中科院“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)梨樹(shù)萬(wàn)畝示范區(qū)?！≈行律缬浾?孫自法　攝

　　中新網(wǎng)北京6月21日電 (記者 孫自法)中國(guó)東北黑土區(qū)是全球四大黑土區(qū)之一，也是中國(guó)最重要的糧食生產(chǎn)基地和商品糧輸出基地，被譽(yù)為國(guó)家糧食安全“穩(wěn)壓器”和“壓艙石”。

　　黑土還被譽(yù)為“耕地中的大熊貓”，如何保護(hù)好、利用好這一耕地中的“國(guó)寶”？一直以來(lái)特別是近幾年備受關(guān)注。

中科院東北地理所研究員關(guān)義新在“梨樹(shù)模式”試驗(yàn)基地介紹情況。　中新社記者 孫自法 攝

　　作為國(guó)家戰(zhàn)略科技力量，中國(guó)科學(xué)院在旗下東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(東北地理所)和沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所(沈陽(yáng)生態(tài)所)之前長(zhǎng)期開(kāi)展黑土地研究、總結(jié)凝煉出有效保護(hù)利用黑土地“梨樹(shù)模式”“龍江模式”的基礎(chǔ)上，又重點(diǎn)推出“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)，力促兩大模式推廣應(yīng)用，并針對(duì)東北黑土區(qū)正由“生態(tài)功能區(qū)”向“生態(tài)脆弱區(qū)”演變的現(xiàn)狀，進(jìn)一步向科學(xué)要答案、要方法。

　　中國(guó)黑土研究“前世今生”

　　中國(guó)東北黑土區(qū)包括黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古東部三市一盟(赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市、興安盟)，黑土區(qū)面積109萬(wàn)平方公里，典型黑土區(qū)耕地面積約2.78億畝。

中科院東北地理所建于黑龍江海倫的中科院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　中國(guó)東北黑土研究分類(lèi)最初主要借鑒蘇聯(lián)土壤分類(lèi)系統(tǒng)，從1926年在中國(guó)東北工作的俄羅斯土壤學(xué)者提出中國(guó)黑鈣土名稱(chēng)開(kāi)始，黑鈣土名稱(chēng)就一直沿用至1953年。

　　1953年，原中科院土壤研究所東北分所籌備處副主任宋達(dá)泉指導(dǎo)開(kāi)展黑龍江省九三榮軍農(nóng)場(chǎng)和二龍山農(nóng)場(chǎng)土壤調(diào)查，首次提出黑土不同于黑鈣土。隨后，在全國(guó)第一次土壤普查中宋達(dá)泉首次提出并直接命名為“黑土”。

　　1954年起，原中科院林業(yè)土壤研究所宋達(dá)泉、陳恩鳳、曾昭順等圍繞東北土壤地理與土地資源、黑土成因與改良利用、鹽漬土成因與改良利用開(kāi)展系統(tǒng)工作，編著出版《中國(guó)東北土壤》。

　　1964年，原中科院東北地理研究所劉哲明、郝凌云、王本琳開(kāi)展黑龍江省嫩江地區(qū)等典型黑土分布區(qū)的農(nóng)業(yè)區(qū)劃，并編制黑龍江省嫩江地區(qū)旱澇保收高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田樣板圖。

　　1978年，中科院南京土壤研究所趙其國(guó)等指出黑土的肥力及演變分類(lèi)。1980年，曾昭順等對(duì)中國(guó)黑土農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與調(diào)控途徑進(jìn)行研究。1990年，原中科院黑龍江農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所顏春起等指出，要樹(shù)立黑土培肥地力的新觀念。

　　1992年，原中科院黑龍江農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所孟凱提出“黑土退化”和“防治黑土退化”概念，指出黑土退化表現(xiàn)在水土流失有機(jī)質(zhì)含量下降養(yǎng)分平衡失調(diào)、土壤物理性狀?lèi)夯?、風(fēng)蝕加劇和動(dòng)植物區(qū)系減少等方面。

