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　　破解東北黑土地保護(hù)利用難題

“黑土地就像一個精干的小伙子，每天干活消耗大量體力，需要吃兩三碗大米飯，但是現(xiàn)在只給他一碗大米飯，長此以往，不累趴下才怪?！蹦赀^六旬的中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員韓曉增介紹說，“東北黑土地的黑土層薄了，耕作層瘦了、硬了，整體處于亞健康狀態(tài)?！币呀?jīng)退休的他本該頤養(yǎng)天年，如今卻還帶著一群學(xué)生下地繼續(xù)做試驗(yàn)。

廣袤無垠的東北黑土地生產(chǎn)了全國四分之一的糧食。然而在連年豐收的背后，“耕地中的大熊貓”也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?！艾F(xiàn)在的黑土地不黑了，黑土地變饞了，黑土地變渴了?！备鶕?jù)中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)所研究員張旭東提供的數(shù)據(jù)，相比開墾前，如今東北地區(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，黑土耕層的有機(jī)質(zhì)含量下降了50%至60%，土壤潛在生產(chǎn)力降低了20%以上，而且仍在以年均5‰的速率下降。

“耕地中的大熊貓”是怎么病的？面對瀕臨險境的它，我們又該如何科學(xué)保護(hù)和利用？經(jīng)濟(jì)日報記者走進(jìn)吉林、黑龍江，展開采訪調(diào)研。

亞健康的黑土地

如果有一天東北黑土地嚴(yán)重退化，將會怎樣？

可能引起沙塵暴，中科院東北地理所研究員關(guān)義新以美國黑土區(qū)沙塵暴舉例：1934年5月12日，風(fēng)暴從美國西部土地破壞最嚴(yán)重的干旱地區(qū)刮起，向東部橫掃過去，形成一條東西長2400公里、南北寬1500公里、高3.2公里的巨大移動塵土帶，風(fēng)暴持續(xù)了3天，掠過了美國三分之二的大地，3億多噸土壤被風(fēng)暴刮走。

不過，相比沙塵暴，更讓關(guān)義新?lián)牡氖怯纱艘l(fā)的糧食安全危機(jī)。

我國東北黑土區(qū)，包括黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古東部三市一盟（赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市、興安盟）。我國第二次耕地普查顯示：雖然全國各地耕地有機(jī)質(zhì)都在上升，但是東北黑土地的耕作層有機(jī)質(zhì)含量卻在下降，理化性狀與生態(tài)功能退化。這意味著什么？簡單通俗地說，就是黑土地“變瘦了”，品質(zhì)變差了。

這一土壤變化趨勢對糧食產(chǎn)量有何影響？

中科院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站35年觀測對比的各種數(shù)據(jù)表明，黑土地退化的實(shí)質(zhì)是黑土層發(fā)生退化。當(dāng)黑土層中的有機(jī)質(zhì)含量在4.5％以上時，有機(jī)質(zhì)再提升對作物產(chǎn)量影響不大，但當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)從4.5％降低到3.5％時，糧食產(chǎn)量就會顯著下降。目前，黑龍江全省耕地的有機(jī)質(zhì)含量平均為3.6％。

“東北糧倉關(guān)系著‘中國飯碗’，我擔(dān)心，以后‘土將不土’，糧倉將不是糧倉。”關(guān)義新表示。

擔(dān)憂并非多余。作為大自然的珍貴饋贈，黑土只能在寒溫帶草原或草甸植被才能發(fā)育，形成過程極為緩慢，自然條件下，形成1厘米厚的黑土層需要400年左右。然而，經(jīng)過長期的不合理耕作和高強(qiáng)度利用，如今的東北黑土地黑土層不僅變薄，也在變瘦、變硬。

“所謂變薄，是指土壤侵蝕導(dǎo)致黑土層變??；變硬，即黑土過度利用導(dǎo)致土壤壓實(shí)、滲水等性能降低，變瘦是土壤供作物生長的養(yǎng)分減少?！痹陧n曉增看來，黑土地最重要的是黑土層，是“大熊貓”的“腦黃金”，如果這“腦黃金”沒了，大熊貓就變成四處可見的貍貓了。

“生了病”的黑土地怎樣才能恢復(fù)到健康狀態(tài)？找準(zhǔn)病因，對癥下藥。在遼闊的東北黑土地上一場轟轟烈烈的黑土地保衛(wèi)戰(zhàn)拉開了大幕。

“懶漢種法”的梨樹模式

5月初的東北大地，春播正忙。吉林省四平市梨樹縣泉眼溝村的萬畝示范田間，去年秋收后的秸稈沒有清理，粉碎后堆在地里，此時已腐爛過半。開溝、施肥、播種、覆土，在拖拉機(jī)的牽引下，免耕播種機(jī)在地里只需穿梭一次，即可一次性完成全套作業(yè)。

不清秸稈也不翻地，這樣的“懶漢種法”正是關(guān)義新、張旭東等人探索出來的一種保護(hù)性耕作方法——玉米秸稈覆蓋少/免耕技術(shù)，也就是后來俗稱的“梨樹模式”。

