——记云南农业大学资源与环境学院张乃明教授
本刊记者  张春壮

　　 在彩云之南，有一片神奇的低纬度高原。这里地形地貌十分复杂，气候类型丰富多样，几乎所有的气候类型在这片土地上都能找到，这一切都使其成为从事农业资源与环境研究的理想之地。
　　 从中国农业大学获得博士学位后，酷爱科学研究的青年学者张乃明就把他的目光锁定在这片迷人的红土高原。作为云南省中青年学术技术带头人和云南农业大学土壤资源利用与保护省级创新团队的领军人才，他带领团队前瞻土壤学研究热点，在土壤环境保护越来越受到重视的今天，张乃明教授厚积了十余载的科研储备如今开始大放异彩。

前瞻设施农业

　　 要说如今云南省高校就业率高的专业，云南农业大学的设施农业科学与工程一定位列其中。云南农业大学作为在全国第二家开设设施农业科学与工程专业的大学，在带动云南设施农业发展、人才培养方面，功不可没。而时任云南农业大学资源与环境学院院长的张乃明教授正是这一领域的开拓者。
　　 当时，张乃明正在承担有关设施农业的云南省“十五”科技攻关项目，对于全国乃至全世界的设施农业发展情况有深入了解，他敏锐地察觉到设施农业将代表未来农业发展的趋势，率先组织申报设置该专业并获得成功。
　　 “那是10年前的事了，回想起来这一步走的还真有点前瞻性。”张乃明说。如今，经过十年发展，我国已成为世界上设施栽培的第一大国，各类设施栽培面积已突破6000万亩，从业人员近千万人。
　　 我国的设施农业发展也有着特殊的国情，相比国外以基质栽培等无土栽培方式为主，我国的设施农业大部分采用土壤栽培。长期的土壤连作使我国设施农业土壤退化问题突出，已成为制约我国设施农业发展的巨大瓶颈。“原来在呈贡地区种植花卉的农民，现在只能去更远的地方种植。一方面是由于城市扩张，一方面是由于大棚种植土壤的退化。设施农业土壤退化问题说小点是对农民生产有影响，说大点对全国设施农业发展都有影响。”
　　 俗话说万物土中生，没有肥沃的土壤，品种再好也种不出好的农产品。十多年来，张乃明深入开展设施农业土壤质量演变机理研究，初步摸清了云南设施土壤质量状况，科学阐明了施肥、灌溉与轮作制度等农业措施对设施土壤质量的影响；明确了主要指标随栽培年限的演变机制并对其数量关系进行动态模拟，筛选出防治设施土壤质量退化的调控模式。
　　 这项研究揭示了设施土壤质量退化原因，系统研究了设施土壤质量变化累积规律，建立设施土壤质量的评价指标体系；构建了国内第一个“设施土壤质量评价与改良专家系统”；筛选出设施土壤持续利用的调控模式，研制成功复合型大棚土壤调理剂，同时还出版专著3部，发表论文23篇，获得发明专利1项。
　　 张乃明说，从“十二五”规划到即将开始的“十三五”规划，国家都制定了现代设施农业发展规划，为设施农业发展提供了良好的政策环境。但我国的设施农业与国外发达国家相比仍有较大差距，从增加高端自主知识产权品种，到实现设施农业的终极目标——植物工厂，我国的设施农业发展仍然任重道远。

