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泥潭里整科研

2022-08-22吕俊瑶上海交通大学

大学生 2022年8期
关键词:种养农场土壤

文/吕俊瑶(上海交通大学)

吕俊瑶,第十六届中国大学生年度人物提名候选人,上海交通大学农业与生物学院2019级硕士。她扎根农科,利用专业所学,十余次带领实践团前往祖国各地,针对主要果品作物,通过品种改良、技术升级,使农民增收显著。她也曾借助实验室技术,为多处农场打造农业废弃物处理方案,把脉绿色发展万亩良田,新增产值超3倍。

资源回正途,专业去落地

我国是农业大国,但也有大量畜禽粪便和农业秸秆等养殖废弃物未被充分利用。其实养殖废弃物实际上是一种“放错了地方的生物资源”,它们都是农业养分的一种形式,只要加以合理配比,就可以返回农田重新作为土壤和动植物的养分。但随着农业规模不断扩大,种养殖业逐渐分离,且污染处理技术与设备发展滞后,自行消纳成为难题。

我们课上学到的种养结合模式,便给出了解决方案。这种将种植业和养殖业紧密衔接的生态农业模式,可以让畜禽养殖产生的粪污为种植业提供肥源,种植业为养殖业提供饲料,并消纳养殖业废弃物,使物质和能量在动、植物之间进行循环和转换。

有了解决方案,但为什么没有在现实中见到大规模应用呢?带着这样的疑问,我在各地开展各类社会实践时,总会特地问问当地农民,他们的农业模式是怎样的,是否了解种养结合。但交流后发现,大部分人对此还有误区和盲区,即便有些农户知道“作物还田”这种经济环保的种植模式,但却担忧秸秆还田短时间内无法腐烂,这会影响下一季作物的生长;还有部分人并不懂得该如何处理畜禽养殖粪污,使其科学还田。

2019年,我和团队前往上海某品牌农场实践走访。农场负责人指出:“同样的品种,同样的农艺,不同的土壤,不同种养方式生产的不同级别的大米,光泽和味道是完全不一样的。”他们深知“种养结合就是为了把地越养越好”以及“造成污染,赚的钱还不够修复土壤的”,因此该农场一直采用了猪-稻共养的方式。但由于缺少土壤养分的基础数据,对于“种”“养”之间的配比关系也不明确,从而没能很好地实现养分在整个系统中的高效利用,种养结合的效果一直不明显。这样一个摆在眼前的实际问题,给了我们将实验室利用养分管理模型指导种养平衡的技术成果落地的机会。于是我找到导师商讨,如何帮助农场将种养结合的方案有效落实。

通过前期访谈调研,我和团队成员一起,与松江区的五户家庭农场达成了合作意向。这五处农场均拥有一定规模的水稻田和出栏数量可观的养猪场,农场主们同意拿出一小部分稻田供我们做不同的施肥处理,以寻找最佳配置方式,就这样我们一共得到了14块样地。不过由于他们过往的管理方式不同,造成土壤现状不一,因此第一步我们需要详细地了解他们的种养习惯。初次的访谈并不顺利,我们需要的资料多且细,比如翻耕、种植、施肥、灌溉、淹水、收获等每个阶段,都要具体到哪一天,精确的量是多少,等等。一些样地没有精准记录,难以马上给出我们想要的数据,这无疑为模型的计算增添了不少难度。

接下来我们记录了基础气象数据,之后对土壤本底的基础数据进行了测量。利用管型取土器依照S型取样法,我们分别采集了0-10cm、10-20cm和20-40cm三层深度的土壤样品,以带回实验室测定含水率、水分系数、碳氮含量等指标。这些仅仅是动动手、出出汗,接下来取沼液就不同了。尚未见到沼气池真容时,刺鼻的味道已经飘过来,更不必说站在池边放容器采集时,它给我们造成的强烈气味冲击。我小心翼翼地蹲在池边,一手将我们的简易采样器——吊着绳子的大塑料瓶,缓缓按入池中,一手捂住鼻子。待沼液开始内灌时,我连忙起身,仿佛再多接触一秒,都有晕倒在池边的风险。水瓶不能装得太满,不然回程路上的每一次颠簸,都会让我们多一分担心:在车内高温的环境下,这瓶“危险液体”可能会爆炸。