中科院東北地理所研究員、大安堿地生態(tài)實(shí)驗(yàn)站站長(zhǎng)梁正偉介紹東北黑土鹽堿地科技治理情況?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　2001年，中科院東北地理所楊學(xué)明、張曉平在東北提倡“保護(hù)性耕作”，在諸多保護(hù)黑土地措施中，保護(hù)性耕作最值得借鑒。當(dāng)年起，兩位專(zhuān)家在吉林德惠市建立黑土區(qū)第一個(gè)保護(hù)性耕作試驗(yàn)基地，并購(gòu)進(jìn)東北地區(qū)第一臺(tái)免耕播種機(jī)。

　　2007年起，張曉平、中科院沈陽(yáng)生態(tài)所張旭東與吉林梨樹(shù)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站合作，在梨樹(shù)縣建立保護(hù)性耕作研發(fā)基地，開(kāi)始保護(hù)性耕作試驗(yàn)示范。2011年，張旭東與中科院東北地理所關(guān)義新聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員，共同創(chuàng)建東北黑土區(qū)保護(hù)性耕作的“梨樹(shù)模式”。

　　2009年，中科院東北地理所韓曉增等首次總結(jié)提出肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)，增加作物產(chǎn)量，改善土壤質(zhì)量。2020年，由韓曉增作為第一起草人聯(lián)合起草的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《東北黑土區(qū)旱地肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)規(guī)程》正式發(fā)布，為東北黑土地保護(hù)利用提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

“梨樹(shù)模式”研制的免耕播種機(jī)在中科院“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)梨樹(shù)萬(wàn)畝示范區(qū)作業(yè)?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　2015-2020年，中央“一號(hào)文件”連續(xù)6年關(guān)注東北黑土地保護(hù)問(wèn)題。2015年，中央財(cái)政安排5億元資金，在東北四省(區(qū))19個(gè)縣(市、區(qū))啟動(dòng)實(shí)施東北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目。

　　2017年7月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部等六部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《東北黑土地保護(hù)規(guī)劃綱要(2017-2030年)》，2018年，第二批黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目啟動(dòng)，涵蓋東北四省區(qū)31個(gè)縣(市、區(qū))，進(jìn)一步推進(jìn)黑土地保護(hù)利用工作。

　　2019年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李保國(guó)等和張旭東等聯(lián)合編制《關(guān)于東北黑土區(qū)保護(hù)性耕作研究和示范情況的報(bào)告》，2020年，《東北黑土地保護(hù)性耕作行動(dòng)計(jì)劃(2020—2025年)》啟動(dòng)實(shí)施，保護(hù)性耕作上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

　　中科院黑土研究已奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

　　中科院在東北設(shè)有東北地理所和沈陽(yáng)生態(tài)所兩個(gè)資源環(huán)境領(lǐng)域研究所，其中，東北地理所地跨吉林和黑龍江兩省，長(zhǎng)期從事黑土地研究工作，涉及黑土地耕地質(zhì)量及其產(chǎn)能提升、資源高效利用以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面。

中科院“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)梨樹(shù)萬(wàn)畝示范區(qū)，會(huì)戰(zhàn)旗幟、標(biāo)語(yǔ)醒目?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　中科院上世紀(jì)60年代組織開(kāi)展黑龍江流域綜合考察，70-80年代組織完成黑龍江荒地資源考察。多年來(lái)，針對(duì)國(guó)家和地方重大需求，中科院積極通過(guò)科技創(chuàng)新支撐黑土地保護(hù)與利用，聚焦東北黑土地保護(hù)與利用的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，服務(wù)于保障區(qū)域生態(tài)安全和國(guó)家糧食安全。

　　近年來(lái)，中科院組織完成東北黑土區(qū)土系資源調(diào)查，編制黑龍江、吉林省、遼寧省土系志，可為黑土地資源開(kāi)發(fā)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并在黑土地的質(zhì)量監(jiān)測(cè)、科學(xué)研究和示范推廣方面開(kāi)展大量工作。

