唤醒"沉睡"的耕地
同一片土地上，一垄玉米茁壮成长，另一垄玉米却矮小萎蔫，土壤改良实验取得明显的对比数据，这让广东省现代农业产业技术体系创新团队岗位专家刘忠珍和团队成员十分惊喜。
刘忠珍团队在粤北取得的成果，折射出土壤质量对粮食安全的重要作用;加大中低产田改造力度，提升耕地地力等级等工作也被写入中央一号文件。广东耕地面积不足，复耕复种率高，为应对由此带来的潜在风险，2020年以来，广东出台一系列举措为土壤“把脉问诊”。两年多来，多地土壤酸碱度等重要指标的改善，标志着广东在耕地保护和质量提升方面取得阶段性进展。
多名专家表示，通过系统性提升耕地质量，广东在播种面积不变的情况下，粮食有望增产7%。值得注意的是，土壤改良的成本问题近年来也迎来解决曙光，“既能种粮，又能挣钱，还能保护耕地”的三赢局面正在广东逐渐成形。
治“废土”
土壤酸化是南方地区普遍存在的耕地质量问题。酸化土壤影响作物产量，严重酸化的土壤如同废土，寸草不生。在土壤pH值仅为3.6的试验田块上，广东专家摸索出一套综合治酸方法，为全国提供了可行的解决方案。
7月上旬，全国农田建设相关高素质农民培育活动在江门台山启动，现场举办了酸化耕地治理培训班，共吸引1万余人线上线下参与学习。省农科院资源环境研究所(下称“资环所”)专家、省农业农村厅轮作休耕省级技术指导组成员张木介绍，土壤酸化治理培训之所以选在江门“开讲”，是因为广东是南方地区土壤酸化较为典型的省份，pH值低于5.5的酸化土壤占全省耕地的56%以上。而全省耕地中，又以台山冲娄镇的土壤酸化情况最为严重。
“2020年我们在试验地块测量酸碱度时，得到的pH值为3.6，几乎就是废土。”张木回忆道。当土壤pH值低于5.5时，作物就会出现不同程度的减产;pH值在4.3左右时，作物基本无法生长;pH值低于4的土地，连野草都长不出来。
为何台山会出现酸化如此严重的土壤?资环所所长顾文杰分析，广东高温多雨的气候本身就较易形成酸性土壤，台山的土壤天然含硫，产酸更是最为严重。“若高强度利用土地，偏施滥施化肥，酸化还会更加剧烈。”顾文杰说。
台山试验地块的土壤具备酸化的绝大多数前提条件，这为探索酸性土壤治理提供了非常好的样本。如能“攻下”这种反酸田，全国的土壤酸化问题就有望迎刃而解。
2020年起，资环所学科指导专家唐拴虎和张木团队在该地块上开展了一系列实验，从最传统的撒石灰到最先进的改良剂，团队全部试了一遍，并最终得出了酸化土壤治理的一套综合方案。
该方案分为“降—阻—控”三步：先投放碱性物料“降酸”，再通过增施有机肥等方式“阻酸”，以科学配方施用化肥等方式“控酸”。多管齐下，冲娄镇的土壤环境大为改善，原本颗粒无收的“废土”上，现在亩产已达380公斤。
此外，由于各地的土壤情况、农业生产习惯特点等都不完全相同，张木还“定制”了不同的治酸方案。“比如，粤西地区种粮面积大，我们就推广双季稻‘秸秆还田+改良剂’改酸作为主要技术;粤北则应用三熟制下‘秸秆/绿肥还田+改良剂’生态改酸模式;在珠三角、粤东地区，三熟制下‘有机替代+改良剂’培肥改酸模式则更为适合。”张木说。
2020年，省农业农村厅印发的耕地保护与质量提升项目实施方案提出，到2025年，项目区退化耕地质量等级提升0.5，土壤pH值平均增加0.5个单位。2021年底晚稻收割后的数据显示，10个试点县的土壤pH值提高了约0.3，顺利完成了阶段性任务，广东的土壤酸化治理技术模式也被评为2021年度全国优秀模式，资环所也凭借土壤酸化治理技术两次获得国家科技进步二等奖。
解“毒土”
废弃的矿场等地的土壤常受到重金属“毒害”，要安全利用土地费时费力。近年来，多个科研团队提出不同方案为土壤“解毒”，一片片赤地逐渐复绿的同时，多种土壤“补剂”也发挥出意想不到的效果。
南方地区土壤酸化不仅直接造成作物减产，酸性土壤中的有毒物质也更为活跃，镉、铅、汞等重金属更容易被作物吸收，最终流向餐桌。“而根据2014年发布的全国土壤污染状况调查公报，全国耕地土壤污染物点位超标率达19.4%，主要污染物正是这些重金属。”广东省现代农业产业共性关键技术研发创新团队重金属污染农田安全利用岗位专家李义纯介绍。
