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农业长期定位试验:观测一亩方田的岁月变迁

2019-07-11 08:47:43 来源:东南网  责任编辑:蔡秀明  

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始建于1983年的长期定位试验点。福建日报记者 张辉摄

东南网7月11日讯 (福建日报记者 张辉文/图)

核心提示

农业野外科学观测试验站(以下简称“台站”),通过长期、连续、规范的定位监测,采集土壤质量演变、生态环境变化的一手数据,为耕地质量提升、生态环境改善、农业持续发展提供理论支撑。

位于闽侯县白沙镇溪头村的省农科院土壤肥料研究所台站内,布设有一处持续36年的长期定位试验点。作为全省历史最长的试验点,它年复一年地记录着不同施肥方式对作物产量、品质与土壤肥力的影响,为全省中低产田改造立下汗马功劳。

这一进程,或因一纸征迁令戛然而止。省农科院与闽侯地方政府正协商,计划采取切块搬迁的方式,延续它的生命。

36年连续观测一亩稻田的演变

6月底,白沙台站内, 57岁的农技员刘慎斌,为插秧而忙碌。

一亩多的水田,被划分为12个小区。每3个小区,配套不同的施肥方式,分别是不施肥、单施化肥、施化肥+农家肥、施化肥+稻草还田。从插秧开始,到10月底收成,刘慎斌要事无巨细地记录下施肥用药、稻穗分蘖数、灌溉次数、稻田亩产、稻谷空壳率等详情。土肥所的技术人员,还要定期取土样测定其养分、pH值等指标。

目的很明确,通过长期定位试验,用数据验证化肥与有机肥配施,对水稻产量、品质和土壤肥力的影响。

这样的工序,刘慎斌已坚持了36年。

上世纪70年代末,化肥工业兴起。为探寻科学高效的用肥方式,中国农业科学院领衔的全国化肥试验网,在全国布设了一批长期定位试验点。1979年至1988年间,福建在全省不同的土壤类型上,先后布设9个长期定位试验。

刘慎斌管理的这片水田,便是1983年设立的长期定位试验点。它所代表的土壤类型是福建常见的黄泥田。

“长期定位试验是国际上研究土壤质量演变机理与调控对策的通用做法。”省农科院土肥所副所长王飞说,1843年由 John Bennet Lawes 在英国建立了洛桑实验站,2002年12月更名为洛桑研究所有限公司。迄今为止,研究所已有170多年的历史,是世界上最古老的农业研究站,被誉为 “现代农业科学发源地”。我国的农业长期定位试验,发端于1930年,但大多无疾而终。

上世纪80年代到90年代,福建的9个长期试验点,为中低产田改良攻关贡献良多。

“当时,全省共有低产水稻土400多万亩,占水稻土总面积约四成,其中又以冷渍田类、浅瘦田类最为典型。”省农科院土肥所副研究员李清华说,这类土壤生产条件较差,经营集约化程度较低,土壤熟化度不高性状不良,常年水稻单产低,若加强地力建设,改善生产条件,增产潜力巨大。

白沙试验点的黄泥田,正属于低产田中的浅痩类。多年的定位试验数据表明,通过有机无机肥配施,可比单施化肥增产11%;土壤有机质含量大幅提高,肥力稳步提升,为高产稳产奠定基础;水稻实现优产,籽粒氨基酸等含量显著增加。这为全省中低产田改造提供了理论依据与解决方案。在全省中低产田改良攻关中,省农科院向65个县市推广以黄泥田为主的优化施肥技术成果1670.4万亩,实现亩增稻谷22.9公斤,累计增产稻谷3.8亿公斤,增收2.6亿元。

以此为起点,白沙台站不断拓展新的长期定位试验点,涉及紫云英与土壤肥力、农业面源污染、重金属源头控制、耕作轮作制度、生物多样性等领域。目前,台站内拥有7个国家项目长期定位试验。

 

(林淑霞收)王飞与刘慎斌正在长期定位试验点查看水稻分裂数.jpg

王飞(左)与刘慎斌正在长期定位试验点查看水稻分蘗数。福建日报记者 张辉摄

逐渐消失的长期定位试验点

刘慎斌36年雷打不动的生活,被一纸征迁令打破了。

这份于今年3月21日发布的《闽侯县人民政府征收土地方案公告》中,批准征收位于溪头村的17.0164公顷集体所有土地,作为闽侯县2018年度第三十一批次城市建设用地。白沙台站正位于土地征收红线范围内。

按照规划,该地块将作为闽侯海丝时尚居艺小镇建设用地。公开报道显示,该项目由闽侯本土企业福建闽兴实业有限责任公司,与保利福建公司联合打造,计划总投资50亿元以上,规划面积3平方公里。项目于2017年12月入选福建省第二批特色小镇创建名单。

