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吴良泉:用科技孕育“绿色”丰收年

2021-02-21卫婷婷

科学中国人 2021年35期
关键词:蜜柚磷肥肥料

卫婷婷

深秋时节,寒意渐浓,但福建省漳州市平和县坂仔镇五星村却依然是一片盎然生机,连片的蜜柚树上挂满了黄澄澄、皮球般大小的蜜柚。一颗颗蜜柚犹如一盏盏黄灯笼,照亮了乡村振兴之路。此刻,忙于收获的村民们脸上洋溢出丰收的喜悦,“今年又是一个好收成啊!”

然而,这种欢愉的景象是在近几年才开始出现的。前些年,受到高投入、高产出的观念影响,平和县蜜柚种植户在生产中盲目过量施肥的问题非常突出,土壤健康状况下降、果实品质降低、水气环境压力加剧、品牌形象受到严重影响,老百姓的经济收益和居住环境也双双受到不利影响。这一切在2016年发生了改变——那年,福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所硕士生导师吴良泉带领团队师生们把实验室搬到了田间地头,开始探索蜜柚产业升级转型、绿色发展的可持续现代化农业之路……

带领柚农忙“减肥”

在“世界柚乡、中国柚都”平和县,琯溪蜜柚是农民收入的主要来源。目前全县种植面积达80余万亩,年产量可达110万吨,销售范围几乎覆盖全球,是我国最大的柚类生产基地。

吴良泉(左四)与科技小院的学生在一起

吴良泉回忆初到平和,“一开门都是柚子树。”由于经济作物单一,果农又缺乏科学指导,施肥量特别高。根据调研资料显示,平和琯溪蜜柚以平均每年每公顷施用N、P2O5和K2O(肥料中有效氮、磷、钾养分)分别为1301公斤、997公斤、1008公斤,位居全国柑橘主产县第一位,而每公顷蜜柚果实生产年实际需求的养分仅为N:168公斤,P2O5:66公斤,K2O:161公斤。

通过驻地研究、大学生暑期“三下乡”调研等方式,吴良泉带领团队获得了一手数据,整体摸清了当地蜜柚产业的高度集约化现状,以及长期过量施肥导致的土壤酸化、土壤养分不均衡等突出问题。在此基础上,他们通过查阅文献资料结合实地研究结果,形成提质增效的营养调控技术,并与其他技术进行综合集成,构建蜜柚生产全套解决方案,提出了“减肥压酸、镁肥增效”的调控模式。

然而,化肥减量工作遭到了“肥料大把大把下惯了”的果农质疑。种了20多年蜜柚的林新民说:“柚子挂果那么多,你们要减少一半以上的化肥投入,柚子树岂不是要被饿死啦!”当即,吴良泉与准备进行示范试验的合作农户林新民等人做出保证:“今年化肥用量减少一半,若是柚子减产,出现了多少损失都由我们来承担。”有了这份保障,柚农们心里悬着的石头总算落了地。就这样,团队开启了试验示范的漫漫长路。

吴良泉说:“根据我们2016-2018年开展的7个农户合作示范点的田间试验结果显示,通过优化施肥减少50%的化肥投入,增产3吨~4.2吨每公顷(增幅8%~11%),利润平均增加2.23万元~2.27万元每公顷(增幅27%~28%),品质有所提升(可滴定酸含量降低3%~7%,固酸比增幅3%~9%)。”

2019年6月,平和琯溪蜜柚科技小院正式挂牌成立。该科技小院由中国农村专业技术协会与福建省科协牵头成立,是福建省首批5家科技小院之一,也是全国蜜柚产业首个科技小院。作为科技小院的责任导师,吴良泉带领团队与15个示范户合作,示范面积达到100亩,实现节本增收18万元。

“我们算过一笔账,如果能够在全县范围内实现化肥用量减少50%,则一年可减少化肥投入成本约10亿元人民币。”吴良泉说,“这样不仅能大幅度减少柚农的投入,实现减本增收,更深远的意义在于,保护我们的‘绿水青山’!”