重金属一旦进入土壤便很难分离。在粤北一些地区，农户曾尝试通过改种花卉、加装光伏板等方式实现土地的安全利用，但这使得广东的种粮面积进一步受限;另一种思路是施用土壤钝化剂，让重金属“安静”下来，不被作物吸收。“但钝化剂价格昂贵，农民使用积极性不高。”李义纯说。
如何便宜高效地解决土壤重金属问题?多个团队提出了不同的方案。
能否将钝化剂兼具肥料的功能，既控重金属又保产量?循着这一思路，李义纯及团队研发出3种功能性肥料。在重金属污染稻田应用示范面积超过1万亩。每种配方的生产成本在600元/亩，水稻增产约5%。“施用钝化剂的成本低于1100元/亩时，农民可获得较好收益，功能性肥料则可以进一步打开利润空间。”李义纯说。
刘忠珍团队则使用生物炭技术治理土地重金属问题，相关方案已在粤北试点地区取得成功。“生物炭材料具有碳元素含量高、疏松多孔、吸附能力强等特性。将生物炭投放至农田中，可有效钝化重金属，改善土壤结构和理化性质，同时增加土壤碳储量。”刘忠珍说。
刘忠珍向笔者展示了近年来的工作成果：在一片被矿场尾砂污染的土地上，研究人员将黑色粉末状的生物炭和其他改良剂材料一起撒进土壤中，半年之后，原本的不毛之地上已覆盖了一层草本植物和灌木，形成了郁郁葱葱的植被景观。“多次实验结果超出预期，说明生物炭还有避免土壤板结、激活土壤养分、改善微生物生境等其他潜在特性，未来团队会进一步加强研究。”刘忠珍说。
针对全省不同情况的耕地，中国农业科学院、省农科院等机构正陆续开展公益性土壤检测服务。“多年实践中，我们已总结了评价土壤质量的指标体系，目前正在梳理土壤健康诊断的标准流程。随着未来‘土壤医院’开始运行，通过对农田进行健康诊断，土壤修复与改良的方案也会更加精准，为种植业创造更多价值。”刘忠珍说。
救“死土”
解决耕地质量问题，也是在解决土地撂荒问题。近年来，广东专家攻关中低产田改造，270万亩冷浸田从无人愿种的“死土”变成出产良米的沃土。眼下，农户、企业更在探索冷浸田“渔稻共生”，每亩收益可能超过1万元。
在惠州、清远、梅州等地，有约270万亩冷浸田。冷浸田是一种典型的中低产田，常出现在山脚、水库下游等易积水的地方。由于长期被冷水浸泡，冷浸田中几乎没有微生物帮助植物“消化”能量，土壤也被泡得又散又稀。业内形象地将冷浸田称为“死土”，下大力气治理也难有起色，因此不少农户宁愿撂荒弃耕。
如何改良“死土”成了资环所学科指导专家徐培智的主要研究课题。徐培智和团队10年中走遍了全省270余万亩冷浸田，并有了收获：草茎点霉、草酸青霉两种真菌因具有耐冷特性而在冷浸田中成为优势种群。以嗜冷微生物为基础，徐培智和团队研发了帮助嗜冷微生物繁衍的生物稻糠活化土壤养分，配合有效排水，氮肥前移，消减铁、硫等还原离子等技术措施，使“沉睡”在冷浸田中的养分能够被作物有效吸收利用，该技术获得了广东省科学技术奖二等奖。
“死土”的重新激活，在广东更产生了意外惊喜：因“不好种”而被长期搁置的冷浸田反而因没有污染等问题，生态环境优越，地下泉水的浸润则使田块适合种植有机优质稻，平均每亩新增效益超过200元，可观的利润受到惠州、梅州、清远等多地种植户和合作社的青睐。该技术目前已在全省范围迅速推广，并连续多年列入广东省主推农业技术。“此外，以往冷浸田种得少污染少，加上常有山泉水浸泡，还适合配合牛蛙等的饲养发展‘渔稻共生’项目，项目在试点地区开展后，收益有望达到1万元/亩。”徐培智说。
“质量好、效益高、农民赚钱又省心的土地，是不太可能撂荒的。”顾文杰总结道。为此，全省多个研究机构目前正着力探索既改良耕地品质，又提高种植效益方案。比如，针对粮食作物利润小，农户不愿多施有机肥的问题，省农科院多个研究所合作推广“稻—稻—薯”“稻—稻—菜”等轮作模式，在种植高价值作物时施有机肥、土壤调理剂改良耕地。
“夏粮、秋粮收获后，秸秆还田可为冬种经济作物提供养分;种植经济作物时施有机肥、土壤调理剂，作物品质更好产量更高，农户更赚钱;来年春耕时，施过有机肥的土壤不板结，养分足，又节省化肥使用量，避免酸化、面源污染等问题。”顾文杰说。