　　同時(shí)，中科院在黑土退化機(jī)制及其修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)、土壤碳氮微生物循環(huán)轉(zhuǎn)化機(jī)制和調(diào)控、黑土侵蝕阻控技術(shù)、黑土質(zhì)量演變和養(yǎng)分循環(huán)以及黑土農(nóng)田土壤-作物-微生物的互作機(jī)制、秸稈等有機(jī)廢棄物快速腐熟技術(shù)、松嫩平原鹽漬土的改良利用以及種質(zhì)資源創(chuàng)新與作物高產(chǎn)抗逆栽培等領(lǐng)域，已取得一系列中外領(lǐng)先水平的創(chuàng)新性成果。

中科院沈陽(yáng)生態(tài)所研究員張旭東在“梨樹(shù)模式”誕生地介紹該模式示范應(yīng)用的監(jiān)測(cè)研究情況?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　中科院這些重要成果，為黑土地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食產(chǎn)出提供技術(shù)指導(dǎo)，為黑土地保護(hù)利用與東北農(nóng)業(yè)發(fā)展做出引領(lǐng)性貢獻(xiàn)，并為黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)、東北黑土區(qū)侵蝕溝專(zhuān)項(xiàng)治理等一系列國(guó)家工程提供重要科技支撐，對(duì)推進(jìn)整個(gè)東北黑土區(qū)西部鹽堿地治理、抗逆水稻品種培育及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

　　為加強(qiáng)黑土地保護(hù)利用研究，中科院在東北黑土區(qū)建立17個(gè)長(zhǎng)期的野外定位研究臺(tái)站/基地，包括海倫和沈陽(yáng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、長(zhǎng)白山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，大安堿地、三江沼澤濕地、大興安嶺森林濕地、長(zhǎng)嶺草地農(nóng)牧、大青溝沙地等生態(tài)實(shí)驗(yàn)站，興凱湖濕地生態(tài)研究站、公主嶺黑土生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)野外科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站、長(zhǎng)春綜合農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站、海倫水土保持監(jiān)測(cè)站、松嫩西部鹽漬化濕地站、額爾古納森林草原過(guò)渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站、清原森林生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站、盤(pán)錦濕地生態(tài)系統(tǒng)野外觀測(cè)站、長(zhǎng)春凈月潭遙感站和遼河源綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合示范基地，形成覆蓋東北黑土區(qū)的野外長(zhǎng)期定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)。

　　此外，中科院還建有黑土區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、黑龍江省黑土生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和遼寧省現(xiàn)代保護(hù)性耕作與生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并依托東北地理所成立“世界黑土聯(lián)合會(huì)”。

　　世界黑土聯(lián)合會(huì)由中科院東北地理所聯(lián)合美國(guó)、烏克蘭、加拿大、烏拉圭、阿根廷、哈薩克斯坦等科研機(jī)構(gòu)、高校和政府部門(mén)，以及中科院沈陽(yáng)生態(tài)所、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)和黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等26家單位共同發(fā)起，于2011年1月正式成立，總部設(shè)在中科院東北地理所。2019年，世界黑土聯(lián)合會(huì)成功入選“一帶一路”國(guó)際科學(xué)組織聯(lián)盟專(zhuān)題聯(lián)盟。世界黑土聯(lián)合會(huì)成立以來(lái)，已組織世界黑土領(lǐng)域科學(xué)家開(kāi)展系列學(xué)術(shù)活動(dòng)，并簽訂國(guó)際長(zhǎng)期合作協(xié)議，共建國(guó)際黑土數(shù)據(jù)庫(kù)，出版世界黑土質(zhì)量與管理專(zhuān)輯。

