為了查清這方熱“土”,她們他們太拼了!
時(shí)隔43年,我國(guó)啟動(dòng)第三次全國(guó)土壤普查(簡(jiǎn)稱“土壤三普”)。
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)劇烈演變,土地資源利用方式發(fā)生重大變化,耕地保護(hù)面臨多重壓力。土壤三普作為一項(xiàng)重要的國(guó)情國(guó)力調(diào)查,對(duì)耕地、園地、林地、草地等農(nóng)用地和部分未利用地的土壤重新摸底,為科學(xué)開發(fā)土地后備資源、堅(jiān)守耕地保護(hù)紅線、進(jìn)一步優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)支撐。
2022年8月,湖北省啟動(dòng)土壤三普工作。作為一項(xiàng)“技術(shù)活”,土壤普查分為外業(yè)調(diào)查采樣、內(nèi)業(yè)測(cè)試化驗(yàn)、成果編制與匯總?cè)齻€(gè)環(huán)節(jié)。外業(yè)調(diào)查采樣工作質(zhì)量,決定土壤三普最終成果的應(yīng)用成效。
近兩年來(lái),省930名采樣與質(zhì)控專家寒來(lái)暑往、風(fēng)吹日曬,以一絲不茍的態(tài)度和精益求精的精神,提前半年完成外業(yè)調(diào)查采樣任務(wù),高質(zhì)量采集樣點(diǎn)84842個(gè)。其中,40名剖面專家?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì),完成3632個(gè)剖面樣點(diǎn)的挖掘、采集,采樣質(zhì)量位居全國(guó)前列。
掘開的土壤中,究竟藏著什么秘密?為土壤“體檢”要查哪些指標(biāo)?野外作業(yè)要克服哪些困難?土壤三普與全國(guó)第二次土壤普查有何不同?近日,湖北日?qǐng)?bào)全媒記者走訪多位“土”專家,聽他們講述那段與“泥”為伴的日子。
關(guān)鍵詞 先進(jìn)
新科技讓土壤“開口說(shuō)話”
7月17日,土壤三普專家技術(shù)指導(dǎo)組外業(yè)技術(shù)組華中片區(qū)片長(zhǎng)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)蔡崇法教授端坐電腦前,在土壤三普信息化工作平臺(tái)上,一邊反復(fù)觀看外業(yè)調(diào)查采集工作的現(xiàn)場(chǎng)照片,一邊對(duì)記錄上報(bào)的土壤調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,線上檢查省土壤普查工作野外現(xiàn)場(chǎng)填報(bào)的資料。目前,湖北省第三次全國(guó)土壤普查外業(yè)調(diào)查采樣驗(yàn)收已近尾聲。
蔡崇法教授深入土壤三普外業(yè)采樣現(xiàn)場(chǎng)
放大屏幕中的圖片和視頻上,只見一名普查工作人員手持鐵鍬,小心翼翼地從齊腰高的土壤剖面鏟下土壤樣品?!皬谋韺油寥莱霭l(fā),一路向下探索,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),土壤發(fā)育的歲月痕跡像年輪一樣,深深印刻在土壤剖面不同層次中?!辈坛绶ń榻B,我國(guó)土壤普查要求每個(gè)土壤采集樣點(diǎn)剖面達(dá)1.2米深,這是所有農(nóng)作物賴以生存的土壤層次。通過(guò)這些層次形態(tài)和物質(zhì)組成觀測(cè)與分析,可以推測(cè)土壤發(fā)生發(fā)育與演變史,明確土壤肥瘦和生產(chǎn)障礙,找到保護(hù)和利用土壤的科學(xué)方案。對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō),它像一本精準(zhǔn)的土壤說(shuō)明書,指導(dǎo)他們合理栽種、施肥;對(duì)于農(nóng)業(yè)管理人員來(lái)說(shuō),它是合理布局農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。土壤普查既診斷了土壤健康狀況,也反映了土壤利用情況與環(huán)境變遷。
40多年前,蔡崇法還是研究生時(shí),跟隨他的老師參與了全國(guó)第二次土壤普查工作。那次普查,現(xiàn)場(chǎng)靠手繪畫,數(shù)據(jù)靠傳統(tǒng)的化學(xué)分析,上報(bào)的土壤采樣結(jié)果全靠紙張表格填寫。如今,我國(guó)現(xiàn)代化程度突飛猛進(jìn),“土壤三普”的“新式武器”讓土壤“開口說(shuō)話”。