攻克农业面源污染

　　 张乃明关注的另一个研究领域是农业面源污染控制。他对这个问题的关注由来已久，从上世纪90年代在山西省农业环境监测站工作时起，他便开始接触这项研究。来到云南工作后，他发现云南九大高原湖泊的水体富营养化，来自农业面源污染的贡献不容忽视，而当时省内在面源污染控制研究方面的基础薄弱，张乃明责无旁贷地挑起这项研究工作的重任。
　　 重视源头减污，通过提高养分资源利用率，来减少和控制农业面源污染的关键。他特别重视将面源污染控制的技术物化为具体的产品，如今，这项研究已取得可喜的成果。2012年，由张乃明主持完成的产学研结合项目“环境友好系列肥料的研制与应用”通过了云南省科技厅组织的成果鉴定。
　　 该项目科学界定了环境友好型肥料的内涵，与企业合作开发研制成功了长效作物专用肥料、甘蔗专用BB肥、生物—有机烟草专用肥料、生物炭基肥料、土壤磷素激活剂等环境友好型肥料产品，为有效减轻与防治化肥面源污染、改善农产品品质开辟了新的技术途径。
　　 研制的长效系列作物专用肥料、甘蔗专用BB肥、生物—有机烟草专用肥料如今已成功实现产业化，肥料系列产品累计生产24.28万吨，已推广应用480万亩，新增农业产值1.44亿元，企业累计实现产值6.02亿元，经济、社会、环境效益显著。该项成果出版专著3部，发表学术论文8篇；申报专利4项。
　　 鉴定委员会专家认为，该成果为提高化学肥料的利用率、减轻农业面源污染、促进特色农业发展提供了实用的技术和产品。研究成果总体达到国内先进水平，在生物炭基肥料与土壤磷素激活技术研究上处于国内领先水平。
　　 张乃明教授的研究成果不仅带动了云南农业大学农业资源与环境学科的发展，更为云南高原湖泊所在流域面源污染问题提供了能够推广应用的解决方案。

献智污染土壤修复

　　 2014年4月17日，环境保护部、国土资源部公布《全国土壤污染状况调查公报》，系列数字颇为惊人：全国土壤监测点位总超标率16.1%，耕地超标率19.4%。张乃明说：“这还只是全国平均水平，在中南和西南地区更为严重。”
　　 过去30多年来，中国高速增长的经济同时带来了巨大的环境问题，其中土壤污染越来越成为焦点。“相比于大气污染防治和水污染防治，土壤污染防治被重视的时间更晚。”早在土壤污染还没有引起重视时，张乃明就开始关注土壤污染的形成机理、修复技术并开展从事一些当时尚属前沿的研究。对于土壤污染防治的重要性，他一言以蔽之：“没有洁净的土壤，哪来安全的食品？”
　　 云南作为有色金属王国，有色金属开采、冶炼加工过程中造成的土壤污染是一大问题。随着对有色金属矿产资源的过度开采，产生了大量尾矿库区，对当地生态环境造成严重的安全隐患。因此，对尾矿的治理和修复成为张乃明污染土壤修复研究的一项重要工作。
　　 立足云南土壤环境现状，张乃明采取室内盆栽模拟与野外田间试验相结合的技术路线，着力进行有色金属尾矿库重污染土壤的修复与环境风险控制，对云南省迪庆州洪鑫铜矿尾矿库区对重金属污染状况及污染程度进行了科学评价。经过近3年的努力，他成功研发出两种能够对尾矿库区土壤重金属污染有效修复的钝化剂产品，其通过原位钝化及原位钝化+植物修复两项技术，在洪鑫铜矿尾矿库区实施了示范工程，修复示范效果显著。
在海拔3837米、土质差、养分贫瘠、重金属污染严重的示范区内，施用钝化剂后种植的黑麦草可以高达1～1.2米，而未施用钝化剂的几乎未出苗，且经过钝化后的区域径流水质可达到地表水环境Ⅰ类标准。
　　 “过去对污染土壤进行修复，每亩地少则几万元，多则十几万元，而钝化技术的修复成本（包括人工费和材料费）仅需7000～8000元/亩，具有明显的成本优势。”张乃明说。根据国家土壤污染调查公报中提供的数据显示，全国重度污染土壤面积达5000多万亩，全国范围内亟需进行修复的尾矿库区及重金属污染面积庞大，而钝化技术在这一领域将有十分广阔的应用前景。
　　 张乃明认为，人类几十年的矿产资源开发已严重威胁到生态环境的健康发展，土壤是人类衣食住行的载体，对于污染土壤的治理和修复已迫在眉睫。“我们的使命是还自然一片生机，还人类健康环境。”为了实现这样的目标，张乃明教授仍在不懈地耕耘。