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我省“土壤医生”有啥良方?

2021年03月04日08:43  来源:黑龙江日报

省农科院国家黑土资源保护与持续利用创新团队进行东北黑土考察。

退化的黑土地。

随着城市化进程,省农科院院部长期定位监测试验站周边环境已不具备实验条件。2009年,周宝库团队历时5个月,采用冻土搬迁方式,给5000多立方米的土壤“搬了家”,且土块方向和位置均与原址一致。

团队成员从事黑土保护田间试验。

肥沃的黑土地——“耕地中的大熊猫”。

“听村里的老人们讲,以前种地一攥黑土一把油,不用上肥,粮食收成也好。”杨海军是海伦市小军农机农民专业合作社理事长,可前些年,他发现一向高产的黑土地好像“生病了”:“黑土层越来越薄,松软的土质变硬,土坷垃越来越多了,产量也越来越低。”

“由于多年高强度利用,黑土地里有机质含量逐年下降。”黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所所长、二级研究员周宝库解释说。据监测,近60年来,黑土耕作层土壤有机质含量下降了1/3,部分地区下降了50%。土壤潜在生产力降低了20%以上,且仍在以年均5‰的速率下降。

面对这种严峻形势,我省如何保护好黑土地这个“耕地中的大熊猫”?记者连日来进行了调查走访。

细算黑土地里的收支账

“黑土地之所以这么肥沃,关键在于它含有黑色的腐殖质层,也就是黑土地的黑土层,相当于‘大熊猫’的‘脑黄金’。”采访中,中国科学院东北地理与农业生态研究所二级研究员、农业农村部耕地质量建设专家指导组副组长韩晓增说。

“我省粮食年产量已稳定在1500亿斤以上,为国家提供了超过1000亿斤的商品粮。据初步估算,随着商品粮调出我省,带走的氮磷钾养分就有360万吨,而我省每年化肥投入的氮磷钾只有250万吨左右,亏缺100万吨以上,且没有计算从秸秆带走的不能还田养分,而投入的250万吨氮磷钾养分当年还不能全被利用,有机肥投入不足,这样的土壤养分亏缺就更大了,长此下去土壤养分会进一步亏缺。”周宝库介绍说。

传统耕作方式让黑土地变“薄”变“瘦”变“硬”,大肥大水的增产方式保得了眼前,顾不了长远。

保护好黑土地刻不容缓。

监测数据记录肥力演变

土壤发育和肥力形成是一个漫长的过程,因此土壤学研究高度依赖长期定位试验。通过长期定位试验可以对土壤供肥能力、作物养分吸收量及吸收比例、养分利用效率等参数进行准确判定,为指导农业生产提供、建立动态预测模型提供新的、更为合理的数据。

记者了解到,国际上最早的长期定位试验,于1843年在英国洛桑试验站建立。“42年前,省农科院国家黑土资源保护与持续利用创新团队的第一代科研人员,就效仿洛桑试验站的理念,建立起黑土肥力长期定位监测试验。”周宝库介绍说。

42年来,四代科研人员无间断地记录着黑土肥力时空演变规律,提出了黑土退化的关键因素,为指导黑土定向培育提供了重要的参考价值。

“我们在省内建有5个定位试验监测平台,分别是黑河的暗棕壤监测点、海伦的黑土监测点、龙江的黑钙土监测点、富锦的白浆土监测点和富锦的草甸土监测点。”中国科学院东北地理与农业生态研究所副研究员邹文秀介绍说。

据了解,省农业环境与耕地保护站在全省不同积温带和土壤类型区,建设了耕地质量调查监测点2.3万个,对79个县(市、区)、113个农场开展耕地质量调查,定点监测耕地质量变化,因地制宜加以保护利用。

利用试点项目 我省黑土地保护这样探索

海伦市是全国知名的产粮大县,该市农业农村局黑土地保护项目办公室主任刘向波接受记者采访时说:“我们先后完成两次黑土地保护项目,一次是2015年~2017年黑土地保护利用试点县项目,实施10万亩;一次是2018年~2020年黑土地保护利用整建制推进试点县项目,实施50万亩。”

这两次他们因地制宜探索形成了3个模式:旱田平地是以有机物料还田为核心的肥沃耕层构建模式;缓坡型耕地实施以环坡打垄为关键技术,同时种植植物篱减风减灾的坡耕地保水固土技术模式;水田实施水稻秸秆全量还田为核心技术,配套测土配方施肥、水分调控管理等技术的肥沃耕层构建技术模式。

