“立秋有雨樣樣有，立秋無雨收半秋。”8月14日，天邊剛泛起魚肚白，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)助理研究員薄慧娟就早早動身，驅(qū)車從太原市區(qū)出發(fā)，趕往位于古交市馬蘭鎮(zhèn)白草塔村的“博士小院”。趁著雨后農(nóng)作物生長關(guān)鍵期，她抓緊采集玉米實(shí)驗(yàn)田中埋下的網(wǎng)袋樣本，分析玉米秸稈的腐解情況。
北京林業(yè)大學(xué)土壤學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)的薄慧娟，2021年入職山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，并成為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)“礦區(qū)復(fù)墾與生態(tài)重建”團(tuán)隊(duì)的一員。該團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)從事大宗工業(yè)固廢資源化利用、煤矸石充填復(fù)墾土壤重構(gòu)、土壤耕層快速培肥等課題研究。古交市8月初建立“博士小院”后，便引其入駐，成員包括中國工程院院士1人、博士8人、碩博生13人。
古交市因礦而建，依礦而生，是全國重要的主焦煤生產(chǎn)基地，素有“煤海明珠”之稱，但伴隨著煤炭開采，也帶來了大量煤矸石。如何消納處置煤矸石，是煤礦行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展繞不過的課題。該市“借智”青年博士生和高校科研力量，開展礦區(qū)土地復(fù)墾研究，推進(jìn)煤矸石集中收儲和綜合利用，打造“無廢城市”。
扎根土地做學(xué)問
一人多高的玉米整齊排列，猶如密不透風(fēng)的青紗帳；一望無際的大豆田里，豆秧密密麻麻結(jié)滿了豆莢……在古交市馬蘭鎮(zhèn)白草塔村高高的山梁上，有一片良田。田里的莊稼長勢喜人，豐收在望。
“這里曾是山西焦煤集團(tuán)西山煤電屯蘭煤礦堆放煤矸石的地方，我剛來時看到黑壓壓、堆得像山一樣的煤矸石，確實(shí)被震撼到了。”薄慧娟說，“通過我們團(tuán)隊(duì)不斷科技攻關(guān)與實(shí)驗(yàn)示范，這里的矸石山不見了，還種出了莊稼，前后對比，讓人難以想象。”
薄慧娟的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人為中國工程院院士、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主任委員徐明崗。2017年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員來到白草塔村，協(xié)同山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所、太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院、山西綠寶園林設(shè)計研究所、西山煤電集團(tuán)屯蘭礦以及當(dāng)?shù)卮逦_展了煤礦土地復(fù)墾基地的建設(shè)。
徐明崗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員依托國家科技支撐計劃項(xiàng)目、科技部國際合作項(xiàng)目、國家重點(diǎn)聯(lián)合基金、國家自然科學(xué)青年基金等項(xiàng)目，圍繞山西煤礦復(fù)墾區(qū)，開展了復(fù)墾土壤剖面構(gòu)建、外源肥料對復(fù)墾土壤提質(zhì)增效技術(shù)集成、植被重建培肥礦區(qū)復(fù)墾土壤、工礦廢棄物資源化利用等研究。
目前，該團(tuán)隊(duì)已篩選出適于煤礦復(fù)墾區(qū)生態(tài)恢復(fù)的10余種能源植物、13株解磷固氮功能微生物，研發(fā)出礦區(qū)專用生物有機(jī)肥配方3個。發(fā)表學(xué)術(shù)論文52篇，相關(guān)成果先后獲得中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會一等獎1項(xiàng)，山西省科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)、二等獎1項(xiàng)，授權(quán)國家專利5項(xiàng)。
在“博士小院”的實(shí)踐中，薄慧娟將著手開展煤礦區(qū)復(fù)墾土壤快速培肥、作物根際相關(guān)研究工作。“農(nóng)作物根深才能葉茂，我們農(nóng)業(yè)工作者就像農(nóng)作物一樣，必須兩腳扎在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線的泥土里，才能更好地實(shí)現(xiàn)自身價值。”薄慧娟說。
科技示范增收益