“把科技成果留在农民家”

除了蜜柚,吴良泉还把研究重心放到茶树、甜玉米等特色经济作物上。近年来,他相继开展了国家“十三五”重点研发项目“新型复混肥料及水溶肥料研制”子课题“柑橘、茶树等作物专用高效复混肥料配方研制与应用”“肥料磷素转化与高效利用机理—子课题‘华南酸性旱地土壤区主要作物体系磷肥高效利用与损失阻控途径’”的项目研究。

“我国南方作物种植结构发生了重大调整,茶果等经济作物面积逐步扩大成为该区域的主要作物。然而,由于缺乏对茶果养分需求规律和土壤供应规律的科学认识,肥料投入量普遍偏高,这已成为农业碳排放和面源污染的重要排放来源。因此,研制高效专用复混肥产品对于实现南方茶果产业绿色高质量发展具有重要的现实意义。”吴良泉说。

针对柑橘和茶叶生产中复混肥料产品与区域土壤、作物需求匹配度不高、养分配方针对性不强、肥效和品质低等问题,吴良泉通过重点研制不同区域柑橘、茶叶大中微量元素配比合理、氮磷养分形态配伍科学的作物专用高效复混肥料配方,建成生产技术工艺包,形成高效复混肥料产品的增产增效解决方案,提高了柑橘、茶叶品质和养分吸收利用效率,促进柑橘和茶叶产业的可持续发展。

围绕“玉米科学施肥”这一课题,吴良泉向记者科普道:“磷素是仅次于氮素的第二大营养元素,是植物生长和细胞代谢、合成植物能源三磷酸腺苷(ATP)的必需营养元素之一;而且磷素还参与光合磷酸化、三羧酸循环等生理过程,对作物正常生长起着非常重要的作用。玉米作为典型的磷敏感作物,合理的磷肥运筹对产量的提高至关重要。然而,目前集约化栽培体系中,磷肥过量投入不仅导致磷肥当季利用率低,环境负荷加大,产量也并没有表现出进一步增长的趋势,部分试验结果甚至表现为减产。”

为了给甜玉米磷肥的合理施用提供科学依据,吴良泉在福建省漳州市诏安县桥东镇内凤村正禾家庭农场及福州市马尾区琅岐镇阡陌农庄进行了一系列试验。他发现,低磷条件下钙镁磷肥可以显著促进甜玉米的生长,提高磷素吸收,是低磷酸性红壤上效果良好的磷肥品种。而基于两地两季甜玉米磷肥4+X试验则表明,相比于农户常规管理,恒量监控和有机替代处理均可以大幅度减少磷肥投入、减少农户的肥料成本和碳排放,显著提高磷肥利用效率……

吴良泉坦言,由于和农业打交道,他常常深入到农村一线,不仅要和当地政府、肥料企业等围绕试验的展开进行组织安排,还需要与农民同吃穿同劳动,零距离了解实际生产中的问题。“我来自福建永春县一个小小的村庄,刚外出求学时,内心还是有点自卑的。还记得第一次做学术报告时,站在台前的我特别紧张,根本不知道自己在讲什么。但是现在,不管工作中遇到什么问题,我都可以游刃有余地进行协调与处理。这一切,得益于我在中国农业大学求学的那段经历。”

2005年,吴良泉考上了福建农林大学农业资源与环境专业。放假回家时,乡亲们总是会向他请教农业种植方面的问题。由于缺乏系统知识,吴良泉常常无法为他们答疑解惑,这让他心中觉得很是惭愧,便萌发了继续深造的想法。“我就想,要么不学,要学就要到中国最好的农业大学去。”当时的吴良泉既没有志同道合的考研伙伴,也缺乏丰富翔实的参考资料,但他凭借坚韧不拔的学习态度和毅力,以365分的高分被中国农业大学植物营养学专业录取,师从陈新平教授。

“不同于大部分学校一个导师带一个学生的情况,中国农业大学采用的是多导师指导的模式。除了陈新平教授,张福锁院士、江荣风教授和崔振岭教授也对我进行了指导。他们不仅在专业课上尽心帮助我,而且在综合能力提升方面也严格要求我。求学期间,我独立负责了与全国10余家教学科研单位协作的试验项目,组织了多场农民培训会。通过种种历练,我不再胆怯,语言表达能力、组织协调能力等都有所加强。”博士毕业后,吴良泉回到了福建农林大学,他希望用自己的所学为家乡作点贡献。仅仅7年,他先后主持国家自然科学基金、国家重点研发计划课题等科研项目10余项,获得“第三届国际镁营养大会杰出青年科学家奖”“土壤-肥料-作物-环境国际论坛”优秀报告二等奖、中国农技协“最美科技工作者”等多项荣誉。对于接下来的工作安排,吴良泉说:“马克思有句名言——‘理论一经群众掌握,也会变成物质力量。’我希望让更多的农民真真切切地看到我们的试验效果,把科技成果留在农民家!”

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