土壤环境与养分资源山西省重点实验室
赓续农耕文明 “山西实践”走向世界
“民以食为天,农以土为本”,这句话道出了土壤对农业的重要作用。走进土壤环境与养分资源山西省重点实验室(以下简称“实验室”)土壤资源展览中心,宽约50厘米、长约100厘米的351个土样整整齐齐陈列着,这是迄今为止三晋大地出现的所有土壤样本,厚重的土壤不但见证了实验室的赓续传承,更展现出了一代代科研人攻坚克难的精神脊梁。

实验室成立于2002年,是我省成立最早的农业类重点实验室,旨在建设国内一流、国际有影响的土壤肥料领域省级重点实验室。多年来,实验室围绕脆弱生态与工矿区土壤退化与恢复重建、作物施肥与养分资源及水资源管理、农业面源污染防控与污染土壤修复、区域土壤资源可持续利用四个研究方向开展基础理论与应用技术研究,同时开展土壤、肥料、农产品和农田灌溉水的检测和社会化服务。
科技“拯救”荒滩 向盐碱地要粮食
“大同盆地是山西省盐碱地主要分布区域,2000年左右去大同的时候,见到的是白白的一片地,就连野草也是稀稀拉拉的……现如今通过推广我们的技术,曾经的盐碱地已经成为了良田沃土,土壤pH值下降到7.8左右,盐分含量下降50%左右,土壤有机质提高30%以上!”实验室主任张强说。

受地势、气候、地形等因素影响,我省有大面积的盐碱化土地,具体分布在大同、朔州、忻州等8市51个县区,尤以大同盆地面积最大,占全省盐碱化土地的三分之二,总面积20万公顷。为了给我省的盐碱地做出更好的“私人定制”方案,实验室在不断探索、开拓和创新之中,因地制宜寻找新出路,开展了大同盆地盐碱荒地改良与高效利用关键技术研究与应用。
在摸清大同盆地盐碱荒地资源总量后,科研人员对盐碱地成因、水盐运动规律进行了系统研究,建立了大同盆地盐碱荒地化学、水利、农艺、生物改良的技术体系,构建了基于碱化度和pH为核心的脱硫石膏定量化施用的模型;随后研制开发出盐碱荒地化学改良剂的配方,引进和筛选出适合内陆盐碱荒地快速改良的作物种植模式,建立了内陆盐碱荒地快速改良利用技术规程,为盐碱荒地快速改良和利用提供了理论依据和技术支撑。
研发至今,实验室共研制开发出5种盐碱地化学改良剂,并进行了国产化生产,建成了年产5万t的盐碱地改良专用肥生产线,实现了产业化生产。该项目彻底改造盐碱地0.33万公顷以上,应用推广面积0.66万公顷,辐射带动3.33万公顷盐碱地改良,建立了化学措施、水利措施、农艺措施和生物措施为核心的综合改良技术体系,形成了内陆干旱型盐碱地改良技术规程。项目研究成果随后迅速推广到新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、吉林等省区,取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益。2012年,实验室通过国际合作,将该项目输出到阿尔及利亚,得到了显著的经济、社会和生态效益,为当地盐碱地的治理探索出了一条切实可行的路子,推动两国友谊的进一步发展。
2015年,实验室联合中国农业大学、美国夏威夷大学和拉脱维亚大学针对内陆盐碱地改良中存在的改良机理不清、水肥盐时空不协调等问题,开展合作研究,经过潜心研究,明确了火电厂烟气脱硫石膏和风化煤腐植酸的改良机理与效果,筛选出了耐盐的玉米品种,明确了耐盐机制,建立了内陆盐渍土水盐运移过程定量化技术以及基于pH和EC指标的化学改良剂快速精准改良技术。
藏粮于地 藏粮于技
一直以来,抗旱适水型种植技术在世界范围内都是一块难啃的硬骨头,拥有大面积旱地的我国对该技术的需求更加迫切,啃下这块硬骨头,对于保障粮食安全与重要农产品供给意义非凡。
我国北方旱地频旱多变环境、水土过度利用、生产稳定性下降。实验室根据作物水分供需变化规律,首次确定了抗旱适水种植的技术适宜性和作物优先序;针对北方不同类型旱地农田,摸清了旱地主要作物生产潜力,创建了不同抗旱适水种植主导技术,开发了多项集雨、集水、保墒技术,建立了不同地区的旱地开发模式;建成了旱作农田质量演替监测网络;明确了提升土壤质量的合理有机物料投入方法及适宜使用量。

同时,实验室在揭示褐土肥力时空演变规律和水分养分循环特征、探索褐土农田扩蓄增容技术途径等方面取得了一系列研究成果,集成的旱地玉米秸秆适水还田深施肥技术有效减轻了秸秆的田间焚烧和废弃,对培育肥沃健康农田、促进种养废弃物肥料化应用、提高旱地肥料利用率和水分利用效率,作出了贡献,为落实国家“藏粮于地、藏粮于技”政策,推动山西省有机旱作农业发展,发挥了积极作用。实验室作为第四参与单位,成果荣获2020年度国家科学技术进步奖二等奖。
奏响“引育用”三部曲 开创发展新局面
实验室自成立以来,秉承着“人才就是第一生产力” 与“引才”“育才”“用才”并重的发展理念,通过引进“格林卡世界土壤奖”获得者徐明岗研究员,夯实了实验室人才基础,并获批了2022年山西省科技创新人才团队(领军)。同时获批了“盐碱土改良与利用(干旱半干旱区盐碱地)重点实验室”和“黄土高原东部耕地地力提升重点实验室”2个农业农村部重点实验室。

目前,实验室共有2人为国家高层次人才,2名骨干为山西省学术技术带头人,5名获得山西省“三晋人才”计划拔尖骨干人才。实验室共承担国家和省部级等课题181项,获得省级以上科技奖励8项,包括国家科技进步奖二等奖1项、山西省科技进步奖一等奖1项、山西省科学技术奖科学技术合作奖1项、山西省科技进步奖二等奖2项、山西省标准创新贡献奖二等奖1项、山西省专利奖二等奖1项、山西省专利奖三等奖1项;授权专利31项,其中国际发明专利1项、国家发明专利12项、实用新型专利44项、外观设计专利4项;制定并发布山西省地方标准11项;获计算机软件著作权17项。

路漫漫其修远兮。未来,实验室将加强产学研合作,推动科研成果转化,提高实验室自我发展能力。同时,实验室继续加强人才引育工作,招聘国内“双一流”大学优秀博士与博士后来实验室工作,使实验室人员结构和知识结构按照研究方向分配更趋合理,提高实验室原始创新能力。
编辑:韩占福




