在天津市武清區(qū)一棟長達(dá)250米的蔬菜溫室大棚里,20多組試驗同時進(jìn)行,對比展示,每走三五步,就是一個特定試驗的田塊。這些試驗聚焦于一個“綠”字:碳基緩釋肥料、微灌節(jié)水、蔬菜生產(chǎn)廢棄物好氧堆肥等農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)技術(shù)的單項運用、集成使用。這是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所(以下簡稱“環(huán)保所”)自“十三五”時期就著力攻關(guān)的國家級重點項目——“黃淮海蔬菜主產(chǎn)區(qū)面源污染綜合防治技術(shù)示范”的具體試驗場景。
“棚里搞的技術(shù),雖然我們看不明白,但效果確實好?!蔽淝鍏^(qū)南蔡村鎮(zhèn)糶糧務(wù)村科技示范戶邵艷青告訴記者,現(xiàn)在他家的8座蔬菜大棚已經(jīng)用上了不少綠色生產(chǎn)技術(shù),水肥用量減少了,但產(chǎn)量沒降低,口感還更好了。
具體承擔(dān)這項國家級重點項目的是環(huán)保所農(nóng)業(yè)生物多樣性與生態(tài)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊(以下簡稱“創(chuàng)新團隊”),他們的任務(wù)是為農(nóng)業(yè)變“綠”開“處方”。進(jìn)入“十四五”時期后,這支團隊又承擔(dān)起了一項新的國家級重點項目——“農(nóng)田氮素地下淋溶自動監(jiān)測技術(shù)裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”,形象地說,就是能夠精準(zhǔn)、實時地“診斷”農(nóng)業(yè)面源污染情況。
“病癥”:農(nóng)業(yè)面源污染惡化趨勢得到控制,但“徹底康復(fù)”還需爬坡過坎
過去,化肥農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品超量使用,在為提高糧食產(chǎn)量作出重要貢獻(xiàn)的同時,也加劇了農(nóng)業(yè)面源污染。
農(nóng)業(yè)面源污染防治事關(guān)生態(tài)文明建設(shè),關(guān)乎國家糧食安全和鄉(xiāng)村全面振興。為打好這一場攻堅戰(zhàn),“十二五”期間,我國明確了“一控兩減三基本”的總體思路;“十三五”時期以來,從戰(zhàn)略高度對農(nóng)業(yè)面源污染防治進(jìn)行頂層設(shè)計,并圍繞化肥農(nóng)藥減施增效、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用等內(nèi)容實施“農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展五大行動”。各方齊抓共管、持續(xù)推動,讓農(nóng)業(yè)面源污染的“病癥”惡化勢頭得以扭轉(zhuǎn),逐漸向“綠”而行;“十四五”時期,農(nóng)業(yè)面源污染防治的目標(biāo)是重點區(qū)域要得到初步控制,同時還要通過更廣泛地使用農(nóng)業(yè)綠色技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效、農(nóng)民增收致富。
“康復(fù)”之路漫長且充滿挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)面源污染具有分散性、滯后性、不確定性等特點,這就決定了在一些重點領(lǐng)域和關(guān)鍵防治環(huán)節(jié)上還要繼續(xù)爬坡過坎:如聚焦氮素地下淋溶自動監(jiān)測,開展技術(shù)難題攻關(guān),實現(xiàn)對面源污染的實時監(jiān)測、及時“診斷”;對各項綠色生產(chǎn)技術(shù)集成配套,實現(xiàn)在不同環(huán)境下、不同作物上能夠準(zhǔn)確開出“處方”。
“科技創(chuàng)新是實現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵所在。”創(chuàng)新團隊資深首席專家張貴龍表示,團隊已有一定的研究基礎(chǔ),形成了清晰的攻關(guān)思路,有信心完成好這個國家級重點項目,為解決農(nóng)業(yè)面源污染問題貢獻(xiàn)力量。
“診斷”:既要實時監(jiān)測“病情”,又要及時預(yù)警決策
