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[中国科学报]从绝收到丰收:阻击土壤病害

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 ▲施用氯化苦和1,3-二氯丙烯的生姜长势喜人。

▲生姜全株。李晨摄

2007年,家里存款仅剩2万元的山东莱州市驿道镇西周村农民于玲,认识了中国农业科学院植物保护研究所研究员曹坳程,从此她那几乎绝收的大姜(当地人称呼生姜的叫法)地重新生机勃勃,一年时间,她的收入达到18万元。这让她濒临崩溃的生活发生了质的飞跃。

站在记者面前的于玲,年仅40岁,已经是当地裕民大姜种植专业合作社社长,合作社土地3000亩,她自己承包了200亩,今年纯收入80万元。

土传病害造成保护地生姜大面积绝收,这在山东很常见,过去人们用轮作、根灌高毒农药等办法对付它,但效果甚微,不仅经济效益受损,还造成严重的环境污染。直到最近几年,被农民亲切称为“曹老师”的曹坳程带着他的土传病害防治技术出现,情况才发生了好转。

面对土传病害的艰难选择

“我种姜已经十来年,一块地只能种2年,然后就要休息7到8年才能再种。”54岁的山东安丘市石堆子镇农民王文刚这样告诉《中国科学报》记者,过去,对付姜瘟病等,他们只能轮作其他经济价值低的作物,但是这样影响收入,防治效果也不太好。

据了解,山东生姜种植面积达到100万亩,占全国1/3,仅安丘市就达20万亩。生姜种植属于保护地栽培,即在由人工保护设施所形成的小气候条件下进行的植物栽培,又称设施栽培。这种保护地栽培高附加值作物确实能提高农户的经济收益。

但是,曹坳程告诉《中国科学报》记者,保护地的发展,也为土传病虫害的发生、发展提供了适宜的环境,通常栽种3~5年后,作物的产量和品质受到严重的影响,一般造成减产20%~40%,严重减产60%以上甚至绝收。

曹坳程说,土传病害的传播范围很广,除了生姜,草莓、黄瓜、番茄、茄子、三七、山药和花卉、果树的土壤都能被传染。例如草莓感染枯萎病和根腐病等之后,如果不做治疗和处理,10年不能再种植草莓;人参感染土传病害后,30年不能再种植。

由于难于防治,加上土传病害防控技术缺乏或推广力度不够,部分农民为了防治土传病害和根结线虫等,违法使用高毒农药和加大农药用量,采取灌根等手段来保住产量,导致农药残留和严重的环境污染。如中央电视台报道的农民用“神农丹”(即剧毒农药涕灭威)防治生姜根结线虫,造成“毒生姜”事件,受到社会的广泛关注。

“土传病害和根结线虫等问题将越来越突出,直接影响我国农业调结构、转方式的深入开展。”中国农业科学院党组书记陈萌山对这个问题的认识更为宏观。

神奇的“特长生”与“三好生”

“过去亩产最高8000斤,现在用曹老师的技术,亩产13000斤,每亩的防治花费1500元。”今年,王文刚的两亩生姜采用了曹坳程的防治技术,而空白对照组几乎绝收。王文刚的手机号已经成为曹坳程手机里保存的五六百个农民手机号中的一个。

曹坳程的团队所到之处,经常受到当地农民的“围追堵截”,追问土传病害的防治办法。这取决于他们深厚的技术积累。

陈萌山说,植保所团队通过多年研究,明确了我国保护地和高附加值作物生产中重大土传病害的病原物发生、传播及流行规律,建立了相应的快速诊断方法;筛选出对靶标生物活性高、对食品安全的土壤消毒产品,例如,防治根结线虫高效的熏蒸剂二甲基二硫、1,3-二氯丙烯、硫酰氟;研发了氯化苦、1,3-二氯丙烯胶囊。同时,该所最早发现硫酰氟的杀线虫活性,硫酰氟已在世界上首次登记作为杀线虫剂。

曹坳程说,他们研发了适合中国国情的土传病害防控技术,如:注射施药技术、混土施药技术、滴灌施药技术、分布带施药技术、胶囊施药技术、生物熏蒸技术和火焰消毒技术。制订了《氯化苦土传病害防控技术规范》,在我国作为行业标准实施,建立了社会化的服务体系,简化流通环节,按照规范操作,保障了熏蒸剂的高效、安全使用。

“这就像给土壤进行消毒。其中,高度农药氯化苦是个‘特长生’,能有效杀灭土壤中几乎所有病原菌,专治土传病害;而棉隆既能防虫,又能除草,还防线虫,是一个‘三好生’。”曹坳程说,专人施用,熏蒸剂挥发、降解快(半衰期仅3小时~7天),不用担心农药残留及污染水土。如果添加有益生物木霉和枯草芽孢杆菌,防治时效将延长,实现杀毒和有益生物生长的“双赢”。

目前,土传病害防控技术已在我国山东、河北、北京、天津、四川、重庆、辽宁、内蒙古等10余省(市、自治区)试验示范,在生姜、草莓、中药材、设施蔬菜、马铃薯、花卉等作物上进行了防治,效果显著。初步估算,每年获得的经济效益超过30亿元。

农药管理亟待加强

据统计,2013年农作物病虫草害发生面积为73亿亩。“病虫害严重威胁农业丰收和农产品安全。农药使用能解决这些问题,但是农药的大量使用,又严重影响农业的可持续发展。”农业部农业生态与资源保护总站副主任王久臣在接受采访时说,过度依赖化学农药导致病虫害产生抗药性。如上世纪四五十年代世界上抗性害虫不足10种,现在已发展到700多种。

另一方面,由于抗药性产生和不合理使用,防治效果下降,用药量越来越大。据统计,我国单位面积农药使用量分别为世界平均水平的2.5倍,均居世界第一位。而农药的利用率却只有35%,大量农药通过农田地表径流和渗漏,污染土壤、地表和地下水环境,导致生态环境恶化。

“我认为关键要把农药管理起来。农药随便乱用,造成很大的社会问题。毒性高一点的,应该不能随便买到。”曹坳程说,他们的项目实施带动了社会化服务的发展,目前我国有专业土壤消毒公司9个,农药均由有资质的人员使用,避免了农药的乱用,保障了使用的效果。

曹坳程指出,中国主要应用的熏蒸剂有氯化苦、棉隆和威百亩,二甲基二硫正在登记过程中。虽然有些熏蒸剂如氯化苦属于高毒农药,但针对氯化苦的生产、运输、销售和使用的监管都十分严格,所有进行氯化苦操作的人员均经过专业部门培训,并由安监局颁发资格证书后,才允许开展氯化苦施药工作。

植保所与山东省安丘市人民政府联合建立了保护地和高附加值作物毁灭性土传病害综合防治技术示范基地,并建立了全国最大的土壤熏蒸消毒社会化服务体系,培训专业化熏蒸技术人才,保障使用安全、技术到位。据安丘市植保站统计,在该项成果应用地区,其他农药用量平均减少23.75%,减少化肥使用量16.50%。

“氯化苦应是我国高毒农药管理成功的典范。所有高毒农药如果有专业机构为农民服务,减少流通环节,我国高毒农药不会出现乱用等诸多问题。”曹坳程说。

然而目前,土壤消毒面积不到保护地面积的1%,高产值作物应用面积也不是很大,未来,曹坳程和他的团队还有更多的路要走。

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