜材料環(huán)保。不但成本低，而且產(chǎn)能高，肥料利用率提高7%?20%，有效減少了肥料養(yǎng)分流失對地表水體和地下水的污染。
在山東、河南和河北省進行了100多個點冬小麥施肥試驗，在減少20%氮肥的情況下，播種時一次施肥，平均增產(chǎn)5%左右；在東北春玉米和黃淮區(qū)夏玉米進行的30多點的施肥試驗表明，平均增產(chǎn)7%左右。
“土壤是我們?nèi)祟惿娴母荆巧a(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的物質(zhì)基礎，但是土壤不會說話，需要我們來替它爭取生存的權(quán)利，我們會盡全力去保護它。”采訪結(jié)束時，李彥動情地說。
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