从矿物质说到禁烧秸秆——小学科学课堂延伸

2022-09-11

在讲授苏教版三下《我们先看到了根》这一课时, 根的作用之一是吸收土壤中的水分和矿物质 (教材用到了这个学生陌生的词语) 。 如何解释矿物质? 学生无法理解溶解在水中的以离子形式存在的肉眼看不见的这类东西。 作为老师自然懂得此处的矿物质和无机盐、学生理解的养分、肥料、营养等是相似的概念, 可学生理解起来有困难。

既然学生根据常识认为植物的根除了吸收水分还会吸收养分 (肥料、营养) , 教师不妨在黑板上写下“化肥”, 告诉他们土壤中本身含有一些养分, 但光靠这些不够, 农民就得给庄稼施化肥 (化学肥料的简称) , 考虑到有的学生的爷爷奶奶依旧在种地, 日常生活中可能会提到一些化肥的名称 (普通话或方言) , 此时, 不妨让学生把知道的化肥名称说一说, 不一会, 尿素, 史丹利复合肥 (来自电视广告) 就从学生们口中蹦出来了。 老师可以简要介绍常见的氮肥 (尿素, 刺激性气味白色结晶颗粒, 卫生条件差的公共厕所内壁上黄色尿垢的主要成分就是尿素, 神奇的是, 经过巧妙的加工, 可以制成同名护肤品) , 钾肥 (碳酸钾等, 下文另有提及) 和磷肥 (过磷酸钙等, 略) 。 当然, 化肥的种类很多, 不同的土壤和农作物需要科学搭配某几种化肥, 复合肥顾名思义就是把几种化肥合理混合而成。

化肥对提高土壤肥力进而促进植物生长很有帮助, 但是也有缺点, 长期大量施用会造成土壤板结, 农民种地本来就不怎么挣钱, 买化肥是一笔不小的开支。

化肥不是一开始才有的, 人类大规模生产化肥是近一两百年的事情, 人类农业生产的历史约万年, 在化肥出现之前又是用什么方法提高土壤肥力呢? 学生对此很难回答, 教师可以板书“农家肥”作个提示, 有的学生会说是人畜粪便 (注, 还包含尿液) , 确实, 在化肥诞生以前很长一段时期, 人类祖先将农家肥施在庄稼上, 农家肥也是有利有弊, 优点是不需要花钱购买且效果不错, 缺点是比较脏, 因此和过去相比用的少了。 另外, 农家肥可能含有寄生虫、致病细菌和病毒, 处理不当会传播传染病、污染水源。 近期H7N9 来袭, 之前很受欢迎的园艺肥料鸡屎干成了人们避之惟恐不及的瘟神就是这个道理。

时间再往前, 农家肥是人类祖先农业生产一开始就普遍施用的吗? 这个问题比较难。 教师可以用漫谈的方式介绍, 佐之以合理想象。 同学们可以闭上眼睛跟我一起想象如下场景:在很久很久以前, 大家在我这个部落首领的带领下来到一片森林, 我给男女进行了合理的分工———男的结伴打猎, 女的合作采集野果, 一天辛勤劳作下来把猎物和野果平均分配共享, 这样的生活如果时间一长, 大家总体上都吃不饱, 祖先的体质就好不了, 出生率很低, 寿命也短。 为了更好地生存, 人类逐渐掌握了将野生的部分动物驯化后圈养的方法, 几乎与此同时掌握了播种谷物的方法, 人类的农业生产就这么艰难起步了。

早期原始农业产量很底, 很可能在一次偶然的山火后, 祖先发现了大片被烧成了的灰覆盖的土地, 出于好奇, 有人春天时在上面播种, 到秋天迎来了大丰收。 于是, 人们受山火之后的灰能增加土壤肥力这一点启发, 开始了“刀耕火种”的时代。 当然, 前提是人类掌握了播种和人工取火。

“刀耕火种” 这个词语字面上的意思是放火烧森林, 在灰上用“刀” (并非金属制, 石刀、石斧、石铲罢了) 挖坑播种。 在人类社会早期, 祖先来到一片森林, 放火把森林烧毁, 春天播种, 为了保卫成果, 很可能就近住下来, 等到秋天就能收获较多的粮食。 奥秘就在于森林烧成的灰是一种富含碳酸钾的肥料, 俗称草木灰, 有助于增加土壤肥力, 当然以如今较高的要求来看, 光有碳酸钾的话营养不全面, 但对于祖先来说总比没有好。 粮食的丰收意味着体质的增强、出生率的提高和寿命的延长, 对人类发展的意义深远。

当然, 以现在的眼光来看, 如此增加土壤肥力的措施很愚蠢, 极具破坏性。 被我们视为宝贵财富和资源的森林居然被用来烧成灰, 实在太划不来了。 但全球多地的考古发掘证实了这一阶段确实存在过, 逐渐的, 祖先也发现了这是不可持续的, 惟有寻找更经济的、可持续的增加土壤肥力的方法, 这才有了后来的农家肥的普遍施用。

综上, 人类祖先在增加土壤肥力方面大致经历了 “刀耕火种———施用农家肥———施用化肥”的历史进程, 当然, 并不是前两个阶段彻底被淘汰了, 不排除在地球上某些封闭的角落依旧有土著延续着“刀耕火种”这种方式, 但大规模的此类现象已经绝迹了。

遗憾的是, 焚烧秸秆这一现象依然普遍存在, 唐诗有云“落红不是无情物, 化作春泥更护花”, 秸秆是可降解的, 可现实中呢?

今年国庆期间, 京津冀地区遭遇重度雾霾天气, 焚烧秸秆制造的污染物被认为是罪魁祸首。 “禁烧令”屡禁不止, 我们不妨来探究一下其中缘由:

其一, 传统的刀耕火种在农村仍然有一定市场。 对于农民来说, 烧掉秸秆无疑是最省事、最便捷的处理方式。 秸秆焚烧后, 可以给土壤带来一定养料, 有利于农作物生长;倘若回收或者以其他方式处理还田, 不但费时费力费财, 还有可能误了农时。

其二, 因省柴节煤技术的推广, 农村目前普遍使用新能源, 这让秸秆的“用武之地”越来越少, 以至于炊烟开始成为一种远去的“乡愁记忆”。

要想彻底转变农民焚烧秸秆的陋习, 尽快摆脱秸秆 “禁烧令”有禁不止的窘境, 唯有采用疏堵结合的方式, 尤其要在“疏”上下功夫。

一方面, 加强对秸秆正确利用的宣传, 力求家喻户晓。 秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和微量元素, 是农业生产重要的有机肥源。 据测算显示, 将秸秆翻压还田或覆盖还田, 一般能增产10%以上, 效果远比焚烧好得多。

另一方面, 从源头进行治理, 加大秸秆回收与综合利用的力度, 让群众看到实实在在的效益。 比如采用市场化手段回收利用秸秆, 支持建立“秸秆电厂”, 如果农民能够通过出售秸秆获利, 自然也就断了焚烧的念头。

同时我们必须看到, 在现在及未来相当长的时间里, 化肥仍是农业生产中增加土壤肥力的主要依赖手段, 但是因此造成的土壤板结和生产过程的高耗能、高污染、高排放和高成本也是岌待解决的, 在人口膨胀的当今世界, 靠压榨土壤肥力来增产是极其有限的, 唯有依靠科学技术方能解决这一困扰全人类的难题。

参考文献

[1] 如何让秸秆“禁烧令”不再“禁而不止”[N].光明日报, 2015-10-23.

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