第10章 準備
江臨仔細回憶那片暗紅色的荒原。
板結的,鐵鏽色的,工兵鏟鑿下去只能啃起一小塊,像是敲在凍土層上。
翻過來的土壤裡面沒有任何蚯蚓糞,腐根,或者腐爛的葉片碎屑。
乾淨得像是從未有過生命。
空氣里隱隱約約的硫磺味說明土壤里有含硫化合物。
蓋革計數器的讀數,平均1.2微西弗每小時,比正常背景輻射高出幾倍。
說明土壤里可能含有放射性礦物,而放射性礦物的衰變往往伴隨著重金屬的富集。
這樣的土,土豆能發芽嗎?
黃豆的根瘤菌能活嗎?
南瓜的種子會不會一沾土就被酸液灼死?
他不知道。
但他可以查。
江臨打開手機,點進瀏覽器。
他沒有廢土土壤的檢測數據,沒有pH試紙測過酸鹼度,沒有光譜儀分析過礦物成分。
只能憑印象去搜,然後從搜索結果里拼湊出一套大概能用的方案。
他先搜了暗紅色土壤。
搜索結果跳出來一堆地質學的科普文章。
暗紅色的土壤,通常富含氧化鐵,鐵鏽的主要成分。
氧化鐵本身對植物無毒,但富含氧化鐵的土壤往往同時富含其他金屬氧化物,比如氧化鋁、氧化錳。
這類土壤在南方的紅壤地區很常見,pH值通常偏酸,有機質含量低,容易板結。
他又搜了紅壤改良種植。
這次跳出來的內容更具體了。
紅壤的特點是酸,瘦,黏,板,pH值通常在4.5到5.5之間,有機質含量不足百分之一,土壤顆粒細小,乾的時候硬得像磚頭,濕的時候黏得像膠泥。
和廢土上的感覺幾乎一模一樣。
他一條一條點進去看。
有農技站的科普文章,有農業大學的試驗報告,還有農民自己拍的改良紅壤的視頻。
廢土土壤的第一個問題是酸。
酸雨,硫磺味,暗紅色的氧化鐵,所有線索都指向酸性。
他在搜索結果里看到,紅壤的pH值通常在4.5到5.5之間,嚴重的甚至低於4.5。
而且酸性土壤會固定磷元素,讓磷變成植物吸收不了的難溶性磷酸鹽。
會活化鋁離子和錳離子,濃度一高就會毒害根系,讓根變黑,變短,長不開。
改良酸性土壤最直接的方法是撒石灰。
生石灰,氧化鈣,遇水生成氫氧化鈣,強鹼性,能快速中和土壤酸性。
他在一篇農技推廣文章里看到精確的用量。
pH值小於5.0的地塊,每畝施用生石灰50到80公斤,pH值5.0到5.5的,用量可以減半。
但石灰不能撒完立刻種,要提前一到兩周撒施,結合翻耕讓它和土壤充分混合,等反應完全了才能下種。
而且石灰不能只撒一次,土壤酸化會反覆,每年都要補施。
他在生石灰旁邊畫了一個重點符號,然後寫了一行小字:「提前一到兩周撒,每畝50到80公斤。」
除了石灰,還可以用草木灰。
草木灰是植物燃燒後的灰燼,主要成分是碳酸鉀,呈鹼性,能中和酸性,同時還能補鉀。
一畝地撒40到50公斤草木灰,既能調酸又能增肥。
他在草木灰旁邊寫:「比石灰溫和,不燒苗,但用量大,需要積攢。」
第二個問題是板結。
廢土上的土壤硬得像壓實了的水泥地。
工兵鏟鑿下去只能撬起一小塊,翻過來看,斷口是光滑的,沒有任何孔隙。
這種土壤里空氣進不去,水滲不下去,根系扎不開。
他在一篇講新開墾土地改良的文章里看到,板結的土壤需要深翻。
翻到三十厘米以上,把板結層打碎,增加透氣性和透水性。
翻完之後要施有機肥。
有機肥是改良板結的核心。
腐熟的農家肥,堆肥,綠肥,這些東西混進土裡,能增加土壤有機質,改善團粒結構,讓原本板結的土壤變得疏鬆透氣。
有機肥的用量,每畝大概需要2000到3000公斤。
兩千公斤,兩噸。
江臨看著這個數字的時候眉頭微皺。
把有機肥來源圈起來,在旁邊畫了一個分支箭頭。
沒有農家肥怎麼辦?
