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2024-06

【乌鲁木齐晚报】三代科研人员深耕一片田——全国土地日,聆听“土壤医生”唤醒新疆盐碱地的故事

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乌鲁木齐晚报全媒体记者江斌伟

在同一片看似稀松平常的60亩灰漠土试验田上,新疆农业科学院三代科研人员接力扎根,连续35年开展灰漠土肥力与肥料效益监测长期定位试验,让这片曾经白花花的盐碱地变良田,也让这里的种子“说话”,默默讲述着土壤肥力的演变故事,深刻揭示着农业生态系统长期变化趋势。

习近平总书记指出,开展盐碱地综合利用,是一个战略问题,必须摆上重要位置。

6月25日是全国土地日。近一段时间,记者多次踏入新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地(以下简称灰漠土基地),走近这群“土壤医生”, 聆听“土壤医生”唤醒新疆盐碱地的故事。

采样:给种子和土壤做“体检”

枝叶繁茂的棉花上打着花苞、麦穗渐渐泛黄即将成熟、玉米伸展着绿油油的叶片……这片灰漠土试验田分布着上百个试验小区,分区域种着棉花、玉米、小麦等农作物,一派葱茏。

6月22日8时,新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所研究员、国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地站长王西和带领团队赶到基地采样。

这时,研究员杨金钰拿出云智能土壤水分监测仪,几人蹲在田里,检查试验小区搭配的“营养套餐”成效。

只见王西和握着土钻取土。土钻转动凿开一个圆孔,向下挖到70厘米深,插入仪器。科研助理屈小慧上前,用筛子将取出土壤样品按层次一点点筛成粉末状,慢慢将其回填到仪器与土壤圆孔间。

 

在新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地,王西和(右)和同事正在田间忙碌。记者江斌伟摄

19年来,王西和的工作总是围着土壤转,提到土壤与种子,素日寡言的他有着说不完的话,“这样做可以确保仪器与土壤紧密接触,实时查看土壤水分温度的梯度变化,把握浇水、施肥的恰当时机。”

随后杨金钰和屈小慧将便携式土壤呼吸测量仪插入土中,测量土壤中二氧化碳浓度,监测土壤呼吸。

“土壤呼吸是大气与陆地生态系统之间碳循环的主要方式,测定土壤呼吸强度可以反映土壤中生物活性,也可作为解读灰漠土肥力形成过程的一个重要数据。”杨金钰说。

第二天一大早,该团队依然在田间重复着昨日劳动,并进行植株取样。三个小时后,尽管还不到11时,太阳已经热辣辣的,大家摘下帽子在田埂旁歇息,脸上已经被汗水冲的一道一道的。

稍作休息,杨金钰和屈小慧从样品保存库分别取出土壤样品、玉米和小麦种子,进入实验室利用凯氏定氮仪等仪器,给种子和土壤做“体检”,用科学方法揭示植株籽粒吸收土壤中养分的奥秘。

 

在新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地,杨金钰研究员(左)正在田间忙碌。记者江斌伟摄

两碟装的玉米“年龄”不同,分别来自1999年和2023年。仔细观看,两碟玉米外观和大小不同,1999年的干瘪灰黄,2023年的种子色泽艳丽又饱满。几份土样的颗粒大小和颜色大有不同,而且有的土质坚硬板结,有的颗粒疏松。

土壤是植物生长的温床,蕴含氮、磷、钾等元素是植物生长必需品,在土壤中以不同形态存在,影响着植物吸收。

测量种子的大小、称重,再研磨处理,使其充分破碎,最终对籽粒养分测量分析,了解植物生长的规律……杨金钰熟练地一项项完成。

实际上,室内实验繁琐漫长,枯燥无味但又不可或缺。一个实验至少收集120份样本,测一个常规指标需要三四天,每次至少测十几个指标,最短一个月完成。

“土壤养分丰缺对粮食生长发育、产量及质量有着巨大影响,因此我们不仅依靠国家灰漠土肥力与肥料效益监测站进行动态监测,每年还要做各种实验开展基础研究。”王西和说,在不同施肥条件下,植株对土壤养分吸收强度不同,比如在优化施肥条件下,种子饱满,颗粒较大;在缺少某种营养元素情况下,种子小而干瘪,且颜色深。

