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黑土地“喊累” 中国科技力量来“加油”

2021-05-21 15:22:01       来源:新华社    作者:记者 董瑞丰

  高肥力、高产量的东北黑土地,被誉为“耕地中的大熊猫”,近年来却面临土壤退化等挑战。如何变“减法”为“加法”?

  中国科学院正在牵头筹备一场“科技会战”,要用科学的方法,让黑土“缓口气”“加点油”。

  5‰速率退化 超负荷耕作“累”了

  “抓把黑土冒油花,插根筷子能发芽”——肥沃的黑土地,让东北产粮区的年粮食产量占全国1/4,成为保障我国粮食安全的“稳压器”。

  粮食连年丰收的同时,黑土地也遭到透支。中科院的研究报告显示,与开垦前相比,东北地区的黑土层平均厚度由50厘米至60厘米下降到30厘米左右,土壤耕层的有机质含量下降了50%至60%,年均下降速率约为5‰。

  找准“减法”的根源,才能更好地精准发力,扭“减”为“加”。

  “退化原因包括缺乏有机物还田、种植制度不合理、常年翻耕旋耕使得疏松土壤裸露地表等。”中科院东北地理与农业生态研究所研究员关义新说,黑土的肥力下降,为维持一定的粮食产量,农户过量使用化肥,进而导致土壤板结、酸化,保水保肥能力进一步降低,形成恶性循环。

  “土地利用处于超负荷状态,是导致土壤退化的根本原因。”中科院沈阳应用生态研究所研究员张旭东介绍,东北黑土地退化最严重的是旱作农业区,尤其是玉米种植带。研究表明,传统耕作制度下的玉米连作,是导致土壤退化的主要原因。

  10年增长6% 秸秆还田能“加油”

  5月初的东北大地,万亩黑土,播种正忙。

  在吉林省四平市梨树县高家村,一块225亩的玉米地,上一年秋收后的秸秆经过粉碎,铺在地里,此时已经腐烂过半。地里的秸秆不清理干净就播种,曾经是一种“懒汉种法”,如今成了给黑土地“加油”的新模式。

  十多年前,这块地一锹子下去就露出黄土,是被农户嫌弃的“破皮黄”。经过这些年秸秆覆盖还田,地又给养肥、养黑了。“地比原来更松软了。”农户杨青魁说,“原先还怕秸秆铺在地里,苗长不出来,现在不担心了,每亩地能增产100多斤玉米。”

  试验田的对比数据显示,经过玉米秸秆归还处理,从2007年到2018年,耕层(0~20厘米)土壤有机质由22.5克/千克增加至24.0克/千克,年均增幅达到0.5%至0.7%。

  除了有机质,秸秆归还同时显著提高了氮、磷、钾等养分在耕层的积累。中科院的研究显示,每年向土壤输入的上述养分,分别相当于当地化肥施用量的25%、30%和200%。

  张旭东说,把秸秆留在地里,可以防止风蚀、水蚀,保水、保墒,等于给地表盖上一层厚厚的“被子”,黑土地可以越种越肥沃。

  免耕+智能农机 用集成方案来保护

  秋季,条带旋耕机行走在田间,完成玉米秸秆粉碎、归行、镇压、浅旋等全流程作业;春季,换成免耕播种机,一次性完成播种、施肥。

  关义新介绍,传统耕作方式易把黑土暴露,加大风蚀、水蚀影响,此外还易形成犁底层,阻碍水分下渗、养分运移以及作物根系穿透。通过免耕技术、新型农机研发、作物品种选育等,将形成一整套黑土地保护的集成方案。

  中科院东北地理与农业生态研究所副所长王宗明说,东北黑土地保护不仅要对“耕作机理”进行创新,还要结合国情,打造智能农机装备和大数据支撑的黑土地保护“装备和信息系统”。

  秸秆深混还田—肥沃耕层构建技术,苏打盐碱旱田的障碍复合消减—地力提升技术,有机废弃物的微生物降解技术,优质、高产、抗病、抗倒伏品种分子育种技术……黑土地保护利用的技术体系正在形成。

  据悉,在系统总结“黄淮海”“渤海粮仓”等农业科技攻关重大任务经验的基础上,中科院发起的这场“黑土粮仓”科技会战,将利用相关研究所的科研和数据积累,与吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古三省一区合作开展攻关。

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责任编辑:高晓川
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