種綠肥。
綠肥就是把植物直接翻壓進土裡當肥料。
豆科作物是最好的綠肥。
黃豆,苜蓿,紫雲英,它們的根部有根瘤菌,能把空氣中的氮轉化成氮肥,翻壓進土裡既能增加有機質,又能補氮。
他在一篇講荒地開墾的問答里看到,新開墾的貧瘠土地,可以先種一茬黃豆或者苕子,等植株長到盛花期的時候翻壓入土,相當於給土壤餵了一頓綠肥。
他在黃豆旁邊寫:「收了豆子,秸稈翻進土裡。」
第三個問題是貧瘠。
廢土上沒有腐葉,沒有蚯蚓糞,沒有微生物分解動植物殘體形成的那層黑褐色的,鬆軟的,帶著泥土腥氣的腐殖質。
整片荒原寸草不生,有機物含量約等於零。
沒有有機質,土壤就沒有團粒結構,保不住水,存不住肥。單純靠化肥只能治標,化肥溶於水被吸收之后土壤會重新變瘦,而且長期用化肥會加劇酸化。
他在一篇荒地改良的案例里看到,有種植戶承包了新開墾的荒地,大量施化肥,結果地越種越瘦,莊稼越長越差,最後農技專家給出的診斷是土壤有機質含量極低,必須增施有機肥。
有機肥。
又是有機肥。
江臨把草稿紙翻到新的一頁,在頂端寫下有機肥來源四個字,然後開始列清單。
第一,綠肥。
種黃豆,收完豆子把秸稈翻進土裡。
種一季黃豆,土壤里的氮含量能提高,有機質也能增加一點。
如果能找到野生的雜草或者苜蓿種子帶過去,專門種一茬翻壓,效果更好。
第二,廚餘堆肥。
在廢土上,壓縮餅乾他一般吃到渣都不剩,根本不可能有什麼廚餘。
但如果以後能種出東西來,爛菜葉,土豆皮,南瓜藤,這些都可以漚肥。
他在網上搜了堆肥的方法,一層廚餘一層土,保持濕潤,等它腐爛變成黑褐色的粉末,就是有機肥。
周期大概兩到三個月。
第三,草木灰。
如果能在廢土上找到能燒的東西,哪怕是一些乾枯的植物殘體,燒成灰,既能調酸,又能補鉀,灰里的碳顆粒還能改善土壤結構。
他在草木灰旁邊畫了一個問號。
廢土上有沒有能燒的東西,得去了才知道。
第四個問題是重金屬。
這是最讓他頭疼的一個。
蓋革計數器的讀數是1.2微西弗每小時,正常背景輻射的六倍。
這個水平的輻射不會立刻要人命,但它意味著土壤里存在放射性礦物。
放射性礦物往往和重金屬伴生。
鈾,釷,鐳,以及它們的衰變產物,這些東西在土壤里會以金屬離子的形式存在。
另外暗紅色的氧化鐵土壤本身就容易富集其他金屬元素,比如鋁,錳,鉻。
酸性環境下這些重金屬離子的活性會增強,更容易被植物根系吸收。
種出來的土豆,黃豆,南瓜,如果吸收了重金屬,就會富集在塊莖和種子裡。
他吃下去,就等於把重金屬吃進了肚子。
短期看不出問題,長期呢?
