【专访.黄占斌】----谈环境材料在农业生产中的应用

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农环格格有话说：

        7月8日周五  大家早安！！

环境材料(environmental materials)也称生态材料(eco-materials)或环境功能材料(environment func- tional materials), 

20 世纪 90 年代日本东京大学山本良一教授首次提出, 之后世界各国科学家讨论完善。

目前基本认为环境材料是指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料, 包括改造的现有传统材料和新开发的环境材料。

这是来自今天访谈嘉宾-----黄占斌老师文章中的一段话。

今天专访---黄占斌

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黄占斌：中国矿业大学（北京）化环学院教授（研究员）,博导。主要从事植物生理生态、土壤保水剂、重金属污染、面源污染治理技术及环境材料等方面科研教学工作。

兼任中国生态学会污染专业委员会委员、中国煤炭工业协会环境专委会委员、中国腐植酸协会理事。

访 谈

▼问：黄老师好，请您先介绍下究竟什么是环境材料？它的特点是什么呢？

黄占斌：环境材料实质是注重材料自身环境效应的一般材料。各种农资都叫材料。化肥、种子、地膜都是材料，只要是物质的东西都叫材料，环境材料强调的是，要有环境保护、环境友好性，也就是不再单强调功能性了，同时还要考虑经济性。环境材料推出来应用在农业生产中，我们更加凸显的是环境友好性，没有二次污染。

它的特点主要有三方面：一是材料的功能性，也叫材料的先进性，也就是材料的功能性，如钢材的主要功能性是硬度，在房屋建设中还有装饰功能；二是材料的环境协调性，也是材料的优先考虑指标，如家庭装修的地板材料，首先考虑其是否有环境污染，胶合木地板是否有甲醛超标，石材地板是否有辐射超标，这是环境材料区别传统材料的关键指标；三是材料的经济性，就是材料要物美价廉。符合上述三个特点的材料才叫环境材料。

那么 环境材料我们是作为一种学科提出来的，这样会有一个完整的体系。本质就是环境友好性、经济性、功能性。

▼问：那么我们该怎么评价它是不是环境材料呢？

黄占斌：需要一个前期的应用试验过程，要对产量效应、对品质效应、对植物生长发育情况进行监测，然后对土壤的物理、化学、生物性能做评价。结合评价把产品优化以后，进行终试产品，最后推向市场。核心一定是环境友好型才可以应用。环境材料重点还要体现在控制、应用上，在应用前一定要有评价。也就是任何材料一定要有前评估、中监测、后评估。

评价材料的好坏，有一个很重要的评价，叫生命周期评价。现在各种材料，都在强调生命周期评价。这也是环境材料评价中最核心最重要的一个内容。它是对环境材料一个从生到死的评价，强调的是最大的使用功能，最小的环境负荷。

任何进入农田的农资（也就是材料）控制的还是很严格的，比如农药要进行很多严格地实验才能进入农田，不单是农药 化肥也一样，都会进行相关的系统的评价才能使用，也就是说大家要遵守环境材料的评价、评估和监测。大家都遵守这个评价，甚至法律法规，也就是通过技术和理念的环节，变成法律法规和标准，我想农田环境才会越来越好。而不是被动进行，一定要从源头控制。

▼问：其实一个材料最初是从实验室诞生，最终要走出来应用对吗？

黄占斌：对。要应用，要从实验室走出来。在四川万州我们正在进行200多亩农田试验。我们到后面应用过程中必须把后面的配套技术复合起来。为啥我们现在放在田间来做，比如，施肥，不仅仅是施肥的技术，要考虑当地的气候、土壤、甚至土地、坡向，农民耕作的种植习惯等等，这些都要综合考虑，这是走向实际很重要的一块内容，然后才能变成真正的应用体，接受评价和监测。一定要走向应用，实验室做出的材料，一定要进行田间试验检验才可以。

