“多一些像錢教授這樣的‘土壤醫(yī)生’，我們發(fā)展新農(nóng)業(yè)、建設(shè)新農(nóng)村的底氣就更足了。”陽春三月，江蘇省宿遷市泗洪縣魏營鎮(zhèn)大棚種植戶魏秀江望著大棚外滿車剛采摘下來的絲瓜、茄子、辣椒等農(nóng)產(chǎn)品，笑得合不攏嘴。瞧著這大棚里忙忙碌碌，一派生機(jī)，有誰能想到在揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)系主任錢曉晴教授帶領(lǐng)團(tuán)隊駐村前，這里的大棚差點(diǎn)顆粒無收。
近年來，我國大棚蔬菜生產(chǎn)發(fā)展極為迅速，逐漸成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的重要渠道。但隨著大棚種植年限的增加，蔬菜種植普遍從“高產(chǎn)高效”變成“低產(chǎn)低效”，不少瓜農(nóng)為了促進(jìn)生產(chǎn)，加大肥料的使用量，卻陷入“越不長越施肥，越施肥越不長”的生態(tài)怪圈。
為什么大棚瓜菜在連續(xù)種植幾年后，就會出現(xiàn)光施肥不長個的現(xiàn)象呢？錢曉晴解釋說，由于大棚土壤缺少雨水淋洗，養(yǎng)分經(jīng)常隨蒸發(fā)水移到表層，施用過多的肥料，如果不能及時被植物吸收利用，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，有些瓜菜在土壤中養(yǎng)分大量積累，甚至在輕度鹽漬化情況下，長出的果實更香、更甜，使不少農(nóng)民認(rèn)為肥料越足，產(chǎn)量越高。為獲得高收益，他們在種植大棚蔬菜時肥料的投入量通常是露天栽培的數(shù)倍，導(dǎo)致鹽分在土壤表層積累。
大棚生產(chǎn)“營養(yǎng)過剩”問題又稱為土壤次生鹽漬化，是指由于不合理的耕作灌溉而引起的鹽分積累在土壤表層的現(xiàn)象。實驗表明，每畝農(nóng)田殘留的化肥養(yǎng)分只要達(dá)到200公斤，就可以使表層5厘米土壤中肥料離子的濃度達(dá)0.5%，部分植物生長就會受到影響，因為農(nóng)作物喜歡的肥料離子總濃度僅在0.1%～0.3%之間。
“發(fā)生次生鹽漬化的土壤會引發(fā)多種問題，不僅會導(dǎo)致瓜果蔬菜存活率低，還會造成作物大面積減產(chǎn)、品質(zhì)惡化，直接影響瓜果市場供求和百姓健康。”團(tuán)隊成員、揚(yáng)州大學(xué)土壤醫(yī)院專家、高級農(nóng)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降下來，就可以為植物生長提供基本條件。雖然目前已有施肥預(yù)防、生物除鹽等多種緩解蔬菜大棚土壤次生鹽漬化問題的方式，但都未能從根本上解決問題。
那么，破解土壤次生鹽漬化難在哪兒？錢曉晴團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，土壤次生鹽漬化是由于過量施用氮肥造成硝酸鹽在土壤表面的累積，對于這一類土壤的修復(fù)應(yīng)對癥下藥，不可盲目行動。研究需要從養(yǎng)分平衡角度出發(fā)，降低土壤中硝酸根的含量，既提高了氮肥利用效率，又改善了土壤結(jié)構(gòu)。
錢曉晴說，根據(jù)微生物的碳氮互作原理，土壤中含有大量的硝酸根，是由于沒有適當(dāng)?shù)奶荚磥斫蛹{這種無機(jī)氮源。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(jī)氮就會被同化轉(zhuǎn)變成有機(jī)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(jī)質(zhì)含量，減少鹽分進(jìn)入土壤溶液量，從而降低鹽毒害。
實驗證明，利用接種微生物的秸稈、米糠等含碳有機(jī)物料進(jìn)行生態(tài)控鹽的效果十分顯著，不僅可以有效降低土壤硝酸鹽含量，還能有效利用土壤鹽分，降低肥料使用量，可從根本上解決設(shè)施蔬菜土壤次生鹽漬化問題，在對作物秸稈回收高效再利用的同時，讓“秸稈回田”變得更有價值。
目前，該項技術(shù)已獲得了國家發(fā)明專利，并作為核心技術(shù)之一被江蘇省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站列入全省“輪控改替”設(shè)施蔬菜綠色高效生產(chǎn)技術(shù)體系，在江蘇南京、無錫、宿遷等10多個城市蔬菜示范基地推廣實施。經(jīng)檢測，土壤中硝酸鹽的濃度最多可降低97.1%，平均能使保護(hù)地設(shè)施使用年限增加60%，降低生產(chǎn)成本13%，不僅從根本上解決了設(shè)施蔬菜地土壤次生鹽漬化問題，同時還增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。
“目前全國大部分大棚瓜菜種植肥料用量普遍偏高，解決設(shè)施土壤退化問題是一項長期性的艱苦工作。”作為首席專家錢曉晴對此頗為擔(dān)憂。他說，目前揚(yáng)州大學(xué)的“土壤醫(yī)院”正在推進(jìn)建設(shè)中，該“醫(yī)院”將參與全國瓜菜綠色防控體系建設(shè)推廣，負(fù)責(zé)土壤障礙快速診斷與精準(zhǔn)治理項目，為農(nóng)民提供保護(hù)地土壤改良新技術(shù)，延長保護(hù)地設(shè)施使用年限，減少硝酸鹽對周邊水體的污染威脅及在作物體內(nèi)尤其是農(nóng)產(chǎn)品中的積累數(shù)量，提高食品安全品質(zhì)。