鉛損傷神經系統,鎘損傷腎臟,汞損傷大腦。他在廢土上待得越久,吃自己種出來的東西越多,累積的劑量就越大。
他搜了土壤重金屬污染修複方法。
跳出來的內容分成幾類:物理修復,換土,把污染土壤挖走換上乾淨的。
在廢土上不現實,他去哪找乾淨土。
化學修復,施用鈍化劑,比如石灰,生物炭,腐殖酸,把重金屬離子吸附固定,降低活性,讓它們不容易被植物吸收。
生物修復,種植超累積植物,比如蜈蚣草能富集砷,東南景天能富集鋅和鎘,把土壤里的重金屬吸到植物體裡,然後把植物收割帶走。
江臨在鈍化劑旁邊寫了幾個字:石灰、生物炭、腐殖酸。
石灰他已經打算用了,中和酸性的同時,鈣離子能和某些重金屬競爭吸附位點,降低重金屬活性。
生物炭是秸稈等有機物在高溫缺氧條件下燒出來的黑色炭粉,比表面積巨大,能吸附重金屬離子。
腐殖酸是有機質分解的產物,也能絡合重金屬。
他又在超累積植物旁邊畫了一個問號。
如果能帶一些超累積植物的種子過去,專門種一茬吸收重金屬,然後收割帶走,土壤里的重金屬含量就能逐年下降。
但超累積植物的種子去哪買,貴不貴,在廢土上能不能活?
這些都是未知數。
他暫時把這個方案列為長期計劃。
第五個問題是輻射。
蓋革計數器測的是γ射線和中子射線的外照射劑量,1.2微西弗每小時。
但放射性物質進入人體的真正危險來自內照射,吸進肺里的放射性粉塵,吃進肚子裡的放射性核素。
放射性核素通過食物鏈進入人體之後,會在骨骼,肝臟,甲狀腺等器官富集,持續地從內部照射周圍組織,造成的傷害比外照射大得多。
他在一篇講放射性污染土地安全利用的論文裡看到,減少放射性核素進入食物鏈的方法,和重金屬鈍化有相似之處。
施用石灰和有機肥能降低放射性核素的活性和遷移能力,減少植物對它們的吸收。
另外,選擇低累積作物也很重要。
不同作物對放射性核素的吸收能力差異很大,塊根塊莖類作物的吸收率通常低於葉菜類。
土豆把吸收的放射性核素主要儲存在莖葉里,塊莖里的濃度相對較低。
黃豆作為豆科植物,對某些核素的吸收率也比葉菜低。
他在土豆旁邊寫:低累積。
又加了一行小字:削皮能進一步降低攝入量。
他把這些信息在草稿紙上整理成了一份完整的廢土土壤改良方案。
第一步,深翻。
用工兵鏟把板結的暗紅色土壤翻到三十厘米深,打碎大塊,撿出石塊和雜物。
這一步最耗體力,但也是最基礎的一步。
不翻地,什麼都種不下去。
第二步,調酸。
提前一到兩周撒生石灰,每畝大概五十到八十公斤。
他不知道自己能開墾多大面積,但這個比例可以換算,每平方米大概需要生石灰0.1到0.15公斤,也就是100到150克。
他用從農資市場買來的生石灰,配合草木灰,撒勻,翻進土裡。
第三步,增加有機質。
把黃豆秸稈翻壓當綠肥。
廚餘堆肥,爛菜葉土豆皮全部回收漚肥。
如果能找到任何能燒的植物,燒成草木灰。
第四步,鈍化重金屬和放射性核素。
石灰本身就有鈍化作用。
如果能弄到生物炭最好。
他在網上看到有人用果殼,秸稈自己燒生物炭的視頻,原理不複雜,密封缺氧加熱就行。
腐殖酸可以在農資市場買到,價格不貴。
第五步,長期修復。
如果能搞到超累積植物的種子,專門種一季吸收重金屬。
或者連續多季種植黃豆,用綠肥養地的同時,豆科植物本身對某些重金屬也有一定的富集能力。
他把這份方案從頭到尾讀了一遍,然後又讀了一遍。
很多地方是模糊的。
他不知道廢土土壤的具體pH值,只能假設在4.5到5.5之間。
石灰用量只能按這個假設去估算。
他不知道土壤里到底含有哪些重金屬,濃度多高,鈍化劑能起多大作用。
他不知道輻射內照射的累積劑量會有多高,種出來的土豆削皮之後還剩多少放射性。
但他知道一件事,不做,就永遠不知道。
這些經驗在廢土上會有用。
而草稿紙上這份改良方案,雖然粗陋,雖然充滿了假設和估算,但它是一個框架。
到了廢土上,他可以按照這個框架一步一步去試。
試錯了就調整,試對了就繼續。
板結的,鐵鏽色的,工兵鏟鑿下去只能啃起一小塊,像是敲在凍土層上。
翻過來的土壤裡面沒有任何蚯蚓糞,腐根,或者腐爛的葉片碎屑。
乾淨得像是從未有過生命。
空氣里隱隱約約的硫磺味說明土壤里有含硫化合物。
蓋革計數器的讀數,平均1.2微西弗每小時,比正常背景輻射高出幾倍。
說明土壤里可能含有放射性礦物,而放射性礦物的衰變往往伴隨著重金屬的富集。
這樣的土,土豆能發芽嗎?
