作为全国主焦煤生产基地之一的古交市，马兰镇白草塔村“博士小院”团队潜心开展矿区土地复垦研究。图为团队成员王伟查看玉米长势。邓寅明 摄
“立秋有雨样样有，立秋无雨收半秋。”8月14日，天边刚泛起鱼肚白，山西农业大学助理研究员薄慧娟就早早动身，驱车从太原市区出发，赶往位于古交市马兰镇白草塔村的“博士小院”。趁着雨后农作物生长关键期，她抓紧采集玉米实验田中埋下的网袋样本，分析玉米秸秆的腐解情况。
北京林业大学土壤学专业博士毕业的薄慧娟，2021年入职山西农业大学生态环境产业技术研究院，并成为山西农业大学“矿区复垦与生态重建”团队的一员。该团队重点从事大宗工业固废资源化利用、煤矸石充填复垦土壤重构、土壤耕层快速培肥等课题研究。古交市8月初建立“博士小院”后，便引其入驻，成员包括中国工程院院士1人、博士8人、硕博生13人。
古交市因矿而建，依矿而生，是全国重要的主焦煤生产基地，素有“煤海明珠”之称，但伴随着煤炭开采，也带来了大量煤矸石。如何消纳处置煤矸石，是煤矿行业高质量发展绕不过的课题。该市“借智”青年博士生和高校科研力量，开展矿区土地复垦研究，推进煤矸石集中收储和综合利用，打造“无废城市”。
扎根土地做学问
一人多高的玉米整齐排列，犹如密不透风的青纱帐；一望无际的大豆田里，豆秧密密麻麻结满了豆荚……在古交市马兰镇白草塔村高高的山梁上，有一片良田。田里的庄稼长势喜人，丰收在望。
“这里曾是山西焦煤集团西山煤电屯兰煤矿堆放煤矸石的地方，我刚来时看到黑压压、堆得像山一样的煤矸石，确实被震撼到了。”薄慧娟说，“通过我们团队不断科技攻关与实验示范，这里的矸石山不见了，还种出了庄稼，前后对比，让人难以想象。”
薄慧娟的团队领头人为中国工程院院士、山西农业大学学术委员会主任委员徐明岗。2017年，他带领团队成员来到白草塔村，协同山西省农业科学院农业环境与资源研究所、太原理工大学矿业工程学院、山西绿宝园林设计研究所、西山煤电集团屯兰矿以及当地村委，开展了煤矿土地复垦基地的建设。
徐明岗带领团队成员依托国家科技支撑计划项目、科技部国际合作项目、国家重点联合基金、国家自然科学青年基金等项目，围绕山西煤矿复垦区，开展了复垦土壤剖面构建、外源肥料对复垦土壤提质增效技术集成、植被重建培肥矿区复垦土壤、工矿废弃物资源化利用等研究。
目前，该团队已筛选出适于煤矿复垦区生态恢复的10余种能源植物、13株解磷固氮功能微生物，研发出矿区专用生物有机肥配方3个。发表学术论文52篇，相关成果先后获得中国植物营养与肥料学会一等奖1项，山西省科技进步一等奖1项、二等奖1项，授权国家专利5项。
在“博士小院”的实践中，薄慧娟将着手开展煤矿区复垦土壤快速培肥、作物根际相关研究工作。“农作物根深才能叶茂，我们农业工作者就像农作物一样，必须两脚扎在农业生产一线的泥土里，才能更好地实现自身价值。”薄慧娟说。
科技示范增收益
白草塔村村委会院内，一处办公点门前挂着的“博士小院”牌匾格外醒目。薄慧娟和她带的硕士研究生薛东鹤，正做着到田间采集土壤样本的准备工作。
“不同土壤环境，不同农作物，所采取的施肥措施也不同。采集农作物从生长到成熟不同时期的样本数据，将帮助我们选出最佳施肥方案，实现经济效益与生态效益的最优解。”薄慧娟说，每次农作物需采样20至40个样本，每个样本要检测8至10项指标，一次下来，她和学生们要在实验室忙上半个多月。
薄慧娟对样本采集工作格外仔细认真，因为她深知这块农田的来之不易。“这里原是一道狭长的天然沟壑，后来成了山西焦煤集团西山煤电屯兰煤矿的排矸区。”薄慧娟说，在山西农业大学校长张强指导下，该地于10年前开始了煤矸石充填复垦工作：将矸石层和黄土层交替覆盖，层层推平、层层压实，把沟谷垫高填平。通过煤矿区损毁土地障碍因子解析、复垦土壤重构、耕层构建以及复垦土壤快速培肥等多种措施建立了“分层压实、隔室堆储、覆土造地”的煤矸石充填造地技术。经过不断治理，实现了煤矸石“从地里来，到地里去”的自然回归、生态循环，做到了生态效益、社会效益和经济效益相统一。
矸石山最终达到了良田标准。村民靳秀成对徐明岗团队的科技种田技术非常信服。他之前种地多选用简单方便的无机肥，但时间一长就容易出现土壤板结、产量下降的情况。后来，他咨询团队专家得知，是土壤有机质含量偏低影响了微生物的活性。而在专家的实验田里，采用的“有机肥+无机肥”施肥技术，巧妙地化解了他的难题。“用专家传授的技术科学种田，玉米亩产量能达到750公斤，高时甚至能突破800公斤，产量提高了20%还多。”靳秀成说。
“通过测试和对比，我们发现毛苕子、大豆显著促进土壤结构改良、微生物数量提升和养分含量增加，可作为煤矸石新造地土壤培肥改良的先锋作物。有机肥配施化肥的方式是矿区复垦土壤有机质提升的有效措施。”徐明岗团队专家通过举办土壤培肥专题讲座，推动科研成果转化为生产力，引领农户走上科技兴农之路。
融入产业助振兴
作为全国主焦煤生产基地之一的古交市，今年主动扛起了太原市“无废城市”试点建设的任务，全力打造固废综合利用示范基地。该市将辖区所有煤矿、洗煤企业的煤矸石纳入环境治理范围，同时积极推进煤矸石集中收储和综合利用，实现生态效益与经济效益的有机统一，打造古交发展的“第二支柱产业”。
古交市“博士小院”由古交市委组织部牵头联合相关单位共同打造，是集科技创新、示范推广、人才培养于一体的科技创新服务平台。该平台将围绕新能源改革、乡村振兴、转型发展等重点领域开展科研攻关，构建“政产学研用”紧密结合的新机制，全面服务于乡村振兴战略和创新驱动发展战略，推动博士研究生在基层施展学术特长，助力本土人才培养。
对于入驻古交市“博士小院”，徐明岗院士在寄语中说：“山西是我国产煤大省，古交因矿建市，在我省乃至我国煤炭生产中具有举足轻重的地位。古交位于丘陵山区，大部分煤矿企业散布于沟沟之间，在这样的地形地貌下，建立长期定位试验基地，开展矿区土地复垦研究，具有很强的科学价值和实践意义。”