白草塔村村委會院內(nèi)，一處辦公點(diǎn)門前掛著的“博士小院”牌匾格外醒目。薄慧娟和她帶的碩士研究生薛東鶴，正做著到田間采集土壤樣本的準(zhǔn)備工作。
“不同土壤環(huán)境，不同農(nóng)作物，所采取的施肥措施也不同。采集農(nóng)作物從生長到成熟不同時期的樣本數(shù)據(jù)，將幫助我們選出最佳施肥方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的最優(yōu)解。”薄慧娟說，每次農(nóng)作物需采樣20至40個樣本，每個樣本要檢測8至10項(xiàng)指標(biāo)，一次下來，她和學(xué)生們要在實(shí)驗(yàn)室忙上半個多月。
薄慧娟對樣本采集工作格外仔細(xì)認(rèn)真，因?yàn)樗钪@塊農(nóng)田的來之不易。“這里原是一道狹長的天然溝壑，后來成了山西焦煤集團(tuán)西山煤電屯蘭煤礦的排矸區(qū)。”薄慧娟說，在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)校長張強(qiáng)指導(dǎo)下，該地于10年前開始了煤矸石充填復(fù)墾工作：將矸石層和黃土層交替覆蓋，層層推平、層層壓實(shí)，把溝谷墊高填平。通過煤礦區(qū)損毀土地障礙因子解析、復(fù)墾土壤重構(gòu)、耕層構(gòu)建以及復(fù)墾土壤快速培肥等多種措施建立了“分層壓實(shí)、隔室堆儲、覆土造地”的煤矸石充填造地技術(shù)。經(jīng)過不斷治理，實(shí)現(xiàn)了煤矸石“從地里來，到地里去”的自然回歸、生態(tài)循環(huán)，做到了生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一。
矸石山最終達(dá)到了良田標(biāo)準(zhǔn)。村民靳秀成對徐明崗團(tuán)隊(duì)的科技種田技術(shù)非常信服。他之前種地多選用簡單方便的無機(jī)肥，但時間一長就容易出現(xiàn)土壤板結(jié)、產(chǎn)量下降的情況。后來，他咨詢團(tuán)隊(duì)專家得知，是土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低影響了微生物的活性。而在專家的實(shí)驗(yàn)田里，采用的“有機(jī)肥+無機(jī)肥”施肥技術(shù)，巧妙地化解了他的難題。“用專家傳授的技術(shù)科學(xué)種田，玉米畝產(chǎn)量能達(dá)到750公斤，高時甚至能突破800公斤，產(chǎn)量提高了20%還多。”靳秀成說。
“通過測試和對比，我們發(fā)現(xiàn)毛苕子、大豆顯著促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)改良、微生物數(shù)量提升和養(yǎng)分含量增加，可作為煤矸石新造地土壤培肥改良的先鋒作物。有機(jī)肥配施化肥的方式是礦區(qū)復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)提升的有效措施。”徐明崗團(tuán)隊(duì)專家通過舉辦土壤培肥專題講座，推動科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，引領(lǐng)農(nóng)戶走上科技興農(nóng)之路。
融入產(chǎn)業(yè)助振興
作為全國主焦煤生產(chǎn)基地之一的古交市，今年主動扛起了太原市“無廢城市”試點(diǎn)建設(shè)的任務(wù)，全力打造固廢綜合利用示范基地。該市將轄區(qū)所有煤礦、洗煤企業(yè)的煤矸石納入環(huán)境治理范圍，同時積極推進(jìn)煤矸石集中收儲和綜合利用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一，打造古交發(fā)展的“第二支柱產(chǎn)業(yè)”。
古交市“博士小院”由古交市委組織部牽頭聯(lián)合相關(guān)單位共同打造，是集科技創(chuàng)新、示范推廣、人才培養(yǎng)于一體的科技創(chuàng)新服務(wù)平臺。該平臺將圍繞新能源改革、鄉(xiāng)村振興、轉(zhuǎn)型發(fā)展等重點(diǎn)領(lǐng)域開展科研攻關(guān)，構(gòu)建“政產(chǎn)學(xué)研用”緊密結(jié)合的新機(jī)制，全面服務(wù)于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推動博士研究生在基層施展學(xué)術(shù)特長，助力本土人才培養(yǎng)。
對于入駐古交市“博士小院”，徐明崗院士在寄語中說：“山西是我國產(chǎn)煤大省，古交因礦建市，在我省乃至我國煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。古交位于丘陵山區(qū)，大部分煤礦企業(yè)散布于溝溝之間，在這樣的地形地貌下，建立長期定位試驗(yàn)基地，開展礦區(qū)土地復(fù)墾研究，具有很強(qiáng)的科學(xué)價值和實(shí)踐意義。”