黃豆的根瘤菌能活嗎?
南瓜的種子會不會一沾土就被酸液灼死?
他不知道。
但他可以查。
江臨打開手機,點進瀏覽器。
他沒有廢土土壤的檢測數據,沒有pH試紙測過酸鹼度,沒有光譜儀分析過礦物成分。
只能憑印象去搜,然後從搜索結果里拼湊出一套大概能用的方案。
他先搜了暗紅色土壤。
搜索結果跳出來一堆地質學的科普文章。
暗紅色的土壤,通常富含氧化鐵,鐵鏽的主要成分。
氧化鐵本身對植物無毒,但富含氧化鐵的土壤往往同時富含其他金屬氧化物,比如氧化鋁、氧化錳。
這類土壤在南方的紅壤地區很常見,pH值通常偏酸,有機質含量低,容易板結。
他又搜了紅壤改良種植。
這次跳出來的內容更具體了。
紅壤的特點是酸,瘦,黏,板,pH值通常在4.5到5.5之間,有機質含量不足百分之一,土壤顆粒細小,乾的時候硬得像磚頭,濕的時候黏得像膠泥。
和廢土上的感覺幾乎一模一樣。
他一條一條點進去看。
有農技站的科普文章,有農業大學的試驗報告,還有農民自己拍的改良紅壤的視頻。
廢土土壤的第一個問題是酸。
酸雨,硫磺味,暗紅色的氧化鐵,所有線索都指向酸性。
他在搜索結果里看到,紅壤的pH值通常在4.5到5.5之間,嚴重的甚至低於4.5。
而且酸性土壤會固定磷元素,讓磷變成植物吸收不了的難溶性磷酸鹽。
會活化鋁離子和錳離子,濃度一高就會毒害根系,讓根變黑,變短,長不開。
改良酸性土壤最直接的方法是撒石灰。
生石灰,氧化鈣,遇水生成氫氧化鈣,強鹼性,能快速中和土壤酸性。
他在一篇農技推廣文章里看到精確的用量。
pH值小於5.0的地塊,每畝施用生石灰50到80公斤,pH值5.0到5.5的,用量可以減半。
但石灰不能撒完立刻種,要提前一到兩周撒施,結合翻耕讓它和土壤充分混合,等反應完全了才能下種。
而且石灰不能只撒一次,土壤酸化會反覆,每年都要補施。
他在生石灰旁邊畫了一個重點符號,然後寫了一行小字:「提前一到兩周撒,每畝50到80公斤。」
除了石灰,還可以用草木灰。
草木灰是植物燃燒後的灰燼,主要成分是碳酸鉀,呈鹼性,能中和酸性,同時還能補鉀。
一畝地撒40到50公斤草木灰,既能調酸又能增肥。
他在草木灰旁邊寫:「比石灰溫和,不燒苗,但用量大,需要積攢。」
第二個問題是板結。
廢土上的土壤硬得像壓實了的水泥地。
工兵鏟鑿下去只能撬起一小塊,翻過來看,斷口是光滑的,沒有任何孔隙。
這種土壤里空氣進不去,水滲不下去,根系扎不開。
他在一篇講新開墾土地改良的文章里看到,板結的土壤需要深翻。
翻到三十厘米以上,把板結層打碎,增加透氣性和透水性。
翻完之後要施有機肥。
有機肥是改良板結的核心。
腐熟的農家肥,堆肥,綠肥,這些東西混進土裡,能增加土壤有機質,改善團粒結構,讓原本板結的土壤變得疏鬆透氣。
有機肥的用量,每畝大概需要2000到3000公斤。
兩千公斤,兩噸。
江臨看著這個數字的時候眉頭微皺。
把有機肥來源圈起來,在旁邊畫了一個分支箭頭。
沒有農家肥怎麼辦?