▼问：哪些属于农业生产当中的环境材料呢？

黄占斌：目前针对农业生产中问题不同，选用的环境材料也不同。如针对农业干旱缺水问题，改善土壤水分的环境材料有土壤保水剂，改善植物蒸腾的环境材料有抗蒸腾剂；在土壤重金属污染治理的物理技术、生物技术和化学技术等途径中，化学技术中有促进土壤重金属淋溶的淋洗剂，也有促进土壤重金属稳定化的重金属钝化剂或固定化剂。在这两方面的环境材料应用中，试验示范的环境材料有不少，但大面积应用农田生产的环境材料不是很多，主要存在的问题是环境材料的选定,多数人只考虑其功能性，对环境友好性和经济性考虑不足。

▼问：考虑不足会带来什么影响？

黄占斌：环境友好性考虑不足会给农田带来二次污染的风险，或者成本太高，造成投产比太低而难于推广应用。如塑料地膜的应用，开始应用时人们关注塑料地膜对农田地保水增温和除草等效应，忽视聊地膜回收问题，结果造成塑料地膜在农田大量蓄积，造成“白色污染”。

▼问：您在文章中提到“环境材料在农业中的应用主要是在农业生产和农业环境治理等方面 ”。那么目前环境材料在农业中的应用是个什么情况？又存在什么问题呢？

黄占斌：对于农业生产，任何进入农田的材料或者物资，其目的主要是直接供给植物养分、水分,或改善土壤理化性能而间接供给植物生长环境，进而增加植物产量和品质。随着生态环境健康等理念的加强，进入农田的任何物资除了考虑其主要功能外，还要考虑其环保性，就是进入农田的物资不能有二次污染。同时，这些材料或物资要符合投资小、见效快的经济性。

目前，我国农业生产中低产、低资源利用效率、低抗逆能力等问题突出，农业重金属污染、化肥农药的面源污染和土壤退化（盐碱化、酸化等）等问题也日渐严重。而改变这两方面的技术方法中，材料的应用是必然的。如物理技术中采用塑料地膜；化学材料中应用土壤保水剂；生物技术中采用微生物肥料等。这些技术在农田应用中，主要是通过直接作用植物生长发育，或者间接通过改变土壤物理化学和生物环境，再作用于植物生长发育。加之环境材料相对普通材料就是强调其环境友好性，也就是不能有二次污染。这些也是环境材料在农业中受到重视的原因。

▼问：农民在具体使用环境材料时，当前是怎样的一个使用情况呢？

黄占斌：农民对环境材料的认识是比较容易的，主要是要做好宣传和解释，让农民朋友了解什么是环境材料及其特点，他们很快就会接受这个概念的。农民主要考虑的是少投入、多产出、经济实惠。比如化肥在20世纪60年代推广，免费发给农民施用农田时，农民很难接受白花花的氮肥怎么会增产粮食？他们应用农家肥数千年，认为肥料就是农家肥。几十年过去，农民对化肥又过于依赖，反而对农家肥不够重视，造成化肥过量应用，在三峡地区农民氮肥亩用量为30公斤纯氮量，达到30多公斤，远远超出一般氮肥亩用量在12公斤纯氮量的适宜用量，那么大量化肥随地表径流流失进入水体，造成长江三峡水库等湖泊水库富营养化的水体污染。目前，土十条的出台及化肥零增长的提出，让大家又逐渐重视起有机肥，而在目前这个有机肥慢慢多起来的使用过程中，是需要尽快出来一个有机肥的标准的，引导大家科学化、规模化生产、使用，否则还会导致二次污染的问题。

环境材料的提出，有助于从事农业生产和环境治理工作者的实际工作。在实际应用中，不仅要重视进入农田物资的功能性，更要关注环境友好性，也要考虑其经济性。这对农资生产和应用的思想观念转变，加强环境保护意识具有重要的引导意义。例如，添加有肥效增效剂的新型肥料，其中所添加的增效剂必须是环境材料，如高分子保水剂和沸石等，既要有促进氮肥缓释、活化磷肥有效态的效应，提高植物对氮磷肥利用效率的效应，其本身不能有二次污染，而且添加增效剂的新型肥料，及产生的经济效益应当较旧的肥料要高，也就是新型肥效的减肥增效、增产提质效益及减少环境污染的效益应当显著。这样农民才会接受，市场才会接受，产品才会有生命力。

