【中國網·中國發展門戶網】保護“耕地中的大熊貓”梨樹模式讓黑土地重煥生機
這些年我國糧食生產保持了“17連豐”，連續6年保持在1.3萬億斤以上。我國糧食人均占有量連續多年超過人均400公斤的國際糧食安全標準線。農為邦本，食為政先。習近平總書記指出，要牢牢把住糧食安全主動權。在新冠肺炎疫情背景下，全球糧食供應鏈受到明顯影響，更加凸顯了“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上，我們的飯碗應該主要裝中國糧”的重要性。
東北糧倉關系著“中國飯碗”和我國糧食的戰略安全。東北地區以珍貴稀有的黑土地資源而聞名，是我國重要的糧食生產優勢區、最大的商品糧生產基地。東北黑土區面積109萬km2，包括黑龍江和吉林兩省全部、遼寧省北部和內蒙古東部，東北黑土地耕地面積2.78億畝，是保障我國糧食安全的“壓艙石”。東北黑土區玉米、水稻和大豆產量分別占全國的41%、19%和56%，全國排名前10位產糧縣均在該區。年糧食產量占全國1/4，商品糧占全國的1/4，糧食調出量占全國的1/3。在中央農村工作會議上，習近平總書記強調，要把黑土地保護作為一件大事來抓，把黑土地用好養好。此前，習近平總書記在2020年7月22日考察吉林省四平市梨樹縣時強調，要認真總結和推廣梨樹模式，采取有效措施切實把黑土地這個“耕地中的大熊貓”保護好、利用好，使之永遠造福人民。
危機：累了饞了渴了的黑土地
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。圖為中國科學院沈陽生態所研究員張旭東在示范區基地介紹黑土地地下分層情況。王振紅攝
如何保護好、利用好“耕地中的大熊貓”，是科研人員長久以來致力解決的難題。“由于長久以來的高強度利用，土地肥力長期透支，黑土變‘瘦’了、變‘薄’了、變‘硬’了。土壤累了，農民苦了，投入大幅增加，產量卻低了、收益下降；土壤變饞了，養分供應不足，養分投入大幅增加，養分損失、利用率下降；土壤變渴了，水分調控不夠，水分利用率下降，干旱加劇、旱情頻發。”長期從事黑土有機質轉化過程研究和退化、黑土地保護實踐的中國科學院沈陽生態所研究員張旭東介紹說，根據我國第二次土壤普查以及中科院“碳專項”的研究結果發現，盡管全國范圍內土壤有機質含量普遍提升，但是，東北旱地土壤的有機質含量仍在下降。如果不能有效遏制土壤退化，就會嚴重影響東北黑土的生產和生態功能。“傳統耕作制度下的掠奪式經營是黑土退化的根源。缺乏有機物料歸還導致土壤資源過度利用，黑土層變薄、有機質變少、養分庫容量降低；地表裸露且頻繁耕翻導致黑土層流失，水分涵養能力下降、風沙加劇、生態環境惡化，而過量化肥投入進一步加劇了黑土退化。”張旭東表示。
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。圖為中科院東北地理與農業生態研究所研究員關義新。王振紅攝
盡管我國東北地區在上世紀末和本世紀初進行了保護性耕作的初步探索，但是由于受到技術和專用機械的限制并沒有真正的應用，在局部區域小范圍的秸稈還田作業也僅限于傳統耕作，并未實現對黑土地的保護作用。多年來主要從事保護性耕作及玉米育種栽培研究工作的中科院東北地理與農業生態研究所研究員關義新表示，在這種條件下，一方面秸稈資源無法有效利用，土壤承載力越來越接近極限；而另一方面，生態系統功能脆弱、生態環境不斷惡化。因此，解決黑土退化問題的必經之路是改革玉米生產的傳統耕作方式，以固碳、育土、防蝕、保墑為核心研發高效耕作模式，構建資源節約、環境友好的可持續生產體系，才能提升東北黑土生產和生態功能，鞏固東北糧倉的戰略地位。
生機：可復制可推廣的“梨樹模式”
針對東北黑土區春季低溫出苗率低、玉米長期連作秸稈量大以及秸稈分解緩慢難以切割等問題，中國科學院沈陽應用生態研究所和梨樹縣農業技術推廣總站2007年在梨樹縣高家村建立了東北地區第一塊玉米秸稈覆蓋免耕栽培技術試驗示范基地，面積為15公頃，在東北地區開展玉米秸稈全覆蓋保護性耕作技術研究成果在農業生產中的推廣應用。
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。中科院科技攝影聯盟供圖
“經過14年的探索，通過集成玉米秸稈覆蓋模式免耕和條帶耕作等關鍵技術，在東北旱作農區形成了適合東北玉米生產的秸稈覆蓋少免耕全程機械化技術體系以及土壤綜合功能調控模式，這就是‘梨樹模式’。”張旭東解釋說，這是以實現協同調控土壤溫度、水分和增加養分庫容量的目的。
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”、示范區，“梨樹模式”研發的免耕播種機在萬畝示范區現場作業。中科院科技攝影聯盟供圖