“土壤三普”首次采用統(tǒng)一的國(guó)家級(jí)土壤普查工作平臺(tái)系統(tǒng),每個(gè)采樣點(diǎn)位都有國(guó)家頒發(fā)唯一編碼的“身份證”,并科學(xué)劃定采樣范圍。經(jīng)過(guò)國(guó)家和省考核認(rèn)定的采樣領(lǐng)隊(duì)技術(shù)人員利用5G技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)人機(jī)等手段在現(xiàn)場(chǎng)找到采樣點(diǎn),并獲得相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),在App后臺(tái)填表,并經(jīng)層層審核后提交,再匯總到云端進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,而不是依靠逐級(jí)上報(bào),實(shí)現(xiàn)了采集工作“線上線下”雙同步。
在記錄土壤信息方面,外業(yè)調(diào)查采樣工作流程也更加規(guī)范?!巴寥廊铡辈捎谩半娮訃鷻凇狈绞奖O(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)工作,以經(jīng)緯度為標(biāo)準(zhǔn),在當(dāng)?shù)貏澏嗣總€(gè)土壤采樣點(diǎn)位的電子圍欄,所有現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)、照片、視頻等只能在電子圍欄內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)采集和上傳,確保土壤樣本真實(shí)有效。
畢竟,全國(guó)第二次土壤普查已經(jīng)過(guò)去40多年,我國(guó)土地利用方式發(fā)生巨變,與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的土壤性質(zhì)、剖面性狀也發(fā)生很大變化,尤其是以城市建設(shè)為主的人類活動(dòng),正在改變土壤整體結(jié)構(gòu)。蔡崇法稱,普查人員在勘察著名地標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品“洪山菜薹”的特定土壤種類時(shí),采樣范圍不局限于洪山區(qū),而是擴(kuò)大至武漢市大部分地區(qū),成功確定特色土壤土種名稱、范圍和主要特性,為洪山菜薹產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。
“外業(yè)調(diào)查采樣、內(nèi)業(yè)測(cè)試化驗(yàn)、成果編制匯總,最后通過(guò)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)和人工智能等多種先進(jìn)科技手段,把第三次全國(guó)土壤普查數(shù)據(jù)匯總至土壤三普信息化工作平臺(tái),主要工作將在2025年底完成。”蔡崇法說(shuō),本工作是今后30年我國(guó)土壤資源的基礎(chǔ)科技數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞 艱辛
背上“百寶箱”,土坑里一趴一整天
“土壤具有不同類型、結(jié)構(gòu)、層次,土壤普查是一個(gè)從地表向地下延伸的過(guò)程,難度超出想象?!?月18日,湖北省第三次全國(guó)土壤普查專家技術(shù)組組長(zhǎng)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)、教授譚文峰接受記者采訪時(shí)說(shuō),他和團(tuán)隊(duì)挑選最偏遠(yuǎn)、最艱苦、技術(shù)難度最大的兩個(gè)山區(qū):巴東、神農(nóng)架。
譚文峰教授講解土壤剖面采樣技術(shù)規(guī)范
巴東縣溪丘灣鄉(xiāng)最北端的小龍村,依靠一條從懸崖絕壁穿過(guò)的崎嶇公路連通外界。每次行經(jīng)這里,頭頂垂直峭壁,腳踩萬(wàn)丈懸崖,隊(duì)員們一路上不敢打盹,不停說(shuō)笑,驅(qū)散恐懼。
同一片區(qū)的陳家贏老師,在神農(nóng)架,車沿著山路,開著開著前方突然沒(méi)路了,采樣隊(duì)一行背上工具箱,徒步4小時(shí)?!肮ぞ呦溆卸镏兀锩嫜b有卷尺、樣品袋、鐵鍬、鐵鏟、木鏟、小型打碼機(jī)、無(wú)人機(jī)等物品?!弊T文峰介紹說(shuō),“啥都有,簡(jiǎn)直是個(gè)‘百寶箱’!”