種綠肥。
綠肥就是把植物直接翻壓進土裡當肥料。
豆科作物是最好的綠肥。
黃豆,苜蓿,紫雲英,它們的根部有根瘤菌,能把空氣中的氮轉化成氮肥,翻壓進土裡既能增加有機質,又能補氮。
他在一篇講荒地開墾的問答里看到,新開墾的貧瘠土地,可以先種一茬黃豆或者苕子,等植株長到盛花期的時候翻壓入土,相當於給土壤餵了一頓綠肥。
他在黃豆旁邊寫:「收了豆子,秸稈翻進土裡。」
第三個問題是貧瘠。
廢土上沒有腐葉,沒有蚯蚓糞,沒有微生物分解動植物殘體形成的那層黑褐色的,鬆軟的,帶著泥土腥氣的腐殖質。
整片荒原寸草不生,有機物含量約等於零。
沒有有機質,土壤就沒有團粒結構,保不住水,存不住肥。單純靠化肥只能治標,化肥溶於水被吸收之后土壤會重新變瘦,而且長期用化肥會加劇酸化。
他在一篇荒地改良的案例里看到,有種植戶承包了新開墾的荒地,大量施化肥,結果地越種越瘦,莊稼越長越差,最後農技專家給出的診斷是土壤有機質含量極低,必須增施有機肥。
有機肥。
又是有機肥。
江臨把草稿紙翻到新的一頁,在頂端寫下有機肥來源四個字,然後開始列清單。
第一,綠肥。
種黃豆,收完豆子把秸稈翻進土裡。
種一季黃豆,土壤里的氮含量能提高,有機質也能增加一點。
如果能找到野生的雜草或者苜蓿種子帶過去,專門種一茬翻壓,效果更好。
第二,廚餘堆肥。
在廢土上,壓縮餅乾他一般吃到渣都不剩,根本不可能有什麼廚餘。
但如果以後能種出東西來,爛菜葉,土豆皮,南瓜藤,這些都可以漚肥。
他在網上搜了堆肥的方法,一層廚餘一層土,保持濕潤,等它腐爛變成黑褐色的粉末,就是有機肥。
周期大概兩到三個月。
第三,草木灰。
如果能在廢土上找到能燒的東西,哪怕是一些乾枯的植物殘體,燒成灰,既能調酸,又能補鉀,灰里的碳顆粒還能改善土壤結構。
他在草木灰旁邊畫了一個問號。
廢土上有沒有能燒的東西,得去了才知道。
第四個問題是重金屬。
這是最讓他頭疼的一個。
蓋革計數器的讀數是1.2微西弗每小時,正常背景輻射的六倍。
這個水平的輻射不會立刻要人命,但它意味著土壤里存在放射性礦物。
放射性礦物往往和重金屬伴生。
鈾,釷,鐳,以及它們的衰變產物,這些東西在土壤里會以金屬離子的形式存在。
另外暗紅色的氧化鐵土壤本身就容易富集其他金屬元素,比如鋁,錳,鉻。
酸性環境下這些重金屬離子的活性會增強,更容易被植物根系吸收。
種出來的土豆,黃豆,南瓜,如果吸收了重金屬,就會富集在塊莖和種子裡。
他吃下去,就等於把重金屬吃進了肚子。
短期看不出問題,長期呢?