所以目前研制有机无机复合肥料和减少化肥用量是重要的农业生产可持续发展技术方向，这样对农民解释他们会接受的。我研究团队的研究方向之一就是研制肥料增效添加剂。 

▼问：能否这样理解，再好的环境材料，在农用过程中，也需要与农业生产技术紧密的结合才能发挥出材料的作用？

黄占斌：这当然！这是很好的一个问题！也是环境材料从研发走向实际应用必然遇到的问题。比如，氮肥增效剂的研发中，其中必然应用到吸附材料，通过系列筛选和处理，在实验室试验中获得较好的氮肥缓释和对植物氮肥利用效率提高的效果，但生产实际中，在什么样的土壤类型、对何种类型植物和耕作管理条件等因素下，应用氮肥增效剂的效果和适宜条件，还需要结合生产实际进行修改和完善，经过国家农业和化工等相关主管部门的检测和鉴定后才可进行应用推广。

▼问：环境材料与当前的土壤环境污染 、与农业生产之间具体应该是怎样的一种应用关系呢？

黄占斌： 环境材料在农业生产和环境治理中的应用，应当明确四个层次的研究结果：一是环境材料对重金属等污染物的直接效应；二是环境材料使用土壤后，对土壤重金属的稳定化的间接效应；三是环境材料施用土壤后，在种植植物下对植物生长和经济目标影响，以及重金属的生物有效效应；四是环境材料施用方式和用量确定，以及在不同施用化肥、灌水和耕作管理等生产实际条件下，对植物生长、品质和重金属生物有效性，以及对土壤性质和地下水等方面的效应。这四个层次的研究，对一种环境材料或者复合环境材料的应用推广，是必须要明确的。但实际上，一些在实际推广的产品在这四方面的研究并不完整，致使这些产品在实际应用中不断出现问题，或者造成产品中途夭折而难于推广应用。

▼问：您目前的研究重点在哪？

黄占斌：我的团队目前研究环境材料，主要着重点放在农田化肥、农药的面源污染治理和土壤重金属污染治理方面。研究重点：一是在研发在这两方面有效应的环境材料，包括煤质腐植酸和矿物废弃物的再加工利用，也包括不同环境材料功能互补的复合环境材料研发；二是这些环境材料的应用技术和效果评价，希望研发的环境材料能在面源污染和农田重金属污染治理中发挥效应，或者同步增效。

▼问：有什么效果吗？目前是个什么情况？

黄占斌：我们在土壤重金属稳定化和氮磷肥增效方面的环境材料研发，实验室和田间小区试验证明还是有明显效果的，目前正在进行生产实际的应用评价。对其相关的同步效应机理研究，是为了揭示所选环境材料的效应机理和作用原理，这样为进一步研发新型和更好的环境材料，以及为同类问题的解决提供理论参考。

▼问：环境材料在农业生产中的应用，未来前景是怎样的？

黄占斌：环境材料未来会越来越被重视，环境材料的理念也会越来越被关注。因为大家环保意识在增强。比如买房子，可能房子的大小不是最重要的，房子周边的环境怎样，房子的舒适度怎样使人们最关心的了，关键是人们观念的改变带来技术上的革新，会产生巨大的社会经济效益。

环境学、环境保护当中有一个很重要的概念，一个是可持续发展理论，可持续性也就是留给后代的，不是眼前的获取利益，另外一个就是循环经济，我比较赞同一句话“世界无废物，如果认为是废物，那还是放错了地方”。所以可持续发展、循环经济这应该是未来最重要的两个方面。那么环境材料指的是在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料。所以环境材料在最初的设计和最终的应用也是在遵循这两个方面。

以上访谈感谢黄占斌老师！！

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