1927年，為了證明瀝青不是固體，澳大利亞科學(xué)家托馬斯·帕內(nèi)爾設(shè)計了著名的瀝青滴漏試驗。過去的近百年中，共有9滴瀝青從漏斗滴落至燒杯中。

農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域也有這樣的“世紀長跑”。

在閩侯縣白沙鎮(zhèn)林柄村，有一處農(nóng)業(yè)野外科學(xué)觀測站（以下簡稱“臺站”）。省農(nóng)科院資源環(huán)境與土壤肥料研究所在這里布設(shè)了多項野外長期定位試驗。其中，15年以上的試驗有8個，最長的一個已持續(xù)進行了40年。

漫長歲月里，一代代科研工作者巨細靡遺地記錄著試驗田的細微變化。這些海量而連續(xù)的數(shù)據(jù)，在坐標軸上串成了不同走向的曲線。從中，我們可以讀懂土壤質(zhì)量演變規(guī)律，重新思考人與土地的關(guān)系，為更好保護和利用土地、推進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)人員進行水稻光合速率監(jiān)測。張輝 攝

跨世紀研究

10月中旬，在稻谷成熟的季節(jié)，記者走進白沙臺站。這是一片約1畝大小的水稻田，被劃分成了12個小區(qū)，每4個為一組，對應(yīng)4種施肥方式——不施肥、單施化肥、化肥＋牛糞、化肥＋稻草還田。

61歲的農(nóng)民劉慎斌已在此服務(wù)了40年，見證了這片試驗田的變遷。2005年之前，這里和福州大部分地區(qū)一樣，種的是雙季稻，早稻收割后連作晚稻，冬田閑置。后來，在“雙改單”浪潮中，改為只種一季中稻。

劉慎斌不僅要負責(zé)試驗田水肥和植保管理，還要記錄田間數(shù)據(jù)。什么時候插秧，什么時候施肥用藥，什么時候灌溉烤田，什么時候返青、分蘗、抽穗揚花、灌漿結(jié)實，分蘗數(shù)多少，穗粒數(shù)多少，千粒重多少，空殼率多少……必須原原本本體現(xiàn)在試驗日志上?？蒲腥藛T則定期采集土壤與植株樣本，在實驗室測定土壤pH值、有機質(zhì)含量、不同營養(yǎng)元素含量等數(shù)據(jù)。

目的很明確：通過長期連續(xù)對照試驗，用第一手數(shù)據(jù)探索不同施肥方式對農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤質(zhì)量的影響，為土壤保育與科學(xué)施肥提供依據(jù)。

“農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進展緩慢，短期試驗不足以揭示其長期變化規(guī)律。”省農(nóng)科院資源環(huán)境與土壤肥料研究所所長王飛介紹說，即便在實驗室條件下，也無法人工模擬所有環(huán)境因子。而野外長期定位試驗可以從累積的大量數(shù)據(jù)中總結(jié)科學(xué)規(guī)律，因此成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域不可替代的研究手段，也是國際上研究土壤質(zhì)量演變機理及其調(diào)控對策的通用做法。

王飛（左）與劉慎斌在長期定位試驗點查看水稻分蘗數(shù)。張輝 攝

最負盛名的，當(dāng)屬誕生于1843年的英國洛桑試驗站。該站的小麥施肥試驗，至今已持續(xù)整整180年。洛桑試驗站因此被譽為“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)源地”。

上世紀70年代末，化肥工業(yè)興起，改變了千百年來我國以有機肥源為主的用肥結(jié)構(gòu)，也讓糧食產(chǎn)量實現(xiàn)了倍數(shù)增長。但長期施用化肥，會不會引發(fā)土壤肥力退化？有機肥真的無用武之地了嗎？有機、無機肥配施是否能達到量質(zhì)齊升？

要回答這些問題，必須用長期累積的數(shù)據(jù)說話。

1979年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院依托全國化肥網(wǎng)項目，開始在全國布置長期定位試驗，研究不同氣候、土壤、耕作制度類型下，不同施肥方式對農(nóng)作物生長與土壤肥力的影響。之后的10年里，全國化肥網(wǎng)在福建布置了9個試驗點，涉及烏泥田、冷浸田、灰泥田、黃泥田、埭田等福建水稻土中的典型土種。