外業(yè)調(diào)查采樣,首先是“踩準(zhǔn)點(diǎn)”。山區(qū)的地形地貌極其復(fù)雜,有時(shí)走幾步路,土壤類型和結(jié)構(gòu)就發(fā)生變化。為此,踩準(zhǔn)一個(gè)沒(méi)有堆積、沒(méi)有干擾且符合標(biāo)準(zhǔn)的樣點(diǎn),需耗時(shí)2—4小時(shí)。
其次是開挖剖面。譚文峰介紹,野外調(diào)查包括地表、剖面兩種采樣。地表采樣采集表層土壤,分析土壤性質(zhì)。剖面采樣要挖掘一個(gè)長(zhǎng)2米、寬1.2米、深1.2米的大坑,一面為垂直的剖面,一面為方便作業(yè)的階梯。
重頭戲是采樣。掘開的土壤剖面,根據(jù)硬度、顏色、結(jié)構(gòu)、礫石、石灰反應(yīng)、根系等,劃分成耕作層或腐殖質(zhì)層、淀積層、母質(zhì)層和母巖層等層次,研究其發(fā)生發(fā)育過(guò)程,由下而上逐層采樣?!跋炔森h(huán)刀樣,用環(huán)刀取若干個(gè)100立方厘米的圓柱體土樣,同時(shí)測(cè)定不同層次土樣的酸堿度、容重、孔隙度等;再采剖面樣,每層取5—7公斤土樣,盡量均勻取土壤,還要注意避免各層土壤相互污染;最后踏勘周邊環(huán)境,摸清土壤類型邊界,記錄植被類型、氣候、水文地質(zhì)等成土環(huán)境與土壤利用情況?!弊T文峰稱,土壤采樣有整套“標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作”,哪怕細(xì)微的差錯(cuò),都可能影響普查的準(zhǔn)確性。
碰到地下水位比較高的水稻土,采樣也比較困難。有時(shí)挖到一半時(shí),地下水就往上滲。采樣隊(duì)自備抽水機(jī),現(xiàn)場(chǎng)抽干水,繼續(xù)采。“既是腦力活,又是體力活。采一個(gè)樣,有時(shí)在土坑里一趴就是一整天?!?/font> 譚文峰坦言,隊(duì)員們?cè)绯鐾須w,采樣時(shí)取樣裝袋、制作標(biāo)本、記錄數(shù)據(jù)、拍照上傳等,整個(gè)過(guò)程高效協(xié)作。
譚文峰是國(guó)家自然科學(xué)杰出青年基金獲得者,“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才,平時(shí)教學(xué)、科研任務(wù)重,培訓(xùn)、采樣往往利用周末時(shí)間。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),將科研課題與土壤普查巧妙融合,加快推進(jìn)湖北省“中低產(chǎn)田紅黃壤改良”“低山丘陵區(qū)種養(yǎng)加綠色循環(huán)”“秭歸耕地地力提升”等多個(gè)課題實(shí)施,把科學(xué)成果寫在大地上。
采樣隊(duì)的辛勞換來(lái)了老百姓的理解與支持,“盡管挖,以后我們種啥品種、如何施肥,心里便有數(shù)了!”秭歸縣農(nóng)民周青大開自家橘園大門,任采樣隊(duì)品嘗時(shí)說(shuō)到。“老百姓與時(shí)俱進(jìn)的想法和對(duì)美好生活的期待,讓我們覺(jué)得再辛苦也值得!”譚文峰說(shuō)。
關(guān)鍵詞 精細(xì)
土壤也是藝術(shù)品,采樣得下繡花功夫
在湖北省土壤三普野外作業(yè)中,12位“女漢子”翻越崇山峻嶺,挖土鏟泥修剖面,在艱辛的野外作業(yè)去發(fā)現(xiàn)美、感受神奇,成為一道獨(dú)特的風(fēng)景。
“剖面調(diào)查采樣就像開盲盒,不知道會(huì)遇到什么情景,挖出怎樣的剖面,只有挖完才能揭曉答案?!比A中農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院土壤學(xué)博士汪明霞稱,這也是剖面調(diào)查采樣的神奇之處。
汪明霞記得,有一次在咸寧市咸安區(qū),天突然下起大雨,采樣隊(duì)只好放下挖開的剖面,返回駐地。第二天雨停,采樣隊(duì)回到樣點(diǎn),眼前卻是“一缸水”?!拔覀兞⒖虇⒂贸樗畽C(jī),可是一邊抽水,一邊挖土,浸泡過(guò)的土方一邊垮塌?!蓖裘飨蓟貞洠?臺(tái)抽水機(jī)都無(wú)濟(jì)于事,只得另起爐灶,重新挖掘。
歷經(jīng)歲月更迭,有些地塊“改頭換面”,有些地塊卻“不改本色”。汪明霞稱,曾有一個(gè)林地樣點(diǎn),位于一片灌木林,挖開后卻看到很清晰的犁底層。經(jīng)調(diào)查得知,該區(qū)域20多年前“水改旱”后,慢慢荒廢,灌木叢生。因?yàn)闆](méi)有耕作,盡管模樣改變,可深層次的土壤依然保持著水稻土的特性。“這正是土壤普查的意義所在,了解每一片土壤的演變歷史和現(xiàn)狀,為未來(lái)的土地利用方式提供依據(jù)?!?/font>
李燕麗采集土壤剖面樣品
