黑土保衛(wèi)戰(zhàn)：守護(hù)“耕地中的大熊貓”

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嘿，說(shuō)點(diǎn)你不知道的事——大熊貓不光山里有，耕地里也有。

What？？耕地中會(huì)有大熊貓？

你別說(shuō)，還真的有——黑土地就被譽(yù)為“耕地中的大熊貓”。2020年7月，習(xí)近平總書記在吉林考察時(shí)指出：“采取有效措施切實(shí)把黑土地這個(gè)‘耕地中的大熊貓’保護(hù)好、利用好，使之永遠(yuǎn)造福人民”。

典型黑土（圖片來(lái)源：作者提供）

被稱成“大熊貓”，說(shuō)到這里，黑土地的珍貴已盡數(shù)體現(xiàn)了。那么，這黑土地究竟有什么特別之處，竟能擔(dān)此美譽(yù)？

“大熊貓”養(yǎng)成記

都說(shuō)物以稀為貴，黑土地便是如此。在我們生活的地球上，有三塊著名的黑土地：一塊在美洲——美國(guó)的密西西比河流域；一塊在歐洲——第聶伯河畔的烏克蘭；一塊在亞洲——中國(guó)的東北平原。由于自然的黑土是在第三紀(jì)、第四紀(jì)更新世或者全新世的砂礫和黏土層上發(fā)育的土壤，因此它的形成經(jīng)歷了十分漫長(zhǎng)的過(guò)程，這就讓黑土地顯得更加珍貴。

那么黑土層為什么肥沃呢？以我國(guó)東北平原黑土為例，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是因?yàn)?strong>東北地區(qū)的氣候條件與光熱資源的獨(dú)特分布。東北地區(qū)的北部和東部在夏季生長(zhǎng)期雨熱同期，植被在夏季生長(zhǎng)旺盛，積累了大量有機(jī)質(zhì)；而冬季寒冷干燥，微生物活動(dòng)受限，也有利于有機(jī)質(zhì)的積累。長(zhǎng)此以往有機(jī)質(zhì)逐漸豐富，黑土層得以形成。

而在黑土中，最為特別的當(dāng)屬厚層黑土。由于土壤肥力較高，結(jié)構(gòu)性狀良好，有利于作物生長(zhǎng)，它被很多研究學(xué)者戲稱為“最肥最壯的大熊貓”。

這么珍貴的東西，可不得好好保護(hù)起來(lái)！別擔(dān)心，在我國(guó)東北，就有這樣一個(gè)“最肥大熊貓”的保護(hù)與展示基地。

“最肥大熊貓”基地在哪里？

松嫩平原腹地，由小興安嶺山地向松嫩平原的過(guò)渡地帶，其地勢(shì)從東北向西南由低丘陵、高平原、河階地、河漫灘依次呈階梯型逐漸降低。境內(nèi)無(wú)高山峻嶺，除少數(shù)殘丘外，大部為波狀起伏的高平原。平均海拔239米，年平均氣溫2.5℃，平均積溫2500℃，全年無(wú)霜期130天左右，年降水量500至600毫米，適合發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有廣泛的代表性。這里，就是我們要探訪的——海倫示范區(qū)

（圖片來(lái)源：作者提供）

東北黑土區(qū)規(guī)模化墾殖起始于1895年清政府頒布的墾荒令，在百余年的開(kāi)墾中，黑土地經(jīng)歷了有機(jī)質(zhì)的迅速下降，緩慢下降，再到現(xiàn)在的穩(wěn)定下降。不僅如此，黑土層也開(kāi)始變薄，40%的土地已由自然黑土層的30-70 cm，變?yōu)楝F(xiàn)在的不足30 cm。

連年的作物種植，使得黑土地?zé)o法休息。并且，隨著世界人口壓力的增加，以及人類生活品質(zhì)的提高，人們的思想逐步從吃飽轉(zhuǎn)變成了吃好，這就對(duì)黑土地的生產(chǎn)能力提出了更高的要求。即使是肥沃的黑土地，想要生產(chǎn)出占全國(guó)糧食總產(chǎn)量1/4的糧食，也需要大量施用化肥農(nóng)藥，如此一來(lái)，黑土地不僅變“薄”和變“瘦”，還變得“不健康”。

過(guò)度墾殖變化（圖片來(lái)源：作者提供）

這要是“大熊貓”遭到了這種待遇還得了？那科學(xué)家可是萬(wàn)萬(wàn)不答應(yīng)的。因此，他們選擇中厚層黑土的核心區(qū)域，集中應(yīng)用厚層黑土保護(hù)技術(shù)模式。這不僅能夠推動(dòng)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的深度融合，也能夠?yàn)槲覈?guó)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供強(qiáng)有力的科技支撐，海倫示范區(qū)正是在這種背景下建立的。

“最肥大熊貓”拯救計(jì)劃

為了使黑土地變“胖”，變“厚”，變得“健康”，在保證糧食生產(chǎn)的前提下，科學(xué)家們開(kāi)啟了“最肥大熊貓”拯救計(jì)劃，也就是前文提到的“黑土地保護(hù)技術(shù)模式”。那么，這一模式具體是怎樣的呢？

1.厚層黑土肥沃耕層構(gòu)建與保育模式

在過(guò)去黑土培肥效果顯著的大背景下，黑土保育與糧食產(chǎn)能協(xié)同高效體系在建立過(guò)程中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，核心問(wèn)題是有機(jī)物料還田深度不夠、覆蓋還田影響作物產(chǎn)量，造成了黑土層上“肥”下“瘦”的現(xiàn)象。