張旭東說，一方面，東北地區(qū)黑土地一直以來重用輕養(yǎng)，秸稈焚燒和離田致使有機(jī)物料投入不足，土壤資源過度利用，黑土層就會變薄、有機(jī)質(zhì)變少、養(yǎng)分庫容量降低；另一方面，地表裸露且頻繁耕翻，導(dǎo)致黑土層流失、水分涵養(yǎng)能力下降、風(fēng)沙加劇、生態(tài)環(huán)境惡化，而過量的化肥投入又進(jìn)一步加劇了黑土退化。

“傳統(tǒng)耕作制度下的掠奪式經(jīng)營是黑土退化的根源?！标P(guān)義新說，面對透支的黑土地，最好的保護(hù)辦法其實(shí)是休耕。“不種田，直接種草就行，但咱們的國情不允許。”

“魚”和“熊掌”能否兼得？2007年，張旭東、關(guān)義新與時任吉林省梨樹縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站站長王貴滿等專家合作，開始探索和研發(fā)適合東北氣候特征和土壤特性的玉米秸稈覆蓋免耕技術(shù)，并將梨樹鎮(zhèn)高家村的15公頃耕地作為保護(hù)性耕作實(shí)驗(yàn)示范基地。至此，中科院在東北率先開啟了黑土保護(hù)性耕作技術(shù)及其機(jī)理與效果的長期定位研究。

何為“梨樹模式”？其核心，一是秸稈覆蓋還田。關(guān)義新打了個比方：秸稈覆蓋地表，好比給黑土地蓋了一層棉被，風(fēng)來了土刮不走，雨來了土流不走，風(fēng)蝕水蝕少了，黑土地變薄的問題就可以得到有效遏制，土壤水分流失的問題也可以得到有效緩解。

二是減少土壤擾動?！胺N莊稼會消耗地力，特別是傳統(tǒng)的旋耕和翻耕，不僅會造成土地裸露，引發(fā)風(fēng)災(zāi)、水蝕，還會加速土壤養(yǎng)分釋放，降低土壤保水保肥能力?！标P(guān)義新說，少耕后，土壤中有機(jī)質(zhì)分解的速度變慢，再加上秸稈還田，退化的土壤肥力就可以逐步得到恢復(fù)。

三是改變玉米種植模式。過去在梨樹縣，農(nóng)民種玉米大多是均勻壟種植，壟距均為60厘米。這樣的種植習(xí)慣如果采用保護(hù)性耕作技術(shù)方法，既影響播種質(zhì)量也影響地溫提升。怎么辦？中科院科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，提出了寬窄行的玉米種植方法。即將傳統(tǒng)的60厘米等行種植方法改為80厘米和40厘米，或50厘米和80厘米的壟距交替排列。

“壟距交替排列的種植規(guī)則是，今年窄行種玉米，寬行覆蓋秸稈，來年寬行種玉米，窄行覆蓋秸稈。這樣就解決了我國玉米連作的瓶頸問題?！标P(guān)義新表示。

從“破皮黃”到大豐收

“改變耕作方式好不好？”

“好好好。”

“那上你家地種種可以嗎？”

“別來別來?！?/span>

“老百姓有句話，‘你說得再對，到我這白費(fèi)’?！崩鏄淇h委副書記閆鶴告訴記者，“梨樹模式”聽上去很美好，示范推廣卻不容易。一聽說要在自家地里搞試驗(yàn)，莊稼人連連擺手不同意?！鞍凑者^去的老種法一年下來幾畝地可以賺個一兩萬元，他害怕這一‘豁楞’，他連一兩萬元也掙不到了怎么辦？”

不過，東北老百姓還有一句話，叫“傻子過年看界壁兒”。解決“梨樹模式”示范問題，就要先找人種起來。2008年關(guān)義新等人創(chuàng)建了東北第一個合作社——康達(dá)農(nóng)機(jī)合作社，農(nóng)戶楊青魁成了第一個“吃螃蟹”的人。

第一年春播，只見頭一年豐收后的玉米稈還參差不齊地留在地里，有的留三分之一，有的覆蓋一半，還有的是留高茬，地也沒翻耕。前來看熱鬧的村民紛紛笑話，“這是‘二流子種地，成不了氣候’”。沒想到，當(dāng)年秋天的結(jié)果令村民們吃驚。就這一鍬子下去就能露出黃土的“破皮黃”，15坰玉米竟然平均增收10％至12％。由于是秸稈全量還田，化肥用量減少20％，種子用量減少60％，種田成本也大大降低。

如今，多年秸稈覆蓋還田，昔日村民眼中的“破皮黃”也在不知不覺間變了樣?！艾F(xiàn)在的土地又養(yǎng)肥、養(yǎng)黑了，也比原來更松軟了?！睏钋嗫f，多年過去，15坰“破皮黃”平均產(chǎn)量可以達(dá)到1.1萬至1.2萬公斤/公頃，最高達(dá)到過1.6萬多公斤/公頃，創(chuàng)下全縣最高?！八阆聛砻抗暱晒?jié)省肥料、人工等成本1650元，玉米產(chǎn)量每公頃增加1000公斤以上，可增加收入1400元左右，兩項(xiàng)合計(jì)每公頃玉米節(jié)本增效3050元左右?！?/span>

