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(lái)卻面臨土壤退化等挑戰。如何變“減法”為“加法”？

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

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

　　5‰速率退化 超負荷耕作“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)糧區的年糧食產(chǎn)量占全國1/4，成為保障我國糧食安全的“穩壓器”。

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

　　找準“減法”的根源，才能更好地精準發(fā)力，扭“減”為“加”。

　　“退化原因包括缺乏有機物還田、種植制度不合理、常年翻耕旋耕使得疏松土壤裸露地表等。”中科院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所研究員關(guān)義新說(shuō)，黑土的肥力下降，為維持一定的糧食產(chǎn)量，農戶(hù)過(guò)量使用化肥，進(jìn)而導致土壤板結、酸化，保水保肥能力進(jìn)一步降低，形成惡性循環(huán)。

　　“土地利用處于超負荷狀態(tài)，是導致土壤退化的根本原因。”中科院沈陽(yáng)應用生態(tài)研究所研究員張旭東介紹，東北黑土地退化最嚴重的是旱作農業(yè)區，尤其是玉米種植帶。研究表明，傳統耕作制度下的玉米連作，是導致土壤退化的主要原因。

科研人員在試驗田里測量數據（中科院科技攝影聯(lián)盟供圖）

　　10年增長(cháng)6% 秸稈還田能“加油”

　　5月初的東北大地，萬(wàn)畝黑土，播種正忙。

　　在吉林省四平市梨樹(shù)縣高家村，一塊225畝的玉米地，上一年秋收后的秸稈經(jīng)過(guò)粉碎，鋪在地里，此時(shí)已經(jīng)腐爛過(guò)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，是被農戶(hù)嫌棄的“破皮黃”。經(jīng)過(guò)這些年秸稈覆蓋還田，地又給養肥、養黑了。“地比原來(lái)更松軟了。”農戶(hù)楊青魁說(shuō)，“原先還怕秸稈鋪在地里，苗長(cháng)不出來(lái)，現在不擔心了，每畝地能增產(chǎn)100多斤玉米。”

　　試驗田的對比數據顯示，經(jīng)過(guò)玉米秸稈歸還處理，從2007年到2018年，耕層（0～20厘米）土壤有機質(zhì)由22.5克/千克增加至24.0克/千克，年均增幅達到0.5%至0.7%。

　　除了有機質(zhì)，秸稈歸還同時(shí)顯著(zhù)提高了氮、磷、鉀等養分在耕層的積累。中科院的研究顯示，每年向土壤輸入的上述養分，分別相當于當地化肥施用量的25%、30%和200%。

　　張旭東說(shuō)，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。

免耕播種機可以減輕對土壤的破壞（中科院科技攝影聯(lián)盟供圖）

　　免耕+智能農機 用集成方案來(lái)保護

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

　　關(guān)義新介紹，傳統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、養分運移以及作物根系穿透。通過(guò)免耕技術(shù)、新型農機研發(fā)、作物品種選育等，將形成一整套黑土地保護的集成方案。

　　中科院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所副所長(cháng)王宗明說(shuō)，東北黑土地保護不僅要對“耕作機理”進(jìn)行創(chuàng )新，還要結合國情，打造智能農機裝備和大數據支撐的黑土地保護“裝備和信息系統”。

　　秸稈深混還田—肥沃耕層構建技術(shù)，蘇打鹽堿旱田的障礙復合消減—地力提升技術(shù)，有機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)……黑土地保護利用的技術(shù)體系正在形成。

　　據悉，在系統總結“黃淮海”“渤海糧倉”等農業(yè)科技攻關(guān)重大任務(wù)經(jīng)驗的基礎上，中科院發(fā)起的這場(chǎng)“黑土糧倉”科技會(huì )戰，將利用相關(guān)研究所的科研和數據積累，與吉林、黑龍江、遼寧、內蒙古三省一區合作開(kāi)展攻關(guān)。（記者董瑞豐）