這些長期定位試驗點，還有2個保留至今，均位于白沙臺站內(nèi)，所代表的土種為黃泥土。其中一個便是記者探訪的試驗點，始建于1983年。

數(shù)據(jù)的力量

白沙臺站保留了這個定位試驗40年間的所有土壤樣品，以及1995年以后的所有植株樣本，積累了數(shù)以萬計的試驗數(shù)據(jù)。如果把這些孤立的數(shù)據(jù)放到坐標軸上，串點成線，40年間與土壤有關(guān)的奧秘便一覽無遺——

與單施化肥相比，“化肥＋牛糞”平均增產(chǎn)13．5％，“化肥＋稻草還田”平均增產(chǎn)10．9％；有機肥無機肥配施模式下，農(nóng)田固碳速率是單施化肥的1．3到1．6倍；每年每公頃輸入5．29噸外源有機碳，約可增加1噸土壤有機碳；每千克土壤有機碳含量每增加1克，可實現(xiàn)每公頃土地增產(chǎn)198千克……

這些看似抽象的數(shù)據(jù)結(jié)論，最終服務(wù)于具象的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

據(jù)介紹，福建水稻土多為紅壤發(fā)育而成，而紅壤是在高溫高濕自然條件下自然風(fēng)化形成的，最大特點是酸、黏、瘦。體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，最直觀的結(jié)果就是產(chǎn)量低。據(jù)統(tǒng)計，20世紀80年代初，全省共有低產(chǎn)水稻土402．34萬畝，占水稻土總面積的25．06％。這些低產(chǎn)水稻土可歸為冷浸田、淺瘦田、砂漏田、鹽潰田、毒質(zhì)田等5類。其中又以淺瘦田占比最大，占低產(chǎn)田總面積的42．44％。淺瘦田中，黃泥田占比超80％。

“這類土壤由于生產(chǎn)條件較差，經(jīng)營集約化程度低，土壤熟化度不高，性狀不良，水稻單產(chǎn)長期在低位徘徊。”省農(nóng)科院資源環(huán)境與土壤肥料研究所副研究員李清華說，當(dāng)時福建黃泥田單季稻平均畝產(chǎn)低于300公斤，雙季稻平均畝產(chǎn)低于500公斤，“且受氣候、水源等因素影響，產(chǎn)量極不穩(wěn)定”。

李清華在實驗室分析樣品。（資料圖片）

上世紀80年代，我省開展中低產(chǎn)田改良攻關(guān)?；诎咨撑_站長期定位試驗積累的數(shù)據(jù)，省農(nóng)科院科研團隊構(gòu)建了黃泥田改良利用技術(shù)，填補了當(dāng)時全省黃泥田研究的空白。從上世紀80年代到90年代，該團隊累計向全省65個縣（市、區(qū)）推廣以黃泥田為主的優(yōu)化施肥技術(shù)1670．4萬畝，推動平均畝增產(chǎn)稻谷22．9公斤，累計增產(chǎn)3．8億公斤，增收2．6億元。

而土壤施肥試驗，僅僅是白沙臺站眾多長期定位試驗中的一個。

以全國化肥網(wǎng)布設(shè)的化肥試驗為起點，白沙臺站之后又相繼開展了多項長期定位試驗，涉及農(nóng)田土壤改良、優(yōu)化施肥、綠肥利用、農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測、生物多樣性監(jiān)測等領(lǐng)域，涵蓋水稻、蔬菜、花生、甘薯、茶葉等作物類型。

“臺站經(jīng)過長期持續(xù)的試驗研究，積累了大量系統(tǒng)、連續(xù)和規(guī)范的試驗資料，并開放共享。”王飛說，通過這些數(shù)據(jù)，科研人員在化肥減量、耕地地力提升、土壤酸化治理等領(lǐng)域獲得了一批原創(chuàng)性科學(xué)成果，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了決策依據(jù)。