眼瞧著楊青魁的“破皮黃”迎來大豐收，農(nóng)戶開始改變看法，“梨樹模式”就這樣慢慢推廣了起來。張旭東介紹，在東北黑土區(qū)，“梨樹模式”近3年累計(jì)推廣應(yīng)用超過3000萬畝，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益27.3億元。

“梨樹模式”對黑土保護(hù)利用的實(shí)際效果如何？2012年，一場臺風(fēng)“布拉萬”襲擊東北，試驗(yàn)地周圍所有地塊種的玉米均嚴(yán)重倒伏。張旭東說：“秸稈覆蓋免耕試驗(yàn)地只有15%左右的玉米傾斜，之后連續(xù)多年試驗(yàn)表明，秸稈覆蓋免耕可有效防止玉米根倒，減少大風(fēng)災(zāi)害，特別是強(qiáng)臺風(fēng)對玉米生產(chǎn)的影響?！?/span>

中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所在梨樹基地10余年的保護(hù)性耕作定位實(shí)驗(yàn)和示范表明，“梨樹模式”有效提升了黑土地農(nóng)田土壤增碳培肥、抗旱保墑、節(jié)肥增效等功能，為黑土地產(chǎn)能提升提供了長效保障。土壤養(yǎng)分庫容增加10%至20%，養(yǎng)分利用效率提高15%至20%，土壤水分貯存容量增加10%以上，減少了風(fēng)沙災(zāi)害，減少土壤風(fēng)蝕和水蝕80%以上。

因地制宜的龍江模式

藍(lán)天白云下是一望無垠的大片黑土地。走進(jìn)位于黑龍江海倫市六合村的中厚層黑土保育示范田，深翻后的黑土踩在腳下格外松軟，撥開隨著深翻裸露在外的秸稈，往下輕輕一挖，幾條粉紅色的蚯蚓立刻露了出來。

這里是赫赫有名的中國大豆之鄉(xiāng)，土壤剖面分布著大于30厘米的中厚層黑土。與“梨樹模式”盡量少耕免耕不同，示范田的黑土地保護(hù)似乎有些“逆其道而行之”。在這里，秋收后的玉米秸稈粉碎后，不是覆蓋在土壤表層，而是隨著深翻的機(jī)械一起翻埋進(jìn)30厘米的耕層，然后耙地、起壟、鎮(zhèn)壓達(dá)到待播種狀態(tài)，保證來年適時春播的質(zhì)量，從而達(dá)到苗齊苗壯。

同樣都是黑土地，為何一個要少耕免耕、全覆蓋，一個要深翻、不覆蓋？韓曉增解釋，“梨樹模式”主要適用于春季較為干旱的地區(qū)，而海倫屬于半濕潤地區(qū)，土壤濕度較大且偏冷涼，如果采用“梨樹模式”實(shí)施秸稈覆蓋，土壤中的水分會增多，既不利于春季播種，也會使土壤更加冷涼影響出苗效果。

“中厚層黑土主要的問題是土壤有機(jī)質(zhì)積累和分解失去平衡?！敝锌圃簴|北地理所副研究員鄒文秀介紹，針對問題他們提出了秸稈深埋還田和玉米大豆輪作為核心技術(shù)的“黑土層保育模式”。如今這片土壤已經(jīng)開展了3年輪作實(shí)驗(yàn)。

海倫市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局黑土地保護(hù)辦公室主任劉向波告訴記者，中科院在海倫市連續(xù)6年的實(shí)驗(yàn)示范，在原本就不低的產(chǎn)量基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)玉米平均增產(chǎn)10.2％以上，大豆平均增產(chǎn)12.3％以上，土壤有機(jī)質(zhì)含量提高3.2g/kg以上，黑土層保護(hù)深度在30厘米至35厘米，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到或超過國家保護(hù)綱要要求，今年示范面積達(dá)60萬畝。

“一服藥只能治一種病?！贬槍Σ煌愋偷耐寥?，韓曉增等人提出了適合黑龍江黑土地保護(hù)利用的6個子模式，并將其歸納總結(jié)為“龍江模式”。

比如，因風(fēng)蝕和水蝕造成黑土層比較薄，或者暗棕壤等中低產(chǎn)田，適用以有機(jī)肥加秸稈淺混還田為核心的黑土層培育模式；松嫩平原西部風(fēng)沙、干旱、鹽堿地區(qū)，適用以秸稈覆蓋還田、少耕免耕為核心的保護(hù)性耕作模式；“治療”白漿土和黑鈣土“有病”土層等，則要用到障礙性土層消減快速培肥模式……

“東北黑土地區(qū)域，地形多樣、土壤類型多樣、氣候多樣、種植作物多樣，這決定了保護(hù)黑土地一定要因地制宜、辨證施治、對癥下藥。”韓曉增多次表示。

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