如果對農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生后知后覺,發(fā)現(xiàn)污染再去治理,不僅事倍功半,還可能造成不可逆的損失。
立足于早、著眼于防,前提是實時監(jiān)測,關(guān)鍵在及時應(yīng)對。為“診斷”農(nóng)田氮素地下淋溶量,創(chuàng)新團隊的一項重要任務(wù)是加緊農(nóng)田氮素淋溶“監(jiān)測—溯因—預(yù)警—管控”全鏈條升級。
要實現(xiàn)實時監(jiān)測,就離不開更現(xiàn)代化的設(shè)備。過去,為了監(jiān)測地下氮素淋溶損失量,可以說是吃力不討好?!拔覀円夜と税?5升大小的淋溶桶埋到地下,費時費力且破壞土層不說,監(jiān)測深度還很有限?!眲?chuàng)新團隊負(fù)責(zé)人徐艷說。
監(jiān)測設(shè)備的關(guān)鍵點在于土壤氮素淋溶傳感器的研發(fā)?!皼]有傳感的設(shè)備,一切都無從談起?!眲?chuàng)新團隊成員李潔表示,創(chuàng)制能在土壤中穩(wěn)定工作的傳感器,難度非常大,對材料要求極高,“現(xiàn)在我們正在加緊攻關(guān),有望突破不同深度淋溶量的連續(xù)監(jiān)測”。
而要實現(xiàn)及時應(yīng)對,目前還缺乏足夠數(shù)據(jù)支撐決策。我國現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和平臺,主要功能是定點監(jiān)測與展示,取回的只是部分點上的數(shù)據(jù),以點帶面不夠準(zhǔn)確,取樣檢測的數(shù)據(jù)也不夠?qū)崟r?!皼]有大量的實時數(shù)據(jù),就談不上模型和算法,也就做不了風(fēng)險預(yù)警與決策?!崩顫崗娬{(diào)。
實時監(jiān)測設(shè)備的工作過程也是連續(xù)積累數(shù)據(jù)的過程。若能及時掌握具體地點農(nóng)田氮素淋溶污染的情況和原因,實現(xiàn)風(fēng)險預(yù)警早知道,下一步就能形成一整套模型和算法,并據(jù)此提供應(yīng)對方案?!熬拖襻t(yī)生看病一樣,不僅能及時發(fā)現(xiàn)病情、分析病因,還能開出藥方。”徐艷說。
“處方”:減肥控水也能增產(chǎn),廢棄物實現(xiàn)再利用
得什么病,就開什么方。同是治理農(nóng)業(yè)面源污染,“處方”也大有不同。針對黃淮海蔬菜生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染防控問題,創(chuàng)新團隊開出了兩張“處方”。
在大棚里,利用“控—減—用”技術(shù)模式,通過控制作物施肥量,減少灌水定額,轉(zhuǎn)化利用廢棄物進(jìn)行防治;在露天菜地,通過集成秸稈吸脫溝、植草帶、生態(tài)溝渠、過濾壩及凈化塘系統(tǒng)技術(shù),形成“五位一體”菜地面源污染防控模式。這兩類技術(shù)模式分別在2022年和2024年入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主推技術(shù)名單。
各地情況不同,也可因地制宜調(diào)整“處方”。在天津試驗點的大棚內(nèi),對番茄套種豆科作物、夏季空閑時種植耐熱綠肥等栽培模式的優(yōu)化,可起到增碳固氮,降低氮素淋溶損失的作用?;|(zhì)選取也是重要一環(huán),李潔告訴記者,如果用草炭,每畝成本約8000元;如果使用椰糠,需要運輸成本,每畝成本約6000元;試驗點用的是廢棄菌糠與尾菜秸稈、牛糞配制成的基質(zhì),這些原料每年大量產(chǎn)生,可以就地取材,基本沒什么成本,連續(xù)定植3~5茬作物后還可還田,增加土壤有機質(zhì)。
創(chuàng)新團隊在江蘇常熟、鎮(zhèn)江等平原水網(wǎng)區(qū)推廣的稻漁復(fù)合種養(yǎng)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式,在種植水稻的同時養(yǎng)殖黃鱔、蟾蜍,不僅實現(xiàn)了減肥減藥,比單獨種水稻還可增加3倍收益?!霸诓煌瑓^(qū)域、不同環(huán)境,我們提供不同的技術(shù)模式,最終目的都是防治農(nóng)業(yè)面源污染,支撐農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。”環(huán)保所成果轉(zhuǎn)化與基地管理處處長王迪表示。
(轉(zhuǎn)載自《農(nóng)民日報》 作者:楊夢帆)