作者:张双虎 来源:中国科学报 发布时间:2021/10/31 10:07:47
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“种”下一块布 土壤能“体检”

 

       文化衫腐蚀程度比较(部分)             活动组织者供图

从“内裤”到“背心”,一项颇具仪式感的探究和科普活动在全球范围先后举行。

为充分了解农田土壤中生物状态和土壤健康状况,从而制定相应的田间管理措施,中国农业大学资源环境学院、国家农业绿色发展研究院、中国土壤学会科普委员会和土壤健康工作组牵头,携手欧陆分析技术服务(苏州)有限公司,在7月举行了我国首次“文化衫探究土壤健康”活动。

目前,这项遍布全国,有超200家农场、农户参与的活动刚刚收尾,让我们一起来了解一下我国土壤的基本情况和活动的收获。

掩埋

大雨过后,田埂上还略有些湿滑。

山东精创理化检测有限公司总经理冀子红一行3人扛着铁锹和镢头,来到位于青州市盛达种植养殖合作社的种植基地。

“就这里吧。”冀子红指着一片空地说。

这里是当地颇有名气的有机种植基地,产出的猕猴桃和梨品质非常好。几步开外,就是一片普通的农田。

因为在土壤元素检测、土壤改良和修复、农残化验等领域工作了26年,冀子红在掩埋“文化衫”时,有着明晰的“比对”概念,她希望能弄清楚临近的两块地——有机种植地块和普通地块的土壤健康情况。

雨后的土壤非常松软。很快,一个50公分见方,30公分深的土坑就挖好了。一行人把土坑底部弄平,拿出纯棉文化衫,均匀铺在坑里,用细碎的土均匀覆盖上面,然后记下备注信息(当地概况、经纬度等),并在土坑旁做好标记。

“山东潍坊是农业区,这些年单纯追求高产的种植方式,使我们这边的土壤退化严重。”冀子红对《中国科学报》说,“我就是想借助这个活动,把我们这一边的土壤情况反馈给专家,也请专家指导我们如何更好地发挥土地的效益。”

长期从事农业服务工作,冀子红一直比较关注农业和土壤方面的活动,但她平时做得较多的是检测土壤中常量元素(氮、磷、钾)、微量元素和有机质、酸碱度,含盐量、重金属、农药残留等。发现这项活动的实验方法、检测目标、手段和自己日常的检测完全不同,她决定深入了解一下。

在进行土壤微生物状态和土壤健康探究活动前期,组织方将报名者联系在一起,创建了两个微信群组,以线上和线下两种方式进行实验培训,规定文化衫埋入土壤深度,埋藏周期,及其他注意事项,同时提高参与者对土壤保护的认知程度和积极性。培训结束后,根据参与者提供的坐标信息,寄出符合需求的文化衫200余件,并收集参与者反馈的埋藏时间、地点及埋入文化衫时的影像资料,进行记录整理。

活动原计划埋藏6至8周后取出,实际操作中,中国农业大学的研究人员发现,自己试验田里微生物“啃食”的速度很快,为防止文化衫彻底被腐蚀而影响判断土壤健康,组织方决定将埋土时间缩短到至5周,挖出文化衫并拍照、记录。

探究

“这是一项自发参与的活动,在国内是第一次。”中国农业大学教授张俊伶对《中国科学报》说,“国外这样的活动比较多,加拿大、新西兰、美国、欧洲很多国家都做过。他们通常用内裤做,咱们‘改版’了一下,改成背心(文化衫)了,只要是纯棉的,效果都是一样的。”

活动活动组织者之一、广东省生态环境与土壤研究所研究员陈能场介绍说,这项活动有一定的娱乐性、简单方便,准入门槛很低,“不但有科研价值、还能起到科普作用”。

张俊伶解释说,土壤有个指标叫“降解指标”,比如秸秆还田,作物根系等,到最后都会发生降解。如果降解的速度快,就说明土壤的生物活性比较高。

活动结束后,组织方陆续收到来自全各地200多个掩埋点的反馈资料。活动组织者之一、中国土壤学会科普委员委员李颖等人将汇总的图像和影视资料整理出来,按文化衫的腐烂程度,依次分为100%、80%、60%、40%、20%和0% 6个等级。从反馈结果看,腐蚀情况各等级都有,严重的已经“腐烂得只剩一个边儿了”。

参与者中,在江西省宜春市图书馆工作的徐青原本想检测一下自家菜地土壤的肥力和土壤活性,就报名参加了活动,但挖出的文化衫“背面的白菌丝较明显,掀开里面隐约能看到红、绿、黄的霉点”,其他方面基本没什么变化,这让她非常纳闷。

“我家这块菜园土很干净,以前菜的产量、涨势都不错,用的也都是有机肥。” 徐青对《中国科学报》说,“我们去年翻过一次土,把肥沃的土壤翻到底下了,再加上今年埋下文化衫后没有浇水,那一段时间宜春的天气反常,非常干旱,所以就没什么变化。”

“土壤中的微生物和人一样,需要及时补充营养,我们埋入的文化衫就成了它们的一顿‘饕餮盛宴’。”张俊伶说,“活力是一个重要的土壤指标,但不是唯一指标。通常降解较快说明土壤生物活性高,但也不是降解越快越好,也可能是微生物饥饿过度,逮着东西就猛吃等原因。”

土壤活性、土壤健康程度对作物产量和品质有重要影响,但农业生产中影响产量和品质的要素很多,各种因素相互影响。

“不是说土壤活性高了产量一定好。”张俊伶说,“微生物降解、植物成长是个相辅相成的过程。我们现在的高产过度依赖化肥的投入,实际上还需要将土壤活力‘发动’起来,在外界的投入(化肥)减少的情况下,同样可以达到稳产高产的目标。”

“微生物分解得快慢,也和碳排放相关。”陈能场对《中国科学报》说,“如果降解过快,就会变成二氧化碳,所以进行这方面的科学研究对实现绿色发展、低碳发展都有重要意义。”

收获

活动期间,参与者经常在微信群里进行土壤保护、农业技术方面的讨论和答疑。

“没想到还拉近了全国各地小伙伴们的距离。”李颖告诉《中国科学报》,“这项活动本身是将抽象的土壤健康概念在种植户、农业从业者面前可视化了,变成了看得见摸得着的东西。”

李颖说,活动首先是突出土壤健康的重要性,土壤虽然就在我们脚下,但常常被人们忽略,推动土壤健康科普的难点是让农业从业者、公众和土壤联系起来。这项活动就让大家在自己的地里做实验,把文化衫,自己埋进去、取出来,直观地看到被土壤微生物“吃”成什么样。

活动开始后,全国各地热心土壤科普、从事土壤研究或农业活动的人踊跃报名,有科研人员、企业负责人、农户个人、大学生甚至还有小朋友参与其中。从反馈结果看,有1/3的文化衫降解情况很差,还有约1/3又降解得特别彻底。

“土壤通气性不好、土壤孔隙不够、土质太黏,都会影响土壤生物活性,影响降解。”张俊伶说,“土壤微生物和我们一样,需要空气、需要矿物质,需要水分等,这些因素都会影响其活性,农户完全可以自己埋下一块纯棉布,了解自己土壤的微生物活性,并适当做出调整。”

下一步,发起团队会共同筛选活动结果,再结合参与者提供的背景信息,然后和参与者交流,了解具体情况,然后做进一步的研究。

 

 
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