通過免耕播種機、秸稈歸行機及配套機械的研發及農機-農藝融合模式建立，制定了秸稈覆蓋條件少免耕下播種施肥一體化全程機械化作業技術規程并形成了地方標準。“中科院東北地理與農業生態研究所聯合梨樹縣地方企業2008年研發了第一臺具有自主知識產權的免耕播種機，2012年實現規模化生產，從而使玉米秸稈覆蓋免耕技術模式在吉林省快速推進。”關義新解釋說，“免耕播種機一次進地即可完成施肥、切斷和清理種床秸稈、種床整理、單粒播種、覆土鎮壓工序，大幅減少農機作業量，降低能源消耗以及溫室氣體排放。”張旭東指出，“國產免耕播種機產業得到了快速發展，目前超過15家免耕播種機制造企業以及其它配套機械制造企業，年生產能力已達到2萬臺（套），年產值超過6億元，成為新的經濟增長點。”
“過去在梨樹，農民種玉米大多是均勻壟種植，壟距60厘米。但對均勻壟而言，秸稈覆蓋既影響地溫提升，也會遮蓋苗帶。我們中科院科研團隊反復試驗，改變了傳統等行種植法，將兩壟或三壟合并成兩行，改為80厘米和40厘米的交替排列，或者50厘米和80厘米的交替排列，窄行種玉米，寬行覆蓋秸稈，來年寬行種玉米，窄行堆秸稈，形成‘寬窄行秸稈覆蓋免耕技術以及寬窄行秸稈覆蓋條帶耕作’技術。”張旭東指出，“研發的寬窄行秸稈覆蓋免耕技術、寬窄行秸稈覆蓋條帶耕作技術，解決了我國玉米連作及壟距小、引入的國外免耕技術難推廣等問題。”
關義新表示，秸稈覆蓋少免耕技術有效提升了黑土地農田土壤增碳培肥、抗旱保墑、節肥增效等功能，為黑土地產能提升提供了長效保障。其中土壤養分庫容增加10%-20%，養分利用效率提高10%—15%，土壤水分貯存容量增加10%以上，減少了風沙災害，減少土壤風蝕和水蝕80%以上。
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區，“梨樹模式”研發的專用秸桿覆蓋條耕機在萬畝示范區現場作業。中科院科技攝影聯盟供圖
經過不斷探索，“梨樹模式”實現了播種機械國產化、種植模式生態化、栽培技術系統化、推廣體系網絡化。“梨樹模式”的示范推廣，改變了農民的傳統意識和落后的生產方式，促進了現代化和機械化農業生產的快速發展，同時極大推動了東北旱作農業耕作制度改革，通過推進規模化新型農業主體（職業農民和合作社）的發展，大力促進了農業經營制度改革。
梨樹縣委副書記閆鶴在接受記者采訪時說，“縣農村經濟收入絕大部分靠種地、種糧、種菜，農業生產收入大約占到50%以上。過去我們種植‘深松深翻’，大量使用化肥，老百姓叫‘噸肥田’，1公頃地用1噸化肥。經常性地翻耕土地，被陽光暴曬，風吹雨淋，造成土壤風蝕和水蝕嚴重，土層變淺。”
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。圖為科研人員采集樣本和數據。中科院科技攝影聯盟供圖
談及老百姓改變傳統種植模式思想的轉變，閆鶴說，“最初老百姓并不接受科學家提出的這種‘保護性耕作’種植方式，擔心改變種植模式造成糧食減產甚至出現風險，我們政府采取示范推廣——‘333推廣模式’，就是建3000個示范點，300個示范區域，30個示范片的模式。2020年推廣面積200萬畝，大概占耕種面積75%左右，今年推廣面積可能達到280萬畝，將占耕種面積面積85%。預計到2022年底或者2023年初，梨樹縣可適于耕種面積100%都會使用‘保護性耕作’。”
張旭東表示，作為東北黑土地綜合功能提升的關鍵技術，“梨樹模式”已成為東北地區玉米生產現代耕作模式的樣板。在東北黑土區（包括內蒙古東部）近3年累計推廣應用超過3000萬畝，實現經濟效益27.3億元。
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。圖為科研人員采集樣本和數據。中科院科技攝影聯盟供圖
記者手記：
走在秸稈覆蓋的土壤上，軟軟的，一踩一個腳印。隨著這種秸稈覆蓋地表、免耕少耕的保護性耕作模式的推廣，梨樹縣曾經變“瘦”的黑土又“肥”起來了，退化的黑土地重煥生機。正如關義新所說，“留得住、可復制、可推廣的模式是農民、合作社、地方推廣人員說了算，技術可評估體系不應該唯獎論、唯論文論，而應以老百姓真正能接受的、能獲益的技術作為評判的核心，以生產為核心，以真正的問題為導向，深入田間地頭與農民、當地技術人員交流，解決實際問題，這樣才能真正做到習近平總書記強調的‘科研人員要把論文寫在大地上，讓農民用最好的技術種出最好的糧食’。”（記者 王振紅）
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。圖為村民包裝玉米種子。王振紅攝
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。圖為玉米種子。中科院科技攝影聯盟供圖
5月11日，探訪中國科學院“黑土糧倉”科技會戰“梨樹模式”示范區。中科院科技攝影聯盟供圖
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