“太美了!太神奇了!”在長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院李燕麗博士眼里,每一個(gè)土壤剖面都是一件精美的藝術(shù)品。她將在仙桃、石首、荊州區(qū)等地采集的112個(gè)剖面調(diào)查坑,拍照后整理在一張圖片里,遠(yuǎn)看仿佛一塊塊奇珍異寶,熠熠生輝。“色澤、紋理、結(jié)構(gòu)各不相同,這是它們的價(jià)值密碼。瞧,這塊分了7層,一層一層沖積而成,深淺不一;這塊是典型的梯田,淀積層、腐殖質(zhì)層分明,述說(shuō)著土壤的‘前世今生’……”李燕麗如數(shù)家珍。
剖面挖掘后,將觀察面精修成兩半?!斑@得拿出‘繡花功夫’,精雕細(xì)琢?!崩钛帑惤榻B,1/3是毛面,觀察結(jié)構(gòu),用剖面刀一點(diǎn)一點(diǎn)地刮,后一刀蓋住前一刀的痕跡,不留刀痕;2/3是光面,觀察發(fā)育演變,用平頭鏟鏟平后慢慢輕削,不留鏟痕。她還打了個(gè)比方,“又像女孩子化妝,精心描眉畫眼,妝容精致卻不露痕跡?!?/font>
高婕妤蹲在土坑里拍照上傳
省地質(zhì)調(diào)查院工程師高婕妤是一名“95后”女孩,是省內(nèi)最年輕的剖面采樣領(lǐng)隊(duì)。她坦言,盡管以前參與過(guò)土壤污染詳查、多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查等多項(xiàng)野外作業(yè),但像土壤三普這樣范圍之廣、時(shí)間之長(zhǎng)、樣品之多、挖掘之深的調(diào)查還是頭一遭。
高婕妤介紹,遇到代表性土壤時(shí),采樣隊(duì)要使用特制的剖面框來(lái)采集整段土壤剖面。剖面框長(zhǎng)1米、寬22厘米、厚7厘米,要緊扣在垂直剖面上,用木板貼住框背,以鐵錘敲打,使框體完全嵌入土體,再小心剝離,蓋上后蓋,用螺絲固定,才算取好?!罢麄€(gè)過(guò)程如同取模,必須做到盡善盡美?!?/font>
8個(gè)月時(shí)間,高婕妤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)輾轉(zhuǎn)蔡甸、云夢(mèng)、隨縣、浠水、羅田等,行程十萬(wàn)公里,“野外不方便,盡量少喝水,少上廁所?!蓖裘飨挤Q,野外5個(gè)月沒(méi)有吃過(guò)一頓像樣的午飯,餓了就拿面包、泡面對(duì)付一下。李燕麗稱,野外艱苦,曾發(fā)生過(guò)隊(duì)員墜坡受傷、路遇滾石塌方等事件,聘請(qǐng)的當(dāng)?shù)厮緳C(jī)嚇跑好幾個(gè)。
“能參與‘土壤三普’這樣重大的土壤普查,對(duì)我們是寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)?!崩钛帑惐陡序湴痢?/font>
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“剖哥剖姐”是一家
趙書軍、劉冬碧是省農(nóng)科院植保土肥研究所一對(duì)專家伉儷,一個(gè)研究土壤改良與培育,一個(gè)研究水生蔬菜施肥。去年,省農(nóng)科院遴選10名土壤三普外業(yè)調(diào)查剖面土壤采樣技術(shù)領(lǐng)隊(duì),二人雙雙通過(guò)考核入選,成了名副其實(shí)的 “剖哥剖姐”。趙書軍同時(shí)擔(dān)任該院土壤三普技術(shù)總負(fù)責(zé)人。
土壤三普時(shí)間緊、任務(wù)重,3632個(gè)剖面樣點(diǎn)分布在全省十大片區(qū),采樣隊(duì)一出門就是十天半個(gè)月。趙書軍、劉冬碧聚少離多,每次打電話,聊的話題都繞不開“土”。
“剖面采樣看起來(lái)是挖土坑,實(shí)則非常復(fù)雜?!壁w書軍介紹,采樣隊(duì)根據(jù)“二普”歷史資料中的土壤類型圖,在圖斑內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、選點(diǎn),再組織技術(shù)人員按規(guī)范挖掘。
困難總是常常發(fā)生。有時(shí)預(yù)設(shè)樣點(diǎn)分布在密林深處,無(wú)路通行,采樣隊(duì)只能用手中的“砍刀”慢慢劈出一條路,按圖索驥。遇到預(yù)設(shè)樣點(diǎn)分布在農(nóng)田,大家需要與當(dāng)?shù)卮甯刹恳黄?,耐心解釋、?zhēng)取理解。好不容易選點(diǎn)成功,掘地三尺,卻發(fā)現(xiàn)預(yù)想中的土壤類型、土體性狀已經(jīng)發(fā)生變化,不符合樣本采集要求,只能重新找點(diǎn)。
“我們團(tuán)隊(duì)4名技術(shù)領(lǐng)隊(duì),需要在短暫的窗口期完成200多個(gè)剖面樣點(diǎn)?!眲⒍烫寡?,第一次帶隊(duì)去宜都采樣時(shí),對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的丘陵山區(qū)剖面選點(diǎn)很不適應(yīng),接連“棄坑返工”??吹阶约簬ьI(lǐng)大家做了這么多“無(wú)用功”,她又著急又自責(zé),忍不住哭著撥打趙書軍的電話:“相當(dāng)于剛拿到駕照,就要熟練開車,好難!”