“这意味着,台站内的多个10年以上的长期定位试验点,将无法存续。”王飞说,土壤演变循序渐进,数据的连续与完整是长期定位试验的生命所在。

这并非农业科学野外观测工作首次遭遇危机。上世纪90年代,全国大量台站纷纷停止工作。全国化肥试验网在福建布设的9个长期定位试验点,仅余两个。“造成这种局面的原因,一是用地无保证,二是开展正常试验研究的经费无着落。”2001年,省农科院土肥所曾向省经贸委提交了一份名为《拯救我省尚存的肥料长期定位试验刻不容缓》的建议书。

在经费问题上,在1985年之前,9个定位试验点并无专门经费支持。因此,土肥所不得不从所里的事业经费中统筹调配。1985年后,各省自然科学基金每年提供1万元用于支持长期定位试验,但1990年便“断奶”。此后,全国化肥试验网下拨的平价化肥指标成为主要补给。但1994年化肥经营市场化后,这项补助也不得不中断。

“试验地的租赁费,试验的材料、劳务费,往返取样的交通差旅费等开支,不得不由所里硬撑着。土壤、植株化验分析费用较大,无法解决,只好将样品保留。” 王飞说, 直至2005年以后,大量与耕地质量提升、科学用肥相关的课题相继落地,长期定位试验工作才有了稳定的经费支持。

但城市项目建设与农业基础研究的矛盾,依然严峻。几年前,省农科院土肥所在漳州角美建立的长期定位试验点,便因修建市政道路而被废止。此前,该试验点进行了近10年的菌渣施肥对农田生态环境影响观测研究。

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土壤样品库。福建日报记者 张辉摄

易地搬迁延续一亩方田的生命

尽管主张保留长期定位试验点,以保证农业科学研究的连续性,但王飞也意识到,原地保留,并不切合实际。

“届时,台站周围被现代化建筑围绕,汽车、空调所排放的尾气、热气将加剧该地的温度和尘降,增加土壤水分的蒸发,与最初的农田环境相距甚远,试验结果难以推广。”王飞说,为寻找更加合适的方案,6月中旬,白沙台站研究团队与当地农业部门专家组队赴湖北省农科院考察。

位于湖北省武汉市洪山区的黄棕壤性水稻士肥力长期定位试验基地,是我国长江中游稻麦轮作制度的唯一肥力长期定位试验基地,至今已运作37年,积累了大量与黄棕壤性水稻土肥力演变规律有关的数据。

2017年,建设中的武汉市洪山区平安路途经该试验基地。为此,当地确定了原状土整体异地搬迁方案。去年,湖北完成了1400多平方米、1.1米厚的试验基地土层的整体搬迁。近年来,河南、黑龙江、浙江等地也都有农业长期定位试验站整体搬迁的先例。

“在充分的预评估基础上,把土壤割锯成若干个规则的土方,以模具固定后,起吊并平稳地运至搬迁地,再进行无缝拼接,实现异地搬迁。”闽侯县白沙镇农业服务中心主任陈秋生说,原状搬迁土能有效维护土壤原状性,对土壤结构扰动较小,最大程度保留土壤原始理化和生物学性质,使土壤信息得以延续。

经过沟通协商,省农科院与闽侯地方政府,初步达成原状土整体异地搬迁的共识。

“本地水稻土多为低丘红壤发育形成,土质黏重;而湖北黄棕壤土则要软得多。”李清华说,由于土质差异,福建黄泥田土壤在进行压模入土时,难度要大得多。同时,在新址选择上要进行充分评估与预实验,“保证新址气候、地势、土壤等状况尽可能接近原址”。

完成异地搬迁,仅仅是第一步。王飞认为,农业野外科学观测事业要行稳致远,还需直面更多问题。

基础设施方面,野外监测自动化设施配备普遍欠完善;数据库标准化、规范化建设仍在起步中,数据共享水平有待提高;专业、稳定、耐得住寂寞的观测监测人员队伍,亟待建立;可持续的经费支持需要更多的政策倡导。

王飞的愿景是,构建一站多网的野外监测研究分布格局。“以闽侯白沙试验站为中心,辐射闽北、闽东、闽南等野外监测点。各地立足地方需求,因地制宜确定监测研究方向。”他举例说,闽西地区应着重关注土壤侵蚀、水土流失治理;闽东地区则应聚焦生态茶园建设与经济绿肥推广。

利好消息不断。去年,农业部印发《农业基础性长期性科技工作实施方案》,在全国确定36个站点为第一批“国家农业科学观测实验站”。省科技厅则于去年认定了首批9家福建省野外观测研究站。

(林淑霞收)技术人员正在进行水稻光合速率监测.jpg

技术人员正在进行水稻光合速率监测。福建日报记者 张辉摄

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技术人员正在进行野外温室气体采集。福建日报记者 张辉摄

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