这只是“土壤医生”们在这片灰漠土试验田长期开展测试的一个剪影。

长期定位试验,是指在固定田块上多年连续进行相同处理的农业定位研究方法。时间基本大于20年,大于50年则是珍贵的长期试验。

王西和说,土壤长期定位试验能够揭示农业生态系统长期的变化趋势,诸如作物产量、土壤养分、营养和污染物循环等,对探索农业可持续性有重要指导作用。

国家灰漠土肥力与肥料效益监测站是国家“肥力网”八大主要土类试验站之一,1990年投运试验,2006年纳入国家野外科学观测研究站序列,是新疆乃至我国耕地质量保育研究与发展的重要科技支撑。支撑背后,则是一代代科研人员的坚守。

坚守,确保“中国碗”装中国粮

这片灰漠土试验田,是今天很多年轻科研人员的“诗和远方”,但是在二十世纪八十年代,在此开荒建站,可是一件苦差事。

灰漠土基地总面积60亩,其中耕地43亩,具体划分为长期定位肥料试验区8.5亩,水肥耦合试验区10亩,土壤水盐动态观测区8亩,各类栽培、肥效试验区20亩。实验室各类仪器设备40余台套。

“那时候真苦啊。”忆往昔,研究员刘骅感慨万千,退休后“常回家看看”的她,思绪被牵引到那段“激情燃烧的岁月”。

最早接下这桩苦差事的,是该所第一位研究员李贵华,也是这座灰漠土基地奠基人。自大学毕业来到新疆,她长期在从事土壤研究,直到1994年延迟三年退休。

刘骅是基地第二代负责人,也是李贵华徒弟,在野外科技工作一线一干就是34年,师徒二人亲眼见证了试验站运转经费从有到无再到有、人员从多到少再到多、全人工作业到农业机械助力生产全过程。

刘骅说:“1986年基地选址,我当时大着肚子,忍着孕吐,和李贵华老师看地选址,寻找典型灰漠土地块。多天奔波才圈定这片荒地。那时候,地面上白花花的,水很咸,越喝越渴。”

 

刘骅在灰漠土标本库参观。记者江斌伟摄

1987年基地建设初期,由于交通不便,招不到工人,李贵华就带着大家带着铁锨镐头出工,一干一天,晚上浑身痛,手上磨出水泡,硬是靠着人工将一条试验田里的大沟填埋。大家又用两年时间匀地,让每个小区土壤状况基本一致,才有了如今60亩灰漠土基地。

“扛着锄头我们就是农民,放下锄头我们就搞基础研究。”刘骅说,当时无论是施肥、除草,还是田间调查、采样、测试,再到分析整理资料,均由几人分组打包完成。

1990年,这片灰漠土试验田终于种上了小麦和玉米养地。但由于试验条件不足和不施肥,最初麦子产量很低。资料显示,1991年小麦每亩产量为区区73公斤。

“条件最差的时候我们用废弃玻璃瓶装样品。”刘骅说,尽管经费缺乏,大家还是克服各种困难开展科学研究。

几经努力,李贵华所主持的灰漠土监测基地建设项目,获中国农业科学院土壤肥料研究所科学技术进步二等奖。其团队提出的贫瘠灰漠土快速熟化与合理耕作技术、连作农田次生盐渍化危害消减技术等,累计应用面积172.7万公顷。刘骅主持的“灰漠土质量演变与可持续利用技术研究”项目,也获得自治区科技进步二等奖。

灰漠土具有“白、板、干、瘦、碱”等典型特征,易板结,土质坚硬,有些还是“十年九不生”的盐碱地。

“盐碱地不都是灰漠土,但灰漠土中有盐碱地。试验证明,长期施用有机肥可降低土壤pH值,让土壤变得肥沃。”王西和解释。

35年来,三代科研人员持续接力,对这块灰漠土进行长期定位试验,总结最优施肥措施或技术方法,不断改良土壤,并通过大量数据分析得出,目前灰漠土有机质处于快速提升阶段,通过增施有机肥、普及秸秆还田等技术,可持续提升土壤有机质含量,提高灰漠土肥力水平,促进农作物增产和稳产。

 

