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矿物技术培育“健康土壤”

2021-03-18 10:01:57    来源: 中国自然资源报    作者:于德福

去年底至今连续3个月,中央就耕地问题释放重要信号。去年12月的中央经济工作会议明确八大任务,其中就包括“解决好种子和耕地问题”;今年1月的中央1号文件再次强调“坚决守住18亿亩耕地红线”;2月国务院发布《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中也要求“强化耕地质量保护与提升,推进退化耕地综合治理”。

对此,中国科学院地质专家刘建明日前在接受记者采访时表示,“健康土壤是绿色发展的基础,而矿物技术是全方位健康土壤的关键技术之一”。

有机质、矿物质、微生物缺一不可

“土壤是耕地的核心内涵,健康土壤是耕地保护的重要内容。”刘建明说,健康土壤是农业可持续绿色发展的基础,决定着农产品的数量、质量和安全;同时也是生态环境优化的关键,因为土壤是陆地生态环境最重要的缓冲调控和净化系统。

那么,什么样的土壤才是健康土壤呢?刘建明解释:土壤是由地表岩石风化而来的,由土壤矿物质(>90%)、有机质(~5%)和少量微生物三部分构成。三者相辅相成、密切相关、缺一不可,一起贡献并制约着土壤的养分功能、结构功能、生态环境功能。

“只有把这三者及其相互关系都调理到一个最佳状态,才可能有一个理想的健康土壤。”刘建明说。

刘建明表示,我国对土壤有机质一直较为重视,近年来,土壤微生物也得到普遍关注,只有土壤矿物质的优化、特别是土壤中活性态矿物质元素的贫缺,尚未引起相应重视,成为土壤健康的明显短板。

补上土壤矿物质短板

“矿物技术是提升土壤健康度、夯实绿色发展基础不可缺少的关键技术之一。”刘建明介绍,虽然土壤固体的90%以上是矿物质,但其中所含的能被植物吸收利用的活性矿物质元素却很少,长期高产将其消耗殆尽,很容易出现中微量元素缺乏。同时,与土壤有机质密切耦合的纳米—亚微米级细粒矿物,一旦贫缺就容易出现土壤板结、土壤pH值缓冲能力和离子交换容量下降、土壤保水保肥能力退化等现象。

可喜的是,通过众多科研院校不懈的自主技术研发和农业部门的广泛试验示范,我国已成功研发了多种效果显著的关键矿物质土壤调理剂产品,不仅在原材料获取和工业化生产工艺上取得了长足进展,而且在农业应用上也日趋成熟,为我国尽快补上土壤矿物质短板、全面促进耕地土壤健康奠定了基础。

刘建明介绍,目前国内的矿物质土壤调理剂产品大致有三类:一是以最佳成土母岩为原料,通过元素活化工艺将其中的矿物质元素整体转化成为可溶性养分,为耕地土壤全面补充矿物质元素营养;二是以膨润土、沸石、凹凸棒石等黏土矿物岩石为原料,利用黏土矿物晶体微细、比表面积大、吸附和离子交换能力强的特征,通过破碎研磨改性生产出改善土壤结构功能和胶体功能的功能性产品;三是以石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石为原料,利用碳酸盐矿物对pH值的缓冲特性,破碎研磨生产出以改善土壤pH值缓冲调控功能为主的产品。

技术、政策双层面同步推进

刘建明说,为改善土壤功能、提升耕地质量,国家已出台休耕政策并明确了每年的休耕数量,但中国人多地少的现实注定休耕数量不可能大,全部耕地休耕一轮的周期也会很长。

“在确保耕地数量的同时必须提升耕地质量,而弥补短板则是其关键环节。具体就是全面推广施用矿物质土壤调理剂。”刘建明说。

刘建明建议,在政策层面,通过出台引导性、约束性政策,为我国尽快补上土壤矿物质短板营造良好的政策环境。一是将健康土壤列为“耕地质量保护与提升”的重要内容之一,明确其为“土地整理”“高标准农田建设”“全域土地综合整治”等相关项目的必考内容。二是参照近年国家“增加土壤有机质”的相关举措,推行“改善土壤矿物质”行动,并出台适当的支持措施,在我国形成增加土壤有机质、优化土壤微生物、改善土壤矿物质三措并举的局面。

在技术层面上,进一步健全矿物质土壤调理剂的技术体系,包括原材料调查评价技术体系、产品加工生产技术体系、农业应用技术体系。

刘建明还表示,地质行业在矿物岩石原料调查和处理加工方面,都拥有不可替代的专业技术优势,能够进一步丰富矿物质土壤调理剂的原料、技术和产品。同时,从表生地球化学过程的角度去认识土壤矿物质的功能及其与土壤有机质、微生物、植物生长的关系,将助推机理层面的升华。

“夯实绿色发展的基础,地质行业大有可为。” 刘建明说。

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