几年下来,实施黑土地保护利用技术模式的玉米亩均增产50公斤,大豆亩均增产22.2公斤,水稻亩均增长40公斤。同时,项目区内耕地质量持续向好,项目区外农民也自发开展起来,达成了全民保护黑土地的共识。

此外,哈尔滨市双城区、呼兰区,绥化市北林区、克山县、嫩江县、龙江县、桦川县、宁安市、富锦市、青冈县、巴彦县、宾县、宝泉岭农场等实施国家黑土地保护利用项目的县(市、区、场),黑土地都有不同程度地改善,土壤有机质含量提高,耕作层厚度增加,耕地质量等级均有提升。

深受连续减产困扰的杨海军,2014年在听了专家关于黑土地保护利用的讲座后,开始在自己的地里试验。“第一年试了200亩地,一开始挺担心,翻那么深,把连续多年施肥的地都翻到下面去了,能不能出苗啊?可是等苗一出就不担心了,明显比邻居家的大豆出苗齐刷,长着长着还落了它们一头。第二年我就把500多亩地都应用黑土地保护技术了。产量比以前提高不少,一垧大豆能多打1000多斤。”

和杨海军一样,桦川县玉成现代农机专业合作社也尝到了黑土地保护利用的甜头。自2017年开始,他们通过实行秸秆粉碎抛撒、反旋埋茬、耕地深翻、增施有机肥等方式,进行黑土地保护利用,总经理赵德成说:“几年下来,明显感觉到黑土变松了、有劲儿了,施肥少了,一亩地能省10元~20元,还增收了,能多打30斤~50斤的水稻。”

科研人员“开方抓药”

王玉峰是省农科院国家黑土资源保护与持续利用创新团队成员,2018年,她带领团队成员为东北粮食主产区开出了一剂治疗农业面源污染的综合防控“药方”。短短1年时间,技术示范面积突破30万亩,示范区遍布东北四省(区),农业面源污染负荷消减20%以上,秸秆综合利用率达到100%。

“多一些像刘老师这样掌握先进科学方法的‘土壤医生’,我们发展新农业、建设新农村的底气就会更足了。”乔连海是哈尔滨市双城区水泉乡王家村种植大户,他说的刘老师,是省农科院国家黑土资源保护与持续利用创新团队成员刘双全。试用刘双全带去的测土施肥技术三年来,老乔家的玉米地不但每亩地多打100斤粮,施肥的成本也少花了7元多,这样算下来每亩地多收入近70元钱。

像王玉峰、刘双全一样,一生致力于黑土保护、技术推广的科研人员还有很多。

记者调查了解到,这几年,省农科院黑土保护团队在我省相继建立了十几个测土配方施肥示范区,为农民创建窗口、树立样板,全面展示测土配方施肥技术效果,推广了“一袋子肥”模式,将测土配方施肥技术物化成产品,打破了技术推广“最后一公里”的“坚冰”。

除了技术推广,黑土保护团队还倡导在联合国粮农组织成立了“联合国粮农组织国际黑土联盟”,在哈尔滨市召开了第一届全会暨学术研讨会,发布了倡导在全球范围内加强黑土保护的哈尔滨宣言。通过各国学者的交流和合作,促进了黑土保护国家间的国际合作,为保护“耕地中的大熊猫”提供了中国智慧和中国方案。

“龙江模式”初步形成

省农业环境与耕地保护站站长、研究员马云桥介绍说,2015年以来,有关部门结合东北黑土地保护利用试点项目的实施,因地制宜地探索形成了5个黑土地保护利用模式,初步形成“龙江模式”。

具体来说,就是——

1、在松嫩平原中东部和三江平原中厚黑土层区域,主推黑土地保育模式;

2、在浅薄黑土层区域,主推黑土地培育模式;

3、在大小兴安岭和张广才岭等坡耕地区域,主推坡耕地控蚀增肥模式;

4、在松嫩平原西部风沙干旱区,主推保护性耕作模式;

5、在水田区,主推秸秆还田水肥优化培肥模式。

54名专家已集结成团

早在2015年,我省就开始制定黑土地保护的相关方案。

先后在20个县(市、区、场)实施东北黑土地保护利用试点,印发《黑龙江省黑土耕地保护三年行动计划(2018—2020年)》、《黑龙江省水土保持规划(2015-2030)》。一系列保护黑土地的部署就此铺开。

2016年,我省又出台《黑龙江省耕地保护条例》,实现耕地保护制度化、法治化。

据马云桥介绍,前不久,经省委省政府同意,我省成立了黑土地保护利用专家组,省内外25家农业科研、教学和推广单位的54名专家,将协力为全省黑土地保护利用提供技术支撑。(记者 周静 图片均由受访者提供



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