——中国地调局实验测试中心支援张北县土壤生态修复项目纪实

　　◎  本报记者 刘晓慧

　　初秋的张北县，到处是绚丽的坝上风景，宛若巨幅油彩画。而在这巨幅油彩画中，有浓浓的一抹翠绿和深紫，那是中国地质调查局国家地质实验测试中心支援张北县土壤生态修复项目在二台镇的1000亩实验田。

　　深紫色是成熟的藜麦，翠绿色是旺盛的甜菜……“你看，施用高剂量修复材料的藜麦杆快有一人高，穗头也大。甜菜茎叶颜色新鲜。”土壤改良的对比实验效果明显，中国地质调查局国家地质实验测试中心的工作人员心中十分欢喜。他们说，在张北驻守的几年，功夫没白费，再有几天，藜麦就该收了。

　　科学改造，盐碱地变身农耕地

　　张北县地处河北省西北部，内蒙古高原南缘的坝上地区，有着4000年的历史。古代北方游牧民族留下活动的足迹，古称“天闲刍牧之场”。如今，无论地理位置还是生态环境，也都是拱卫首都安全的“坝上重镇”。

　　“坝上三件宝，莜面、山药（指土豆）、大皮袄。”在张家口坝上流传的顺口溜儿道出了这里以莜麦、土豆等为主要农作物的传统种植业结构以及气候寒冷的自然条件。张北气候四季分明，昼夜温差大，光照充足，适合甜菜、蔬菜、马铃薯、裸燕麦等农作物生长。同时，该地区水资源形势严峻，降水量小、蒸发量大、溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚等因素导致这里形成了连片盐碱地，土壤贫瘠。

　　2014年，张北县被列为第一批国家新型城镇化综合试点地区。推进国家新型城镇化综合试点工作，首先要解决盐碱地的问题。

　　张北县有盐碱地面积19万亩。盐碱地的治理对促进生态文明建设，提高土地利用率和生产潜力，提供占补平衡指标促进城镇化、工业化发展有着重要意义。张北县积极运作，引进了清华大学华清农业燃煤烟气脱硫废弃物改良项目。

　　“盐碱地改造，使用的是燃煤烟气脱硫石膏，也就是火力发电厂的一种生产废料。在有水利灌溉条件地区，通过化学离子发生置换，让土壤酸碱度发生变化，这样许多作物就可以种植生长。”据清华大学中国农村研究院的科研人员介绍，用脱硫石膏改良盐碱地的特殊之处在于，一次改良可以维持多年，并且投入成本低，不仅使火力发电厂的生产废料变废为宝，同时可以增加有效耕种面积，改善当地生态环境。

　　2017年，张北县2600亩的改良盐碱地基本恢复为正常耕地。

　　生态地质，贫瘠地变身高产区

　　2017年，张家口宣布在全域建设首都水源涵养功能区和生态环境支撑区。中国地质调查局多个支撑服务“首都水源涵养功能区和生态环境支撑区”的地调项目设立在张北县二台镇。

　　张北县政府在发展特色农业的过程中，根据当地气候环境，引进了原产自南美的高经济附加值作物藜麦，并逐渐形成规模效应。但在种植过程中，农作物连作障碍（俗称“重茬”）对作物的产量和质量产生了严重的影响，甚至会导致绝产。

　　中国地质调查局国家地质实验测试中心在开展“北京及周边地区综合地质调查”项目过程中，发现了上述困扰。该中心在解决农田污染修复问题的过程中自主创新研发了“根系微地球化学障”技术，对藜麦重茬地开展试验，以生物质炭基有机肥部分取代传统化学肥料，调节土壤酸碱度和土壤结构，增加透水性，提升保肥能力，使土壤营养元素缓慢释放，起到了“以肥代药”的良好效果，克服了轮作带来的经济损失，还可有效预防重金属污染。

　　“农田污染修复以原位钝化稳定化为主，靠人力将修复材料播撒于大田中。传统技术可以有效修复，但是弊端也很明显，例如劳作量大、成本较高、均一性差。”据项目负责人朱晓华介绍，“根系微地球化学障修复模式”是将修复材料应用于根系的周边，形成微型障，改变根系周边土壤的物理化学性质，阻滞污染物向根系迁移，减少农作物吸收污染物的量。该技术完全融入农耕工艺，不增加老百姓的劳作量，并且大幅降低了修复材料用量，显著减少了修复的人力成本和材料成本。