因此，我們要改變以培肥耕層土壤為目標(biāo)的黑土培肥理念，以保育黑土層為目標(biāo)，突破有機(jī)物料還田深度的技術(shù)限制，集成應(yīng)用有機(jī)物料（秸稈、有機(jī)肥）深混等技術(shù)體系，形成黑土肥沃耕層構(gòu)建與保育的技術(shù)體系與模式。

（圖片來(lái)源：作者提供）

2.黑土侵蝕退化阻控與高效生產(chǎn)模式

東北黑土區(qū)是我國(guó)水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域之一，因水土流失導(dǎo)致的糧食年損失可達(dá)10%。其中，黑土區(qū)29.6萬(wàn)條大型侵蝕溝嚴(yán)重蠶食黑土地，損毀耕地達(dá)500萬(wàn)畝以上。耕地支離破碎，阻礙機(jī)械作業(yè)，如不采取有效措施加強(qiáng)保護(hù)，優(yōu)質(zhì)的黑土資源會(huì)逐步消失

針對(duì)東北黑土漫川漫崗侵蝕區(qū)黑土水土流失嚴(yán)重，黑土層變薄，肥力下降的突出問(wèn)題，以蓄導(dǎo)排黑土農(nóng)田水系優(yōu)化和培肥地力為突破口，實(shí)現(xiàn)侵蝕退化阻控和地力提升的雙重目標(biāo)

3.黑土快速培肥與肥藥減量增效模式

化肥和農(nóng)藥在我國(guó)糧食生產(chǎn)中有著不可替代的重要作用。然而，缺乏科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)的農(nóng)民為了追求高產(chǎn)而盲目使用，導(dǎo)致了施肥過(guò)量和環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題，以減施化肥農(nóng)藥、保護(hù)土壤健康和糧食豐產(chǎn)為目標(biāo)，開(kāi)展玉米-大豆輪作化肥減量增效、種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)模式、病蟲(chóng)草害綠色防控技術(shù)和生物措施集成與應(yīng)用，建立黑土快速培肥與肥藥減量增效模式，為將來(lái)在東北地區(qū)的推廣使用打造樣板。同時(shí)，這些應(yīng)用將在黑土農(nóng)田綠色生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)建設(shè)和糧食安全生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。

種養(yǎng)循環(huán)（上）、米豆輪作化肥減施（下）（圖片來(lái)源：作者提供）

4.優(yōu)質(zhì)大豆高產(chǎn)高效栽培模式

東北地區(qū)大豆占我國(guó)大豆面積50.4%左右，是優(yōu)質(zhì)大豆的主產(chǎn)區(qū)。2020年我國(guó)大豆平均畝產(chǎn)132.4公斤，而巴西、美國(guó)等國(guó)家大豆平均單產(chǎn)每畝高于200公斤。我國(guó)大豆平均單產(chǎn)與世界平均水平還有一定差距，這與我國(guó)大豆的種植條件差有很大關(guān)系——栽培管理模式不合理，單位面積內(nèi)的大豆產(chǎn)量和品質(zhì)難以提升

針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大豆品種多、單產(chǎn)低、效益差、市場(chǎng)定位不準(zhǔn)確等制約大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突出問(wèn)題，和耕作管理措施粗放、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝不配套等限制大豆產(chǎn)量提升的關(guān)鍵因子，開(kāi)展大豆優(yōu)良品種高產(chǎn)高效栽培技術(shù)集成與示范

大豆優(yōu)良品種栽培（圖片來(lái)源：作者提供）

5.海倫示范區(qū)多要素立體監(jiān)測(cè)與模式應(yīng)用評(píng)價(jià)

農(nóng)業(yè)資源立體監(jiān)測(cè)與智能決策系統(tǒng)，融合遙感監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)氣象、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)、農(nóng)學(xué)模型、大數(shù)據(jù)分析挖掘、人工智能、云服務(wù)等技術(shù)，建立“天-空-地”一體化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，為農(nóng)業(yè)資源提供全方位立體的實(shí)時(shí)農(nóng)地信息精準(zhǔn)管理、作物長(zhǎng)勢(shì)及營(yíng)養(yǎng)狀況動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、耕地要素潛力與產(chǎn)糧能力評(píng)估、土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警、農(nóng)業(yè)示范模式適宜性評(píng)估、農(nóng)田景觀布局建議等服務(wù)，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增效，推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)從量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變，為生態(tài)保護(hù)與土地資源優(yōu)化利用提供決策支持。

哪些高科技被應(yīng)用到了土地監(jiān)測(cè)↓↓↓

衛(wèi)星遙感技術(shù)（上）、無(wú)人機(jī)影像（中）、地面觀測(cè)（下）（圖片來(lái)源：veer圖庫(kù)、作者提供）

結(jié)語(yǔ)

黑土作為世界上最肥沃的土壤之一，其生產(chǎn)能力不容小覷。東北黑土區(qū)作為我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地，其耕地面積占全國(guó)的1/4；糧食總量占全國(guó)的1/4，其中商品糧占全國(guó)的1/4，能調(diào)出的量占全國(guó)的1/3。

如此珍貴的“大熊貓”，值得我們共同守護(hù)！

作者：陳旭 韓曉增 陸欣春 鄒文秀

作者單位：中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所