異地重生后

其實，白沙臺站最初的站址不在林柄村。2021年，它經(jīng)歷了一次“搬家”，從約8公里之外的白沙鎮(zhèn)溪頭村喬遷至此。

當(dāng)時，白沙臺站所在地被當(dāng)?shù)貏潪榻ㄔO(shè)用地，包括1983年化肥試驗在內(nèi)的一眾長期定位試驗，面臨中斷危機。這是農(nóng)業(yè)野外長期定位試驗的普遍困境。由于經(jīng)費短缺、用地緊張、為城市建設(shè)讓路等原因，全國不少定位試驗點都曾中途夭折。

擺在白沙臺站面前的有兩條路：中斷試驗，另起爐灶；易地搬遷，再續(xù)生命?？紤]到長期定位試驗的不可替代性，科研人員選擇了后者。但為土壤“搬家”，絕不是把一坨土從一個地方運到另一個地方那么簡單。

“經(jīng)過長期演化與耕作，土壤已形成了穩(wěn)定的層次與理化性質(zhì)。”李清華說，若用常規(guī)分層方式轉(zhuǎn)移土壤，必將引發(fā)巨大擾動，異地轉(zhuǎn)移后的土壤，就不再是原來那片土壤，長期定位試驗的連續(xù)性便被打破，試驗數(shù)據(jù)失去了參考價值。

解決方案是原狀土搬遷——將試驗田切割成若干土方，壓入模具，起吊運輸至新址，原封不動地按順序拼接成最初的樣子。

這是個巨大的工程。劉慎斌還記得，2021年的夏天，大型切割機與起吊機進駐白沙臺站，開始了一個在福建歷史上沒有先例的搬遷。

經(jīng)過前期充分論證，科研人員確定了土壤切塊尺寸——1米長、1米寬、1．1米深，為此專門定制了相應(yīng)尺寸的鐵框模具。每個鐵框自重700公斤，承載的土方重1430公斤。

由于土質(zhì)黏重，必須用大型全自動切割機精準切割。其間，難免遇到地下石塊，這時就要更換專用鋸片將其鋸開。之后，這些土方被一塊塊運輸至林柄村提前挖好的基墾中，像拼積木一樣一塊塊拼接。新址是多番考察后的最優(yōu)選。為了盡量減少環(huán)境變量，新舊址在氣候類型、成土母質(zhì)、土壤類型、地下水位等方面必須盡量接近。

就這樣，溪頭村的8個長期定位試驗點，艱難地遷入新址。2021年8月，劉慎斌重新為1983年試驗田插上了秧苗。盡管因搬遷稍微耽誤了農(nóng)時，但這個伴隨他從青年步入老年的試驗，幸運地實現(xiàn)了異地重生。

“洛桑試驗站”

今年，白沙臺站迎來了40歲生日。9月底，來自全國各地的土肥專家相聚白沙，參與建站40周年活動。在研討中，他們集思廣益，為農(nóng)業(yè)野外長期定位試驗出謀劃策。

全國土肥專家受邀參加白沙臺站40周年活動。李清華 攝

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量建設(shè)專家組組長徐明崗研究員認為，臺站應(yīng)在數(shù)據(jù)挖掘上下更大功夫，為土壤酸化治理等當(dāng)前農(nóng)業(yè)熱點問題提供更多解題思路；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究員李永濤建議引入智慧監(jiān)測手段，實時采集土壤指標的細微變化，并通過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，深度解析數(shù)據(jù)背后的更多價值……

經(jīng)過40年發(fā)展，白沙臺站已成為集監(jiān)測、研究、示范、科普等功能于一體的綜合性試驗站。王飛希望能夠把白沙臺站打造成中國的“洛桑試驗站”，同時構(gòu)建一站多點的野外監(jiān)測研究分布格局，輻射閩北、閩東、閩南等區(qū)域，針對區(qū)域發(fā)展問題，因地制宜布設(shè)更多長期定位試驗，為全省耕地質(zhì)量提升、農(nóng)業(yè)資源高效利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供有力支撐。

來源：福建日報