　　曾“挂帅”具体实施项目的中国地质调查局国家地质实验测试中心科技处处长谭科艳对当地政府的大力协助支持深表感激：“2020年，实验取得初步成功后，张北县给予了高度重视和关注，县委、县政府领导多次过问并到田间地头察看长势，县农业农村局、县自然资源局等有关部门以实际行动助力项目成果真正落地。大家都是想干事的人，拧成一股绳，劲往一处使。”

　　模式复制，“洋作物”变身主产业

　　2020年，中国地质调查局国家地质实验测试中心在张北县建立藜麦种植示范基地100亩，每亩增加经济收益超过2000元。当地农户可以采用田间劳动或者利用自己设备提供农机服务等方式参与其中，可以有效带动周边200户贫困户进行有效增收，每户每年可增收约2000元。

　　2021年，示范基地规模扩大，超过1000亩。该中心对藜麦和甜菜的种植开展了实验。

　　“在不增加农民工作量的前提下，完成实验过程增加的成本只有修复材料费，每亩地需要增加材料费约100元。产出藜麦做产品，按照25元/斤计算，每亩增产约90斤，增收超过2000元。以张北目前藜麦种植规模11000亩计算，利用根系微地球化学障修复模式开展‘重茬’治理，将减少因为轮作而带来的每季至少2200万元经济损失。”

　　按照张北县的“十四五”规划，未来将大力发展现代农业，建设现代农业国家级示范基地，坚持“兴草、优菜、强牧、壮特”思路，做精品农业，发展优质、生态、品牌农牧业，全力打造全国最大的马铃薯繁育中心、华北地区重要畜牧畜种繁育基地和京津地区绿色有机蔬菜供应基地。包括“根系微地球化学障修复模式”在内的生态地质调查成果和生态修复示范经验将在张北地区大有可为。

　　科技兴农，“手中技”变身“幸福梯”

　　早在2012年，中央一号文件就在“强农、惠农”政策后又加上了“富农”两个字，并且突出了农业科技创新这一重点。“给农业插上科技的翅膀”，让科技创新成为农业发展的新引擎——既是农业现代化发展的必然要求，也是农业“补短板”的生产力基础。

　　“根系微地球化学障”技术模式，从针对重金属污染农田治理，逐渐拓宽思路，用于地力低下农田的改造；从农田安全利用发展到农田高效利用，逐渐走出了自己的路子，走宽了自己的路子。

　　未来，在张北这块试验田，中国地质调查局国家地质实验测试中心将从落实乡村振兴战略的高度，在既有的工作基础上，形成系统性成果，不断完善技术体系，支撑区域农业安全高效发展；利用生态地质调查成果和生态修复示范经验，针对不同农作物（藜麦、甜菜、马铃薯、燕麦、鹰嘴豆等）、不同生态问题（水土流失、地力低下等）深入开展工作，形成完备的技术体系，支撑张北县建设现代农业国家级示范基地；将加强技术推广，跨区域形成示范效应。以张北县的生态地质调查成果及农业生态修复示范经验为基础，该中心将大力拓展相关农产品基地建设，有望6年内在河北、内蒙古、黑龙江等地将包括对藜麦、甜菜、生姜、马铃薯等农作物种植示范基地规模拓展超过10万亩，形成较为系统的实验体系和实验参数，指导相应工作的开展以及产业化的推进，为地方经济发展、百姓增收提供技术支撑。

　　同时，该中心还将开拓发展方向，充分收集农作物种植产生的秸秆、叶片、根茎等农林废弃物，利用高温裂解技术，改性制备并炭基肥，有效减少废物产生，在降低碳排放的同时预防污染，高效提高地力，达到以“废”治污的效果；根据不同农作物产区的特点，形成“作物种植、废物利用、肥料生产”的闭环产业设计，降低废物委托处理和肥料长距离运输等成本，为地方增加就业机会，为农民增加收入来源，带来显著的生态效益、经济效益和社会效益。

　　在张北的两年，实施“首都水源涵养功能区和生态环境支撑区”相关地调项目的成员感慨万千，也收获满满。“一寸一寸量过这片土地，看着项目一步一步往前推，出数据，出成果，出实效，你才能真切懂得什么是真实的成就感、幸福感。”

　　乡村振兴杜绝“形象工程”，而接地气的地质科学研究也最有意义、最有前景。“少搞一些盆景，多搞一些惠及广大贫困人口的实事。”研究成果要真实有效地服务社会，服务地方经济发展。“把文章写在祖国大地上”，是对科研工作的要求，更是理想方向的指引。