集成技术模式让生产与生态双赢

本文转自：农民日报

如何破解黄淮海北部集约化农区面源污染难题？协同攻关项目采取有效控、科学减、高效用一整套技术——

集成技术模式让生产与生态双赢

农民日报·中国农网记者刘趁

专家组正在小麦示范田进行测产取样。

烈日炙烤下，介晓磊紧张地等待着实收结果。他用手拂过麦穗，说道：“示范区小麦群体大、长势好、穗头齐、穗粒多，希望测产结果不负众望。”

近日，在河北省辛集市天宫营乡王下村，一片特殊的田块正接受“检阅”，河北省土壤肥料学会组织对课题“黄淮海北部集约化农区氮素面源污染发生过程与调控机制”集成的“控-减-用”技术模式应用效果进行现场测评。经过现场实收，测产结果出炉：示范区小麦较常规地块增产11.5%。

对于这个结果，项目负责人、河南农业大学原校长介晓磊感到超出预期。就像在场的大多数人一样，测产前，他们甚至对产量表现出些许担忧，原因是该地块所处的黄淮海北部集约化农区面临着面源污染严峻形势，土壤肥力较低，而且示范田减少了15%的氮肥投入，大幅增产显得更加来之不易。

集约化农区面源污染形势严峻

黄淮海平原地势平坦、河湖众多，是农业生产核心功能区。然而，长期高度集约化生产，使黄淮海北部集约化农区生态功能脆弱，面源污染形势严峻。

“这片农区耕种强度大，复种指数高，几十年来得不到休养生息，再加上农业化学品投入量高，使得农业面源污染风险逐渐加大。”介晓磊介绍，尤其是农田氮肥投入量高，氮素淋失加重，过量的氮素会向地下水迁移，污染地下水，危害人体健康。

“地下水一旦被污染是很难恢复的，因此要防止未被植物吸收利用的氮素造成污染，要在生产过程中，尽量让氮素被植物吸收，避免排放到空气中或淋溶到地下水。”农业农村部环境保护科研监测所研究员周其文说。

此外，黄淮海北部集约化农区还面临大水大肥、土层较薄、土壤肥力较低、畜禽养殖密度高、种养循环基础薄弱等突出问题，推进绿色高效农业可持续发展势在必行。

“黄淮海北部集约化农区是小麦、玉米口粮的主产区，保障国家粮食安全，尤其是口粮安全至关重要、意义重大。”周其文介绍，该课题由农业农村部环境保护科研监测所负责，2021年起，课题针对黄淮海北部农区氮素面源污染特征，突破氮肥减施、控水阻淋及资源高效利用等技术瓶颈，“在确保小麦、玉米产量不降低，甚至还有提高的基础上，保证环境健康、生态安全，实现农业绿色发展。”

三字秘诀破解污染难题

走进项目位于王下村的麦田，一块块指示牌竖立在田间，十余种试验正在同步进行。

介晓磊介绍，对氮素面源污染发生的地区，要保证粮食安全和高产优质，同时还要保证土壤、地下水、大气的健康和环境的安全，这本身是一对矛盾。针对此类复杂技术难题，农业农村部环境保护科研监测所、中国农科院农业资源与农业区划研究所、河南农业大学、中国农业大学、河南省农科院、中科院遗传发育所等十余家单位协同攻关，跨界融合。在综合技术示范田里，集成了基于秸秆还田深翻与有机无机配施的氮素限量控制技术、水肥一体化技术等一整套技术，概括起来即三个字——控、减、用。

有效控。当土壤中残留的氮过多，一旦遇到大雨或者灌溉水量大，氮素会逐渐随水向地下迁移。当地传统大水漫灌每亩耗水量高达60~80立方米，如今通过滴灌技术，精准控制农田用水，每亩灌溉用水不超过30立方米，节水的同时也降低了氮素淋溶风险。

科学减。“庄稼一枝花，全靠肥当家，作物生长没氮不行，高氮也不行。”河南农业大学教授王同朝说，综合技术示范田从源头减施氮肥，采取跨季、跨年度施肥，减少化学肥料投入15%。为保证植物对氮的养分需求，团队加快研发新型控释肥，可随作物生长需求不断释放，只需施一次肥，就能满足作物整个生长期营养需求。

高效用。土壤固氮功能关系到氮素流失。农业农村部环境保护科研监测所研究员张贵龙介绍，为改善土层健康状态，示范田充分利用秸秆资源，连续三年将小麦秸秆全部覆盖还田，玉米秸秆粉碎后旋耕，增加土壤有机质，改善土壤结构。此外，示范田高效利用畜禽粪污资源，在夏玉米行间套种大豆作为绿肥，提高土壤固氮能力，麦玉周年亩产能达到1200~1350公斤。

增产增收与绿色发展并进

测产这天，辛集市最高气温达到40摄氏度。炎炎烈日下，测产专家对技术示范区和农民对照区进行联合收割机实收测产。通过收割、称重、测水等环节，测产专家组组长、中国农科院研究员白由路宣布了测产结果：在氮肥投入量减少15%的情况下，综合技术示范区小麦亩产731.4公斤，较常规地块增产11.5%。

不仅如此，试验示范前，团队对当地土壤进行了2米深的取样，证明淋溶深度已经达到1米以下。如今，在0~100厘米土体范围内，冬小麦和夏玉米收获后氮15同位素在土壤中的残留以0~60厘米为主。

这组数据说明什么？专家解释，小麦、玉米收获后，土壤中残留的氮主要分布在60厘米土层以上，没有淋出土体，并且60厘米内残留的氮对下茬作物仍然有效。据测算，与农户对照田相比，示范田减少氨挥发41%，降低硝态氮淋溶44%，减少了氮素向地下水的迁移污染，有效遏制了面源污染，为区域农业绿色发展打造“辛集样板”。

介晓磊认为，该项目是良种、良法、良田、良机、良制“五良”融合及配套栽培技术的集成应用，实现了粮食安全和农业绿色发展的双重目标，今后要加大技术推广应用，助力农业面源污染治理新升级，向绿色低碳转型。

“我们希望通过项目实施，为北方集约化农区的农业生产创制出一套完整系统的模式，保障粮食安全。接下来将进一步加大试验研究和示范推广，让阶段性的成果发挥出更大效益。”张贵龙说。