山西能源学院教授董光华是平遥县岳壁乡岳北村人。他是被学院引进的教授，按说应该算大知识分子了，可是董教授的母亲却认为儿子的书都念到狗肚子里了。

　　2013年起，董教授依托自己的研究专业应用化学与煤炭综合利用，开始探索低阶煤肥料化改良土壤促进长山药增产课题，给村里的主导产业长山药种植解决产量低、品质差的问题，来证明他的书没白念。

　　2017年，董教授堂哥董光明地里的长山药不仅增产1000多斤，而且品质很好，试验田里光一等品就达到5000斤，每斤卖到了市场的最高价5元。

　　“2016年，这一研究项目得到了晋中市科技局的支持，该项目首次提出了利用低阶煤及煤基有机肥改良土壤，促进长山药增产的理念；同时，也首次提出了用于山药增产的低阶煤基肥的制备开发。目前，该项目已成功申请一项发明专利，煤基肥的配制方法已基本掌握，最佳施入量和方法已基本确定。”董光华说。

　　教授故乡的土地出了问题

　　山西是山药的原产地，栽培长山药已有两千多年的历史。平遥长山药是其主要代表，是很好的食药同源道地中药材。在董光华的故乡岳北村及周边村庄，所产长山药质地优良，是著名的历史特产、名产。2011年被农业部公布为第一批45个“农产品地理标志产品”之一。

　　每到山药上市，都有大批河南、江苏等地的商人赶赴岳北采购山药。市场行情不错时，地头价能卖到每斤5到7元，农民每亩可收入两三万元，成为当地农户的主要收入来源。

　　长山药不宜连作，但近年来由于适合山药生长的土地面积有限，而市场需求不断增大，农户追求利润多年连作，导致了土壤中养分严重失调，营养元素也越来越不均衡，土传病害日益严重，频频出现死苗、烂根现象，品质明显下降，产量也由原来的每亩4000斤下降到3000斤，甚至更低。

　　“煤是由植物演变而来的，其主要成分仍然保留了植物的组成，富含的碳、氢、氧、氮、硫基本都是植物生长的必备要素。而长山药生长的适宜条件是富含有机物、有一定微量元素的沙质土壤。”

　　“山西是煤炭大省，一些地方存在大量风化煤，风化煤等一些低端煤、废弃煤被认为品质差而很少用于工业开发生产，但是用来改良土壤，不仅价格低廉，而且对修复土壤和对环境治理都有很大的好处。

　　“一开始也想使用煤矸石，但效果有限，且用量大，会大大增加使用环节的劳动量。”2013年起，董光华开始在实验室采取盆栽的形式进行试验。

　　研究得到地方政府支持

　　2014年，董光华用煤矸石在雷宝明地里施行小型试验，取得了幼苗死亡率低、长山药增产的明显效果，有一垅收入增加近3成。

　　2015年，董光华利用一个洗煤厂的废弃煤粉，采取氧化和厌氧法进行肥料化处理后，每亩地按600公斤的量做底肥，在堂哥董光明的地里小心试验。

　　“在熟人和朋友地里试验，即使失败了也不至于落埋怨，大田当年的试验效果就显现出来了。”

　　2015年董光明家地块上搞了两个试验：第一个试验是选两块分别约66.7m2土地，施加低阶煤改良土壤。幼苗于5月栽种，夏天生长状态极其良好，秋收后与对照相比，一块地增加40kg，一块地增加30kg，后者是少浇了一次水。

　　2016年，董光华的研究引起了晋中市科技局的关注。“长山药对平遥县和晋中市发展中药材产业的意义很大，而研究的内容又是利用当地固废物低成本改良土壤，提升传统名品质量。科技部门十分明白里面的经济意义和社会效益。”

　　2016年，晋中市市级科技攻关项目“低阶煤基有机肥改良土壤促进长山药增产研究”开始立项。董光华是课题组的负责人，同时吸收山西能源学院马彩莲、刘霞和刘云霞，晋中职业技术学院武俊俊、王学府等多个单位的科技人员加盟。

　　顺理成章，董光明的试验田变成了晋中市科技项目的试验田，同时还在另一个地块上找了一个叫雷宝明的种植户参与试验。

　　为了进行对照试验，在董光明地块上，其中1.2亩按照传统种植，另外1.2亩作为试验田种植。风化煤肥料化处理时间是六个月，在雷宝明家里地块上，处理时间是一个半月。

　　最后的试验结果表明，董光明家里的1.2亩的试验田效果最佳。2016年，亩产从3000多斤一跃到了5000斤，2017年试验效果更加明显，一亩地光一等品就上了5000斤。雷宝明田里的试验效果也很明显。

　　“原来一根长山药也就1斤多，现在一根长山药两斤多，甚至3斤多，而且口感上也更加绵软发甜，1斤按5元钱算，每亩会增收5000元钱。”董光明高兴地说。

　　希望助推山西特色农业的绿色增产

　　董光华介绍说，风化煤是自然生态系统中碳库的重要组成部分,含有大量腐殖酸和多种含氧活性功能团，不但有机质含量高而且碳素和氮素的比例也高于常用的草炭、沼渣等物料。山西一些风化煤中腐殖酸含量高达50%以上。

　　项目的试验表明，适宜长山药生长的土壤酸碱度的PH值为6.0-8.0。风化煤基肥呈酸性，施用后，栽培田土壤PH值有一定程度的改变，可以明显改变土壤的物化性质，有利于农作物的生长发育。

　　据董光华介绍，风化煤基肥中的腐殖酸对土壤中的微生物活动有加剧作用，使固氮菌增多，促进了氮肥的硝化吸收，为根系提供了足够的氮营养，使长山药叶片表现为厚、大、亮，光合能力提高，促进了丰产。同时其具有多孔介质的性质，还能改善土壤结构，促进土壤团粒结构的形成，可使土壤容重减轻，总孔隙度和通气孔隙度增多，土壤粘性变小，疏松度提高，透水透气性变佳，蓄水能力提高，整体缓冲性能增强，从而使得土壤中水、气、热状况得到调节。

　　此外，煤的多孔层状结构使得其在加入土壤后吸水膨胀，起到疏松土壤的作用。煤溶解于水会产生一定的溶解热，风化煤基肥为热性肥，其活化发热时间较长，有利于土温的提升，在地温较低的5月上中旬使长山药缩短了出苗期，9月中下旬到10月气温降低后又延长了块根膨大时间，推迟了落叶

　　“四年的研究结果表明，风化煤基肥具有的煤的结构特性和富含游离腐殖酸及活性物质的特性，使土壤PH降低，疏松度增大，游离腐殖酸酸和活性物质增加，地温提高，改善和优化了长山药种植土壤的理化性质，可有效促进长山药早期出苗早和全、中期长势好、晚期衰败晚。每667m2施加风化煤基肥600kg，产量增加20%以上，品相也得到改善。”董光华说。

　　这意味着，晋中市级科技攻关项目“低阶煤基有机肥改良土壤促进长山药增产研究”取得了显著成效。

　　“并且，目前，低阶煤肥料化处理的最大成本就是人工，具备低成本高收益的特点。所以，希望能在更大范围予以推广，让风化煤等一些低端煤变成助推山西特色农产品绿色增产的利器。”董光华说。