聯(lián)合整地機正在開展秋整地作業(yè)，為實現(xiàn)100%“黑色越冬”奠定基礎?；舸盒駭z
□徐宏宇 顏子晴 本報記者 姜斌 劉暢
金秋九月，北大荒萬頃良田一片金黃，成熟景象遍布田野……
2021年3月，中國科學院主動“揭榜掛帥”，推進實施“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)。通過此次科技會戰(zhàn)，從生產(chǎn)實踐中總結(jié)出行之有效的黑土地保護措施，揭示并構(gòu)建了黑土地退化機理和恢復技術(shù)體系，打造了成套的黑土地區(qū)域適宜性耕作模式，建立七個萬畝示范區(qū)，示范區(qū)面積達17.13萬畝；創(chuàng)制培育水稻、大豆、苜蓿、麥草、甘草、大麥等新品種36個；研發(fā)了黑土地力快速提升的生物技術(shù)和大馬力清潔能源智能裝備，各項技術(shù)推廣面積累計超3.26億畝，歸納出小流域綜合治理、測土配方施肥、水稻側(cè)深施肥、大豆分層定位定量施肥、保護性耕作、水稻旱平免提漿、等高種植、等高寬埂等20項措施，形成了一整套可推廣、可復制、能落地、接地氣的黑土地保護利用模式。
9月28日，“中國科學院·記者行”活動走進北大荒集團友誼農(nóng)場、曙光農(nóng)場等地，一線見證了4年來黑土地保護取得的階段性成果?？萍紩?zhàn)成果有效支撐了國家黑土地保護及新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升等重大任務。
用科技恢復土壤養(yǎng)分
9月28日，采訪團走進黑土糧倉科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)核心區(qū)所在地——友誼農(nóng)場占地面積300平方米的黑土保護研究中心，小流域綜合治理微觀實景沙盤中，侵蝕溝生態(tài)治理、等高寬埂、等高窄埂、水田無人農(nóng)機、生態(tài)養(yǎng)殖、白漿土障礙消減、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化監(jiān)管等黑土保護模式微縮景觀呈現(xiàn)眼前。
東北黑土區(qū)坡耕地水土流失嚴重，嚴重威脅國家糧食安全與區(qū)域生態(tài)安全。在黑土地保護這場持久戰(zhàn)中，科技會戰(zhàn)的專家們改變傳統(tǒng)耕作方式，應用立體監(jiān)測，多項成效顯著。
三江平原地處濕潤區(qū)，由于傳統(tǒng)順坡或橫坡耕作方式不當，坡耕地水土流失嚴重、耕層變薄變硬；低洼內(nèi)澇、魚眼泡遍布；水肥空間錯配，地塊內(nèi)土壤肥力不均，作物長勢空間差異大；退化嚴重，限制地力與產(chǎn)能提升，威脅糧食安全與生態(tài)安全。團隊利用天空地立體監(jiān)測技術(shù)，精準識別侵蝕溝、破皮黃、魚眼泡等退化位置及程度，并針對田塊間、田塊內(nèi)差異化問題，利用地塊畫像多維數(shù)據(jù)、指標閾值，智能化配置等高種植、可耕作寬埂、窄埂、暗管排水、小流域尺度蓄排等工程措施，白漿土改土、智能施肥、條耕等農(nóng)藝措施，以及草水路等生物措施，建成“澇能排、旱能蓄”“保水保土保肥”的黑土地海綿農(nóng)田樣板，實現(xiàn)小流域尺度水蝕退化阻控、低洼內(nèi)澇消減、綜合地力提升。創(chuàng)新“五良”融合方案，與北大荒模擬股份制結(jié)合，加快規(guī)?；谕恋乇Ｗo利用，為黑土地保護提供系統(tǒng)認知、監(jiān)測診斷、技術(shù)處方、精準手術(shù)的系統(tǒng)解決方案。
“去年，我在技術(shù)人員的指導下嘗試了‘等高環(huán)播’種植模式，當時只在100畝玉米地進行試驗種植。經(jīng)過測產(chǎn)，地表徑流量降低60%以上，土壤流失量降低80%以上，化肥施用量減少15%，糧食增產(chǎn)5%，明年我還要進行大面積種植。”玉米種植戶張寶庫嘗到了甜頭。
“與傳統(tǒng)的翻耕方式相比，新的種植模式具有保持土壤結(jié)構(gòu)和水分、減少土壤侵蝕、提高土壤肥力、減少水土流失、促進植物生長、提高作物產(chǎn)量、降低作業(yè)成本等優(yōu)勢?！敝袊茖W院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所首席研究員劉煥軍說。
經(jīng)過幾年的實踐，友誼農(nóng)場的坡耕地實現(xiàn)了糧食增產(chǎn)5%~22%、水土流失減少70%的綜合效益，實現(xiàn)小流域尺度坡耕地水蝕問題“標本兼治”，做到了綠色、可持續(xù)健康發(fā)展。
白漿土也成優(yōu)質(zhì)田
通過科技會戰(zhàn)，北大荒集團曙光農(nóng)場的白漿土也成了優(yōu)質(zhì)田，現(xiàn)在收獲機車開始玉米收獲作業(yè)。