趙書軍當(dāng)時(shí)正在枝江市采樣,接到妻子電話,不停勸慰:“專家又不是‘透視眼’,錯(cuò)判在所難免,前期慢一點(diǎn)沒(méi)關(guān)系,保證采樣質(zhì)量才是關(guān)鍵……”接著,他結(jié)合自己采樣經(jīng)驗(yàn),幫助妻子逐一分析,并給予專業(yè)建議。
丈夫支持讓劉冬碧重拾信心。夫妻形成默契,每晚打電話、開視頻,例行“三普夫妻交流會(huì)”,聊采樣、商對(duì)策、比進(jìn)度。“盡管經(jīng)?;夭涣思遥晌覀?cè)诨ハ喙膭?lì)中迅速提高水平,激發(fā)戰(zhàn)斗力?!?023年11月,劉冬碧和趙書軍同時(shí)被選為剖面調(diào)查采樣省級(jí)質(zhì)控專家。
省級(jí)外業(yè)調(diào)查采樣專家中,還有一對(duì)夫妻檔——省農(nóng)科院植保土肥研究所副研究員夏穎和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教授王軍光。頻繁出差對(duì)夫妻倆挑戰(zhàn)不小。
“家里兩個(gè)孩子,大的12歲,小的7歲,正是需要父母引導(dǎo)的時(shí)候?!蓖踯姽庑ρ?,二人約定盡量“錯(cuò)時(shí)”采樣,確保有一個(gè)人陪伴孩子。
王軍光每周一到周三要為學(xué)生授課,周三一下課就匆匆趕赴采樣現(xiàn)場(chǎng)。等他周日晚上風(fēng)塵仆仆趕回武漢,兩人交接完畢,夏穎趕緊出門,星期三下午繼續(xù)交接。兩個(gè)可愛(ài)的孩子總說(shuō),“爸爸媽媽在玩接力”。
接力也有掉棒的時(shí)候。好幾次,王軍光在偏遠(yuǎn)山區(qū)采樣,交通不便,直到星期天深夜才回。同事們已提前出發(fā),夏穎只能周一凌晨5點(diǎn)出門趕去匯合。面對(duì)丈夫“爽約”,她說(shuō):“都是為了工作,我們互相理解支持?!?/font>
這些“土特產(chǎn)”土壤有何不同
洪山菜薹:洪山土壤為紅壤和黃壤土,富含豐富微量元素,并具有獨(dú)特堿性沖積沉積物母質(zhì),非常適合洪山菜薹生長(zhǎng),品質(zhì)獨(dú)特和單株重量較大。
京山橋米:京山土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷等含量均遠(yuǎn)勝周邊地區(qū),鐵含量突出,為橋米生長(zhǎng)提供充足養(yǎng)分。
恩施小土豆:恩施州境內(nèi)95%土壤含硒,53%土壤富硒,使恩施土豆也富含硒元素,因此被稱為“富硒小土豆”。
紅安苕:紅安縣土壤質(zhì)地輕、含砂量大、通氣性好、以微酸土壤為主,蓬松且有機(jī)質(zhì)含量高,使得紅安苕生食甘甜可口,熟食綿軟芳香。
秭歸臍橙:秭歸土壤以黃壤和紫色土為主,質(zhì)地良好,疏松肥沃,酸堿適宜,有機(jī)質(zhì)含量豐富,使得秭歸臍橙具有香郁味甜等獨(dú)特品質(zhì)和口感。