“梨樹(shù)模式”研究團(tuán)隊(duì)成員、中科院東北地理所敖曼博士展示介紹玉米育種研究進(jìn)展?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　聯(lián)合建立黑土保護(hù)性耕作“梨樹(shù)模式”

　　在松嫩平原南部薄層黑土區(qū)，中科院東北地理所、沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)所聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，在黑土地保護(hù)與利用方面因地制宜提出保護(hù)性耕作“梨樹(shù)模式”，為開(kāi)展黑土地保護(hù)與利用提供系統(tǒng)解決方案。

　　“梨樹(shù)模式”以科學(xué)家最早開(kāi)展黑土保護(hù)利用技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)所在的吉林省梨樹(shù)縣而得名，主要內(nèi)容包括：中科院東北地理所關(guān)義新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)企業(yè)，攻克高性能免耕播種機(jī)的研制與生產(chǎn)、條帶耕作機(jī)的研制與生產(chǎn)，提出寬窄行秸稈覆蓋免耕、壟作少耕技術(shù)、條帶耕作等保護(hù)性耕作技術(shù)模式；中科院沈陽(yáng)生態(tài)所張旭東團(tuán)隊(duì)完成全量秸稈覆蓋少免耕15年(2007-2021)試驗(yàn)效果的監(jiān)測(cè)；中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)展保護(hù)性耕作輪作種植制度的長(zhǎng)期定位研究，牽頭組建黑土地聯(lián)盟及梨樹(shù)黑土地論壇；梨樹(shù)縣政府搭建“保護(hù)性耕作研究與示范的平臺(tái)”。

　　“人多地少、糧食安全壓力大，保護(hù)性耕作是中國(guó)用好養(yǎng)好黑土地首選?！痹凇袄鏄?shù)模式”試驗(yàn)基地，關(guān)義新研究員接受媒體采訪介紹說(shuō)，免耕播種機(jī)是制約少免耕技術(shù)落地的重要限制因素，為此，他領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)和相關(guān)企業(yè)合作，研制出國(guó)內(nèi)性能領(lǐng)先的免耕播種機(jī)，在吉林省政府的積極推動(dòng)和大力支持下，快速產(chǎn)業(yè)化，該機(jī)具已連續(xù)多年居于東北播種機(jī)銷(xiāo)售榜首，迄今已累計(jì)銷(xiāo)售5萬(wàn)多臺(tái)，年播種面積1億畝，機(jī)具的規(guī)模化生產(chǎn)為東北地區(qū)開(kāi)展保護(hù)性耕作做出巨大貢獻(xiàn)。

　　同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的寬窄行秸稈覆蓋免耕技術(shù)，解決了中國(guó)玉米連作及壟距小、引入的國(guó)外免耕技術(shù)難推廣等問(wèn)題，基于研發(fā)的配套條耕機(jī)，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)的秸稈覆蓋還田條帶耕作技術(shù)已成為梨樹(shù)模式的主體模式之一，并與東三省農(nóng)機(jī)農(nóng)藝部門(mén)聯(lián)合示范推廣。

　　從體制機(jī)制上，研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合145家玉米育種企事業(yè)單位牽頭成立全國(guó)最大的玉米育種創(chuàng)新聯(lián)盟——中科玉聯(lián)合體，構(gòu)建全國(guó)最大的測(cè)試網(wǎng)絡(luò)并攻克雙單倍體育種、雜交種二環(huán)系選育等育種技術(shù)，為東北黑土玉米育種技術(shù)和種業(yè)發(fā)展提供保障。

　　張旭東研究員表示，針對(duì)東北黑土區(qū)春季低溫出苗率低、玉米長(zhǎng)期連作秸稈量大以及秸稈分解緩慢難以切割等問(wèn)題，“梨樹(shù)模式”通過(guò)集成玉米種植模式、秸稈覆蓋模式以及免耕和條帶耕作等關(guān)鍵技術(shù)，形成適合東北玉米生產(chǎn)的秸稈覆蓋免耕全程機(jī)械化技術(shù)體系以及土壤綜合功能調(diào)控模式，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同調(diào)控土壤溫度、水分和增加養(yǎng)分庫(kù)容量的目的。