在現(xiàn)場，曙光農(nóng)場第二管理區(qū)副主任王堯說：“過去，我們這里的白漿層厚，也比較板結(jié)，導致土壤通透性不好，農(nóng)作物產(chǎn)量低，通過白漿土改良項目，現(xiàn)在土壤通透性上來了，透水性也好了，作物產(chǎn)量也上來了?！?/p>
為提升糧食綜合產(chǎn)能，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所和北大荒集團等單位聯(lián)合攻關，采取白漿土旱田障礙消減與地力提升、糞肥還田、等高種植等10余項農(nóng)藝農(nóng)技措施，形成一整套可推廣、可復制的黑土地保護“新模式”。
“以前我們家這塊地是有名的‘三跑地’，跑水、跑土、跑肥，中國科學院的專家?guī)臀覀儼淹寥浪趾宛B(yǎng)料都固定住，今年我家這苞米長勢特別好，籽粒金黃，特別飽滿，增產(chǎn)增收是沒問題了?！笔锕廪r(nóng)場第二管理區(qū)種植戶秦陽生語氣里都是喜悅。
多年來，曙光農(nóng)場積極加大與中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所等科研單位聯(lián)合攻關力度，開展各類試驗示范和系統(tǒng)集成10余項4萬余畝。
曙光農(nóng)場有限公司農(nóng)業(yè)發(fā)展部部長張鋒說：“咱們這塊地是最典型的坡崗地白漿土，往年玉米一公頃產(chǎn)量在八九噸左右，大豆產(chǎn)量在2.5噸左右，經(jīng)過這四年的改良之后，一公頃玉米產(chǎn)量能達到13噸左右，大豆能達到3噸半，總體產(chǎn)量能提升12%~24%；減少水土流失30%~50%，效果非常顯著?！?/p>
探索“三江模式”新規(guī)范
三江平原耕地集中連片。但由于土壤障礙、水土流失嚴重、低洼內(nèi)澇耕地面積大、低溫冷涼，限制地力與產(chǎn)能提升；農(nóng)業(yè)時空基礎數(shù)據(jù)匱乏，限制了智能化水平的提升；大規(guī)模水田開發(fā)導致了地下水季節(jié)性下降、水土資源時空不匹配等問題。
針對三江平原黑土地保護問題，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所科研團隊組織28家單位144位科研人員，發(fā)揮建制化、體系化作戰(zhàn)優(yōu)勢，與北大荒農(nóng)墾集團規(guī)?；C械化優(yōu)勢強強聯(lián)合，建成適于三江平原的黑土地智能化保護利用模式，簡稱“三江模式”。
“在地塊畫像的基礎上，我們實現(xiàn)了基肥、追肥等多場景處方圖生成技術(shù)，同時實現(xiàn)改壟向、可耕作寬埂調(diào)配水分、草水路導水、暗管排水等黑土地保護‘精準手術(shù)’。”9月27日，在友誼農(nóng)場智慧農(nóng)業(yè)指揮中心，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所首席研究員劉煥軍說。
近年來，三江平原的黑土地保護工作正以一種前所未有的創(chuàng)新模式蓬勃開展，一種全新的黑土地保護規(guī)范正在形成，實現(xiàn)了從黑土地保護的“精準處方”到“精準手術(shù)”的巨大跨越。
“三江模式”對黑土地保護問題有著系統(tǒng)認知理論的創(chuàng)新，天空地立體監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)是“三江模式”的一大亮點。項目團隊多次組織大規(guī)模航空遙感實驗，獲取海量數(shù)據(jù)，對黑土農(nóng)田的多個要素進行米級高精度定量監(jiān)測。通過明確耕地退化的各類指標與閾值，能定量診斷障礙與退化程度。并借助區(qū)域農(nóng)業(yè)時空大數(shù)據(jù)，構(gòu)建多尺度分區(qū)體系，實現(xiàn)田塊內(nèi)部的精準管理分區(qū)。
這一模式構(gòu)建了面向三江平原黑土地保護的4套技術(shù)體系，即黑土地坡耕地水蝕智能防控與綜合地力提升技術(shù)體系；白漿土旱田智能化保護利用技術(shù)體系；寒地水田智能化保護利用技術(shù)體系；基肥追肥全環(huán)節(jié)的水旱田智能施肥技術(shù)體系。團隊利用立體監(jiān)測技術(shù)精準識別技術(shù)，智能化配置多種工程、農(nóng)藝和生物措施，建成“澇能排、旱能蓄”的樣板，實現(xiàn)糧食增產(chǎn)、水土流失減少，達到小流域尺度問題的“標本兼治”。
“三江模式”下的黑土地保護新規(guī)范，是把握重點、實踐探索的成果，為黑土地的可持續(xù)利用和發(fā)展提供了可借鑒的范例。未來，經(jīng)過保護的“耕地中的大熊貓”將重新充滿活力，為國家糧食安全作出重要貢獻。