高肥力、高產(chǎn)量的東北黑土地，被譽(yù)為“耕地中的大熊貓”，近年來卻面臨土壤退化等挑戰(zhàn)。如何變“減法”為“加法”？

　　中國科學(xué)院正在牽頭籌備一場“科技會(huì)戰(zhàn)”，要用科學(xué)的方法，讓黑土“緩口氣”“加點(diǎn)油”。

越來越多黑土地采用了保護(hù)性耕作方式(中科院科技攝影聯(lián)盟供圖)

　　5‰速率退化 超負(fù)荷耕作“累”了

　　“抓把黑土冒油花，插根筷子能發(fā)芽”——肥沃的黑土地，讓東北產(chǎn)糧區(qū)的年糧食產(chǎn)量占全國1/4，成為保障我國糧食安全的“穩(wěn)壓器”。

　　糧食連年豐收的同時(shí)，黑土地也遭到透支。中科院的研究報(bào)告顯示，與開墾前相比，東北地區(qū)的黑土層平均厚度由50厘米至60厘米下降到30厘米左右，土壤耕層的有機(jī)質(zhì)含量下降了50%至60%，年均下降速率約為5‰。

　　找準(zhǔn)“減法”的根源，才能更好地精準(zhǔn)發(fā)力，扭“減”為“加”。

　　“退化原因包括缺乏有機(jī)物還田、種植制度不合理、常年翻耕旋耕使得疏松土壤裸露地表等?！敝锌圃簴|北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員關(guān)義新說，黑土的肥力下降，為維持一定的糧食產(chǎn)量，農(nóng)戶過量使用化肥，進(jìn)而導(dǎo)致土壤板結(jié)、酸化，保水保肥能力進(jìn)一步降低，形成惡性循環(huán)。

　　“土地利用處于超負(fù)荷狀態(tài)，是導(dǎo)致土壤退化的根本原因?！敝锌圃荷蜿枒?yīng)用生態(tài)研究所研究員張旭東介紹，東北黑土地退化最嚴(yán)重的是旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，尤其是玉米種植帶。研究表明，傳統(tǒng)耕作制度下的玉米連作，是導(dǎo)致土壤退化的主要原因。

科研人員在試驗(yàn)田里測(cè)量數(shù)據(jù)（中科院科技攝影聯(lián)盟供圖）

　　10年增長6% 秸稈還田能“加油”

　　5月初的東北大地，萬畝黑土，播種正忙。

　　在吉林省四平市梨樹縣高家村，一塊225畝的玉米地，上一年秋收后的秸稈經(jīng)過粉碎，鋪在地里，此時(shí)已經(jīng)腐爛過半。地里的秸稈不清理干凈就播種，曾經(jīng)是一種“懶漢種法”，如今成了給黑土地“加油”的新模式。

　　十多年前，這塊地一鍬子下去就露出黃土，是被農(nóng)戶嫌棄的“破皮黃”。經(jīng)過這些年秸稈覆蓋還田，地又給養(yǎng)肥、養(yǎng)黑了?！暗乇仍瓉砀绍浟??！鞭r(nóng)戶楊青魁說，“原先還怕秸稈鋪在地里，苗長不出來，現(xiàn)在不擔(dān)心了，每畝地能增產(chǎn)100多斤玉米?！?/p>

　　試驗(yàn)田的對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過玉米秸稈歸還處理，從2007年到2018年，耕層（0～20厘米）土壤有機(jī)質(zhì)由22.5克/千克增加至24.0克/千克，年均增幅達(dá)到0.5%至0.7%。

　　除了有機(jī)質(zhì)，秸稈歸還同時(shí)顯著提高了氮、磷、鉀等養(yǎng)分在耕層的積累。中科院的研究顯示，每年向土壤輸入的上述養(yǎng)分，分別相當(dāng)于當(dāng)?shù)鼗适┯昧康?5%、30%和200%。

　　張旭東說，把秸稈留在地里，可以防止風(fēng)蝕、水蝕，保水、保墑，等于給地表蓋上一層厚厚的“被子”，黑土地可以越種越肥沃。

免耕播種機(jī)可以減輕對(duì)土壤的破壞（中科院科技攝影聯(lián)盟供圖）

　　免耕+智能農(nóng)機(jī) 用集成方案來保護(hù)

　　秋季，條帶旋耕機(jī)行走在田間，完成玉米秸稈粉碎、歸行、鎮(zhèn)壓、淺旋等全流程作業(yè)；春季，換成免耕播種機(jī)，一次性完成播種、施肥。

　　關(guān)義新介紹，傳統(tǒng)耕作方式易把黑土暴露，加大風(fēng)蝕、水蝕影響，此外還易形成犁底層，阻礙水分下滲、養(yǎng)分運(yùn)移以及作物根系穿透。通過免耕技術(shù)、新型農(nóng)機(jī)研發(fā)、作物品種選育等，將形成一整套黑土地保護(hù)的集成方案。

　　中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所副所長王宗明說，東北黑土地保護(hù)不僅要對(duì)“耕作機(jī)理”進(jìn)行創(chuàng)新，還要結(jié)合國情，打造智能農(nóng)機(jī)裝備和大數(shù)據(jù)支撐的黑土地保護(hù)“裝備和信息系統(tǒng)”。

　　秸稈深混還田—肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)，蘇打鹽堿旱田的障礙復(fù)合消減—地力提升技術(shù)，有機(jī)廢棄物的微生物降解技術(shù)，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病、抗倒伏品種分子育種技術(shù)……黑土地保護(hù)利用的技術(shù)體系正在形成。

　　據(jù)悉，在系統(tǒng)總結(jié)“黃淮?！薄安澈＜Z倉”等農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)重大任務(wù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，中科院發(fā)起的這場“黑土糧倉”科技會(huì)戰(zhàn)，將利用相關(guān)研究所的科研和數(shù)據(jù)積累，與吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古三省一區(qū)合作開展攻關(guān)。（記者董瑞豐）