　　他說(shuō)，“梨樹(shù)模式”技術(shù)體系主要包括均勻壟種植、寬行種植、寬窄行種植、超寬窄行休閑種植、原壟種植，通過(guò)免耕播種機(jī)、秸稈歸行機(jī)及配套機(jī)械的研發(fā)及農(nóng)機(jī)-農(nóng)藝融合模式建立，制定秸稈覆蓋條件下播種施肥一體化全程機(jī)械化作業(yè)技術(shù)規(guī)程并形成了地方標(biāo)準(zhǔn)。免耕播種機(jī)一次進(jìn)地即可完成施肥、切斷和清理種床秸稈、種床整理、單粒播種、覆土鎮(zhèn)壓工序，大幅減少農(nóng)機(jī)作業(yè)量，降低能源消耗以及溫室氣體排放。

　　“梨樹(shù)模式”對(duì)黑土保護(hù)利用實(shí)際效果如何？張旭東介紹，研究團(tuán)隊(duì)從理論上研究不同秸稈覆蓋量及覆蓋模式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)截獲和積累過(guò)程、養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程以及水熱調(diào)控過(guò)程，在“梨樹(shù)模式”試驗(yàn)基地10余年的保護(hù)性耕作定位實(shí)驗(yàn)和示范發(fā)現(xiàn)，“梨樹(shù)模式”有效提升黑土地農(nóng)田土壤增碳培肥、抗旱保墑、節(jié)肥增效等功能，可為黑土地產(chǎn)能提升提供長(zhǎng)效保障。其中，土壤養(yǎng)分庫(kù)容增加10-20%，養(yǎng)分利用效率提高15-20%，土壤水分貯存容量增加10%以上，減少風(fēng)沙災(zāi)害，減少土壤風(fēng)蝕和水蝕80%以上。

　　經(jīng)過(guò)不斷探索實(shí)踐，目前，“梨樹(shù)模式”已實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械國(guó)產(chǎn)化、種植模式生態(tài)化、栽培技術(shù)系統(tǒng)化、推廣體系網(wǎng)絡(luò)化。同時(shí)，“梨樹(shù)模式”的示范推廣，還改變農(nóng)民的傳統(tǒng)意識(shí)和落后的生產(chǎn)方式，促進(jìn)現(xiàn)代化和機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，并極大推動(dòng)?xùn)|北旱作農(nóng)業(yè)耕作制度改革，通過(guò)推進(jìn)規(guī)模化新型農(nóng)業(yè)主體(職業(yè)農(nóng)民和合作社)的發(fā)展，大力促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)制度改革。

　　中科院東北地理所、沈陽(yáng)生態(tài)所稱(chēng)，作為東北黑土地綜合功能提升的關(guān)鍵技術(shù)，“梨樹(shù)模式”現(xiàn)已成為東北地區(qū)玉米生產(chǎn)現(xiàn)代耕作模式的樣板。近3年已在東北黑土區(qū)(包括內(nèi)蒙古東部)累計(jì)推廣應(yīng)用超過(guò)3000萬(wàn)畝，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益27.3億元。“實(shí)施國(guó)家黑土地保護(hù)工程，推廣保護(hù)性耕作模式”是中科院科技支撐黑土地保護(hù)與利用的重要內(nèi)容，也是推動(dòng)中國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的一項(xiàng)硬舉措。

　　“龍江模式”為“耕地中的大熊貓”搭配營(yíng)養(yǎng)

　　東北黑土地耕地面積約2.78億畝，其中黑龍江省1.56億畝，占全國(guó)黑土地比重56%。依托中科院黑龍江海倫農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站長(zhǎng)期觀測(cè)研究，與黑土地打了一輩子交道的中科院東北地理所研究員韓曉增2003年提出黑土地保護(hù)利用的“龍江模式”，按照“邊研究、邊示范、邊推廣應(yīng)用”的思路，逐步在農(nóng)戶中推廣示范，并根據(jù)田間示范結(jié)果不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善。