灰漠土基地远景。记者江斌伟摄

长期定位肥料试验结果表明,和单施化肥相比,减少化肥用量13%,同时配合秸秆还田,可使小麦增产6.5%,玉米增产5.9%,棉花增产4.6%。

不知不觉,又忙到傍晚,走出实验室站在田埂边伸个懒腰,望着眼前苍翠一片,一抹微笑挂在杨金钰脸上,“现在这里种啥都没有太大问题,我们就是要确保‘中国碗’装中国粮。”

如今,这里从一个试验基地发展到四个试验站,即国家灰漠土肥力与肥料效益监测站、农业部现代农业产业技术体系—棉花产业体系乌鲁木齐综合试验站、农业部耕地保育学科群—新疆北部耕地保育科学观测实验站、国家土壤质量新市区观测实验站,为新疆开展灰漠土基础研究奠定坚实的科技基础。

梦想:盐碱地变成“大粮仓”

“天太热,得及时关注水肥供给。”23日21时许,王西和简单吃了几口饭,忙着去给麦田浇水。

此时,酷热渐消,偶闻几声鸟啼,田间似归于寂静。只见王西和按动田边滴灌系统开关,井水直接灌入田间,替代了以往的人工作业。

在同事们眼中,王西和是个“能人”。这些年来,随着基地农业设备迭代更新,业务娴熟的他不仅是个“种植能手”,还能驾驶各种型号的拖拉机和植保无人机。

“这份工作需要耐得住寂寞、守得住清贫。耳濡目染老一辈科研人员的节俭、敬业、求实精神,加上刘老师言传身教,我们都被深深感动,就想守好这片试验田。”王西和说。

2008年7月的一天,试验田地面漫灌改造,出水时间需要7个小时,担心水满溢出淹了试验田,王西和就在田埂旁的草丛里守了一晚上。

团队探索解读土壤“增肥”的奥秘,助力新疆粮食丰产丰收迈开步伐逐步加快。

近年来,王西和带领团队在此开展了国家科技支撑计划、科技部重点研发计划、农业部行业专项等10余项项目,其中“灰漠土质量演变与可持续利用技术研究”研究成果达到国际先进水平。

 

在新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地,王西和(右)与同事正在田间忙碌。记者江斌伟摄

通过几代人的努力,这片灰漠土的盐碱含量逐年降低,土壤pH值由8.8下降到8.2,总盐由1.4‰下降到1.1‰,地面外观看不到白花花的盐碱土,种上的粮食每年都在丰收,成为“藏粮于地、藏粮于技”的生动实践。

新疆是干旱半干旱地区,盐碱土种类多,面积广,是典型的内陆盐碱地。数据显示,新疆盐碱土总面积达1.27亿亩,现有耕地31.1%,6000多万亩受到盐碱危害。

忙碌间,王西和接到新疆生产建设兵团农六师新湖农场农来喜农资店负责人龚代武的电话,询问高温天给棉田浇水施肥注意事项。

原来,2023年 10月12日,国家棉花产业技术体系乌鲁木齐综合试验站首个服务点在当地挂牌,打造科研单位+企业+销售商+农户的技术服务模式,针对农民遇到的问题“对症下药”,让技术成果落地生效,打通农业技术服务“最后一公里”。

新疆农科院土壤肥料与农业节水研究所所长、研究员徐万里说, 土壤肥料长期定位试验为土壤学、环境科学等学科发展做出重要贡献,通过数据深入挖掘和多学科交叉合作,反演和预测气候变化对农业生态系统影响,是其他任何试验都无法替代的,“我们将继续扎根大地,用科技力量和对土地的深情,把土壤改良的成果装进农民‘口袋’。”

俗话说,“庄稼一枝花,全靠肥当家 ”。让盐碱地变成“大粮仓”,科学地培肥地力,正是王西和所在团队坚守意义所在。

随着技术改良,这片贫瘠的灰漠土试验田肥力不断上升,2023年小麦产量可以为例:当年每亩产量达到600.5公斤。

“前辈们的心血没有白费,为我们开展后续的基础研究夯实了基础,现在粮食产量逐年提高。”王西和说,我们一群人几十年如一日守着这一块地开展科学研究,目的就是静观经过改良的土壤肥力变化,“唤醒”更多盐碱地,让农民朋友种更多的好田,收获更多的粮食。

“把饭碗牢牢地端在中国人自己手中”,梦想照进了现实。

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