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【中国科学报】一心护黑土?携手筑粮仓

——记“黑土粮仓”科技会战“龙江模式”研究团队

2024-06-24 中国科学报 袁一雪
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语音播报

邹文秀(右一)为黑龙江省基层农技推广人员介绍“龙江模式”技术效果。受访者供图

“我们正在推动标准化,希望‘龙江模式’实现更广范围的应用。”澳门赌场东北地理与农业生态研究所(以下简称东北地理所)研究员邹文秀告诉《中国科学报》。在这次澳门赌场“科苑名匠”的评选中,她所带领的“黑土粮仓”科技会战“龙江模式”研究团队(以下简称龙江团队)入选。

面对荣誉,邹文秀有欣喜也有压力。她说要带着这份荣誉继续耕耘在东北黑土地上,实现黑土地保护与粮食增产、农民创收双赢。

黑土地里初心不改

位于黑龙江省海伦市的海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称海伦站)始建于1978年,是澳门赌场在东北黑土区设置的长期的综合性农业资源、环境、生态等多学科研究基地。东北地理所也在黑龙江省内建立了覆盖主要黑土地类型的研究基地。

“建立这些研究站和研究基地,是为了通过长期、连续、规范的定位监测,采集土壤质量演变与生态环境变化的一手数据,为耕地质量提高、生态环境改善和农业可持续发展提供理论支撑。”邹文秀解释说。

邹文秀还记得第一次前往海伦站是在2005年的“五一”国际劳动节。“劳动节对我们来说是个很重要的节日,因为真的要去劳动、去种地。”邹文秀说,“当时我们从哈尔滨出发,自驾需要4个小时。但在上世纪七八十年代,团队里的老师每次都需要花费近两天。”

龙江团队的研究人员都是这条路上的常客。通过多年连续观测研究,他们发现原始黑土层有机质含量高,但经过多年开垦以及人畜低强度利用、机械化高强度利用,黑土地表层土壤自然肥力逐年下降,黑土地发生了退化。

退化的本质是黑土层中腐殖化物质减少。所以,要让黑土地变肥、变厚、变软,需要给它添加更多有机物获得腐殖化物质。“玉米收割后的秸秆就是最好的补充物质。”邹文秀说。

实现保护与创收双赢

由于玉米早熟品种的出现,黑龙江省特别是北部地区玉米种植面积明显增加,产生了大量秸秆。秸秆不允许焚烧,那有什么适合的处理办法?龙江团队的研究人员为秸秆找到了更好的出路。

“长期不合理的机械化耕作方式使黑土地形成了10至15厘米的犁底层。这就像人的皮肤会因为长期劳作而形成茧子。”邹文秀解释说,“犁底层像一道墙限制了作物根系下扎和土壤中水、热、气的交换。例如,如果出现降雨,水分会被犁底层阻隔,不再向下方的土壤中渗透,养分也是如此。”

龙江团队通过大量秸秆和有机肥还田试验,发现秸秆被粉碎还田后,在腐解前可充当增强土壤透水透气性的管道,在腐解后可以直接培肥土壤、补充土壤有机质。经过20余年的玉米秸秆还田试验后,团队得到相关数据结论——35厘米。

“35厘米是龙江团队从黑土地保护、耕地质量提高和农民节本增效等多角度综合考虑后,得出的肥沃耕层构建最佳深度。”邹文秀说。考虑到机械成本投入,他们的建议是,如果土壤改良状况良好,可以每隔两三年采用秸秆还田的方法培肥土壤,其他年份则可以采用传统的耕作方式,不影响农民收入。

“龙江模式”辨证施治

秸秆还田对黑土地保护有效,但是否对所有种类的黑土地、对东北地区各种气候下的黑土地都有效果?最终,团队成员根据多年持续观测研究数据,凝练出6种适合黑龙江省黑土地保护利用的模式。这些模式来自黑龙江省的观测数据,因此将其命名为“龙江模式”。

“龙江模式”分别是以秸秆翻埋还田和玉米大豆轮作为核心技术的“中厚黑土层保育模式”、以秸秆碎混还田和增施有机肥为核心技术的“浅薄黑土层培育模式”、以免耕和少耕为核心技术的“保护性耕作模式”、以排水和肥沃耕层构建为核心技术的“控蚀培肥模式”,以及“障碍土壤消减快速培肥模式”“水稻田秸秆还田增碳培肥模式”。

“龙江模式”解决了黑土区不同土壤条件和气候条件的问题,但又有新问题冒出来——东北耕地面积大、机械化程度高,“龙江模式”却没有成熟配套的农用机械。为此,龙江团队将目光放到农用机械市场上。“我每次接到农用机械公司的电话都很高兴,以为能找到符合我们需求的机械,但看到实物后很失望。”邹文秀回忆道。

最终,有一家公司按照他们的要求对机械进行了改良。拿到产品后,邹文秀等人迫不及待地想看看它在农田中工作的实际效果。当时处于农忙季,为了不错过整地作业的最佳时间,他们放下手中的研究工作前往地头,眼巴巴地等着农机手忙完手头的活儿,再来操作机械。

农用机械田间操作成功后,为了让更多农民接受“龙江模式”,加入保护黑土地的行列,龙江团队又开始新的一轮忙碌。他们走村串户,坐到农民炕头上,挨家挨户讲解“龙江模式”的优势,甚至给出如果产量下降影响收成就进行赔偿的条件。

“有时我开车前往村子的途中,还在想如何和农民们更好地沟通。”邹文秀说。事实上,从机械推广开始到现在,没有一家农户申请过赔偿。

推广标准化,精准保护黑土地

2023年,《黑龙江省开展国家标准化创新发展试点工作方案》印发,制定了2023年度行动计划和中长期的实施方案。该方案提出了实施黑土地保护利用标准攻坚工程。

作为“龙江模式”的研究团队,龙江团队负责制定黑土耕地肥沃耕层构建技术标准体系。“这套标准体系将持续推进实施‘藏粮于地、藏粮于技’国家战略,为国家黑土地保护工程提供技术支撑,提升黑龙江省粮食产能。”邹文秀说。在制定这套体系前,他们已经发布实施了1个农业行业标准和10个地方标准。

“‘龙江模式’标准化,是希望更多人可以‘按图索骥’,根据土壤状况判断使用哪种模式进行黑土地保护。而且,我们编制的标准化手册可操作性很强。”邹文秀说。

“下一步,我们将持续立足自己的研究方向,根据国家需求与国际前沿,抢占科技制高点。”邹文秀说。龙江团队已经不满足于黑土地本身,而是打算将环境要素尺度放大,综合考虑各种因素对黑土地的影响,比如水利设施、高标准农田建设等。

“同时,我们还在综合考虑将最新的生物技术引入黑土地保护中,加速黑土地保护进程,为即将到来的‘十五五’规划乃至未来‘十六五’规划贡献科技力量。”邹文秀坚定地说。

(原载于《中国科学报》?2024-06-24?第3版?综合)
打印 责任编辑:梁春雨

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