中科院沈陽(yáng)生態(tài)所張旭東團(tuán)隊(duì)科研人員在“梨樹(shù)模式”誕生地開(kāi)展科研監(jiān)測(cè)工作?！≈行律缬浾?孫自法 攝

　　通過(guò)多年定位觀測(cè)，韓曉增研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)原始黑土層有機(jī)質(zhì)含量高，但黑土開(kāi)墾后經(jīng)歷了輪耕休耕期、人畜低強(qiáng)度利用和機(jī)械化高強(qiáng)度利用期，用養(yǎng)失調(diào)和土壤侵蝕導(dǎo)致黑土地表層土壤自然肥力逐年下降，黑土發(fā)生退化?！褒埥Ｊ健焙诵募锤鶕?jù)現(xiàn)狀與需要，對(duì)癥下藥為黑土耕地搭配“營(yíng)養(yǎng)”，因地制宜探索優(yōu)化農(nóng)藝措施，實(shí)現(xiàn)黑土保護(hù)性利用。

　　根據(jù)黑土地的分布與類(lèi)型，以及黑土地土壤耕作過(guò)程中有機(jī)質(zhì)的變化，“龍江模式”有6個(gè)子模式，分別是中厚層黑土保育模式、淺薄黑土層培育模式、障礙土壤消減快速培肥模式、半干旱地區(qū)保護(hù)性耕作模式、坡耕地控蝕增肥模式、水田秸稈還田增碳培肥模式。

　　被譽(yù)為“黑土地的營(yíng)養(yǎng)搭配師”的韓曉增向媒體介紹說(shuō)，秸稈還田是增加黑土土壤有機(jī)質(zhì)最直接、最有效和最可行的辦法，但秸稈還田存在著諸多瓶頸問(wèn)題，比如影響播種質(zhì)量、需要大型機(jī)械、秋季整地作業(yè)時(shí)間短、秸稈漚肥還田成本高等，這些限制了秸稈還田在黑土地保護(hù)和地力提升中的功能。此外，長(zhǎng)期的不合理耕作和機(jī)械碾壓導(dǎo)致土壤形成了10-15厘米的犁底層，它像一道墻隔斷了作物根系下扎和土壤中水、熱、氣交換。

　　為此，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)黑土層平均厚度和作物根系生長(zhǎng)的適宜空間，將秸稈和有機(jī)肥深混到0-30(±5)厘米黑土層之中，構(gòu)建一個(gè)深厚、肥沃的土層，滿足作物生長(zhǎng)和黑土保護(hù)兩個(gè)需求。

　　至于為何選擇30厘米黑土層？韓曉增解釋稱(chēng)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)黑土有機(jī)質(zhì)變化發(fā)生在0-30(±5)厘米土層內(nèi)，于是提出“肥沃耕層構(gòu)建”理念，并證明培肥0-30(±5)厘米土層對(duì)改良土壤屬性和創(chuàng)造作物根系生長(zhǎng)環(huán)境的協(xié)同效益最高。

　　針對(duì)中外秸稈還田的覆蓋、淺混、秸稈離田漚制有機(jī)肥再還田等三種主要方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，韓曉增團(tuán)隊(duì)則揚(yáng)長(zhǎng)避短，在這三種秸稈還田方式基礎(chǔ)上，研究創(chuàng)制出秸稈全量深混還田。在東北黑土帶中心地區(qū)海倫市，該團(tuán)隊(duì)連續(xù)13年開(kāi)展玉米秸稈還田后，土壤有機(jī)質(zhì)由44.5g/kg增加到49.5g/kg。如果在東北黑土地全域?qū)崿F(xiàn)秸稈還田，預(yù)計(jì)到2030年，東北黑土區(qū)耕地質(zhì)量平均提高1個(gè)等級(jí)以上；土壤有機(jī)質(zhì)含量可以提高2g/kg以上。