泥潭,踩下去

获取基础数据后,我们将样地做了不同的施肥处理,分为仅施化肥、仅施有机肥以及若干比例的混施几个组别,让农户按照我们提供的方案种植。后续我们定期来采集土壤、沼液以及作物样本。

第二个月我们回到老地方,发现稻田大变样。水稻插秧后田里灌溉淹水,土地一改坚实的模样。看着眼前的泥潭,我鼓足勇气踩了下去,果不其然陷了进去。想要在里面行走对于我们这些外行来说是个技术活,后脚使劲拔,前脚就会陷得更深,用力过猛还会造成“人靴分离”的滑稽场面。记得有一次,同行的两位老师一人在前面扶着我,一人在身后拽我的靴子,才总算把我解救了出来。事后他们打趣道:原来“恩师”指的是“救命恩人”的“恩”。就这样大家相互配合着,3米路能走1分钟。再后来田里施了有机肥,拔水稻的时候大家又相继经历了一屁股摔坐在田里的窘境,而水稻茎秆造成的皮肤红肿,几天不能消散也是常态。我带着满身脏污和浓重的气味回到学校,被同学戏称为“猪猪女孩”。

获取大量数据后,我们将其输入DNDC模型,该模型的国内在线版由我的一位师兄负责开发,它可以通过模拟反硝化作用与分解作用来模拟一个生态系统中的碳、氮循环动态,从而获得作物的生长情况、需求分配以及土壤的营养状态等。基于对模型计算结果的分析,我们可以将施肥比例的调整方案反馈给农户,并配比出合理的种养结构。通过持续跟进调整后的效果,我们不断重复了采样-实验-模型计算这一过程并进行修正,从而达到最佳投入产出比。

三年努力,我们得到了适应不同组别的稻田施肥减量方案和相应的猪田比,在保证亩产量不减少的前提下,降低每亩地的投入成本,同时提高土壤的氮素利用率,也使得秸秆和畜禽粪便都能够物尽其用,减少资源浪费与环境污染。先有小块样地上的模拟试验成功,农民也随之扩大施肥改良方案的覆盖范围,到最后经测算可以实现万亩良田新增产值超3倍,实现经济效益与环境效益的共赢双收。

我们认真总结,积极思考,把这项科研实践做出了一套“种养废弃物循环利用的整体解决方案”并予以践行。

七年,多片山河

1.吕俊瑶与团队在柘城县调研“互联网+”农业发展现状

2.在哀牢山海拔3000米处采集野生资源

不只有凌晨1点的实验室、都市农场的水稻田,还有寂静偏僻的生态站、西南山岭的自然林……七年交大生活,我的身影留在了校园内外多个角落,足迹遍布了祖国的多片山河。

我也将目光扩大到农业产业的不同环节。农业污染危害人居环境健康,农产品质量更是直接关系广大人民群众的生命安全。我加入“以食为天”团队,梳理对比五省市农产品质量安全现状,并抓住疫情后冷链安全这一关注焦点,为改善农产品质量安全、群众满意度建言献策。农业前端同样会存在发展桎梏。我和团队前往云南镇沅,翻越哀牢和无量两座大山,登顶3000米高峰,跋山涉水采集野生果树种质资源,走访六处种植加工基地,与产业链各环节及脱贫农户开展深入交流,通过资源库搭建和技术服务,解决制约当地果业发展的瓶颈问题,形成科研实践扶贫模式,切实帮助农业增产、增收。

十余次实践经历,我走入市井街头、林涧山头,田间地头,不断探寻着用科研成果服务“三农”的发展之路。去森林泥潭做实验,在田间地头写文章,这更是新时代农科学子的使命。

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