鉛損傷神經系統,鎘損傷腎臟,汞損傷大腦。他在廢土上待得越久,吃自己種出來的東西越多,累積的劑量就越大。
他搜了土壤重金屬污染修複方法。
跳出來的內容分成幾類:物理修復,換土,把污染土壤挖走換上乾淨的。
在廢土上不現實,他去哪找乾淨土。
化學修復,施用鈍化劑,比如石灰,生物炭,腐殖酸,把重金屬離子吸附固定,降低活性,讓它們不容易被植物吸收。
生物修復,種植超累積植物,比如蜈蚣草能富集砷,東南景天能富集鋅和鎘,把土壤里的重金屬吸到植物體裡,然後把植物收割帶走。
江臨在鈍化劑旁邊寫了幾個字:石灰、生物炭、腐殖酸。
石灰他已經打算用了,中和酸性的同時,鈣離子能和某些重金屬競爭吸附位點,降低重金屬活性。
生物炭是秸稈等有機物在高溫缺氧條件下燒出來的黑色炭粉,比表面積巨大,能吸附重金屬離子。
腐殖酸是有機質分解的產物,也能絡合重金屬。
他又在超累積植物旁邊畫了一個問號。
如果能帶一些超累積植物的種子過去,專門種一茬吸收重金屬,然後收割帶走,土壤里的重金屬含量就能逐年下降。
但超累積植物的種子去哪買,貴不貴,在廢土上能不能活?
這些都是未知數。
他暫時把這個方案列為長期計劃。
第五個問題是輻射。
蓋革計數器測的是γ射線和中子射線的外照射劑量,1.2微西弗每小時。
但放射性物質進入人體的真正危險來自內照射,吸進肺里的放射性粉塵,吃進肚子裡的放射性核素。
放射性核素通過食物鏈進入人體之後,會在骨骼,肝臟,甲狀腺等器官富集,持續地從內部照射周圍組織,造成的傷害比外照射大得多。
他在一篇講放射性污染土地安全利用的論文裡看到,減少放射性核素進入食物鏈的方法,和重金屬鈍化有相似之處。
施用石灰和有機肥能降低放射性核素的活性和遷移能力,減少植物對它們的吸收。
另外,選擇低累積作物也很重要。
不同作物對放射性核素的吸收能力差異很大,塊根塊莖類作物的吸收率通常低於葉菜類。
土豆把吸收的放射性核素主要儲存在莖葉里,塊莖里的濃度相對較低。
黃豆作為豆科植物,對某些核素的吸收率也比葉菜低。
他在土豆旁邊寫:低累積。
又加了一行小字:削皮能進一步降低攝入量。
他把這些信息在草稿紙上整理成了一份完整的廢土土壤改良方案。
第一步,深翻。
用工兵鏟把板結的暗紅色土壤翻到三十厘米深,打碎大塊,撿出石塊和雜物。
這一步最耗體力,但也是最基礎的一步。
不翻地,什麼都種不下去。
第二步,調酸。
提前一到兩周撒生石灰,每畝大概五十到八十公斤。
他不知道自己能開墾多大面積,但這個比例可以換算,每平方米大概需要生石灰0.1到0.15公斤,也就是100到150克。
他用從農資市場買來的生石灰,配合草木灰,撒勻,翻進土裡。
第三步,增加有機質。
把黃豆秸稈翻壓當綠肥。
廚餘堆肥,爛菜葉土豆皮全部回收漚肥。
如果能找到任何能燒的植物,燒成草木灰。
第四步,鈍化重金屬和放射性核素。
石灰本身就有鈍化作用。
如果能弄到生物炭最好。
他在網上看到有人用果殼,秸稈自己燒生物炭的視頻,原理不複雜,密封缺氧加熱就行。
腐殖酸可以在農資市場買到,價格不貴。
第五步,長期修復。
如果能搞到超累積植物的種子,專門種一季吸收重金屬。
或者連續多季種植黃豆,用綠肥養地的同時,豆科植物本身對某些重金屬也有一定的富集能力。
他把這份方案從頭到尾讀了一遍,然後又讀了一遍。
很多地方是模糊的。
他不知道廢土土壤的具體pH值,只能假設在4.5到5.5之間。
石灰用量只能按這個假設去估算。
他不知道土壤里到底含有哪些重金屬,濃度多高,鈍化劑能起多大作用。
他不知道輻射內照射的累積劑量會有多高,種出來的土豆削皮之後還剩多少放射性。
但他知道一件事,不做,就永遠不知道。
這些經驗在廢土上會有用。
而草稿紙上這份改良方案,雖然粗陋,雖然充滿了假設和估算,但它是一個框架。
到了廢土上,他可以按照這個框架一步一步去試。
試錯了就調整,試對了就繼續。