　　除了秸稈全量深混還田，“龍江模式”創(chuàng)新研發(fā)的黑土地保護(hù)與利用技術(shù)還包括：針對(duì)黑土層薄、熟土層和心土層混合后肥力降低的問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出“秸稈”“有機(jī)肥”二元補(bǔ)虧增肥技術(shù)；針對(duì)白漿土的白漿化障礙層，研究團(tuán)隊(duì)在“心土混層”技術(shù)基礎(chǔ)上，增加了“秸稈”“有機(jī)肥”“土壤調(diào)理劑”三元補(bǔ)虧調(diào)盈技術(shù)。

　　韓曉增指出，每項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)上都有自己的局限性，“我們希望因地制宜，綜合施策，對(duì)黑土地保護(hù)與利用打出‘組合拳’”。這些年來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)黑土退化的問(wèn)題，采用秸稈翻混還田等技術(shù)，配合玉米—大豆、玉米—玉米—大豆輪作模式，不僅遏制了黑土表層土壤退化，還取得了良好的增產(chǎn)增收效果。

　　通過(guò)推廣示范“龍江模式”，黑土地保護(hù)與利用已初見(jiàn)成效。以黑龍江省為例，該省有機(jī)質(zhì)每年下降速度為0.1%-0.3%，下降速度已經(jīng)減小了50%左右，土壤有機(jī)質(zhì)下降已經(jīng)得到有效遏制。

　　在作物育種方面，利用“龍江模式”成效，中科院東北地理所李艷華團(tuán)隊(duì)圍繞國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的種子問(wèn)題持續(xù)開(kāi)展研究，現(xiàn)已在黑土地上培育高油、高蛋白、高產(chǎn)的“東生”系列大豆新品種27個(gè)，其中4個(gè)通過(guò)國(guó)家審定。近年來(lái)，“東生”系列大豆品種在黑龍江省累計(jì)推廣逾5000萬(wàn)畝，增產(chǎn)大豆超過(guò)20億斤，不僅解決了東北大豆高蛋白與高產(chǎn)的突出矛盾，也解決了大豆品種抗病性差、適應(yīng)范圍窄等問(wèn)題。

　　“保護(hù)是為了可持續(xù)利用，利用才是黑土保護(hù)的最終目標(biāo)。”韓曉增表示，保護(hù)好黑土地，就是保護(hù)“耕地中的大熊貓”，而黑土層相當(dāng)于“大熊貓”的心臟，土壤有機(jī)質(zhì)就是“大熊貓”的血液，守護(hù)黑土健康，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收是黑土研究人員追求的終極目標(biāo)。

中科院東北地理所韓曉增研究員(右四)在中科院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站介紹黑土保育。(謝震霖 攝) 中科院科技攝影聯(lián)盟 供圖

　　中科院發(fā)起“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)

　　據(jù)介紹，“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)是中科院在系統(tǒng)總結(jié)“黃淮?！薄安澈＜Z倉(cāng)”等農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)重大任務(wù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)東北地區(qū)黑土地退化嚴(yán)重、地力透支等威脅國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全的重大問(wèn)題，充分利用相關(guān)研究所長(zhǎng)期科學(xué)研究和技術(shù)、數(shù)據(jù)積累，與吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古三省一區(qū)合作開(kāi)展的重大科技攻關(guān)任務(wù)。

　　中科院表示，希望通過(guò)“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)，將從科學(xué)原理上解決“為什么”的問(wèn)題，從技術(shù)體系上解決“怎么做”的問(wèn)題從輪作區(qū)域上解決“在哪做”的問(wèn)題，從實(shí)施載體上解決“誰(shuí)來(lái)做”的問(wèn)題，從而使東北黑土地真正成為國(guó)家糧食安全的“壓艙石”。(完)