【中國科學報】喚醒黑土的生命力
■本報記者 王晨緋
黑土是地球上寶貴的土壤資源，然而，土地使用、管理不當等原因造成黑土退化日益嚴重，土壤有機質逐年下降，耕作層逐年變薄，犁底層逐年加厚，土壤酸、廋逐年加重，昔日盛產糧豆畜產品的黑土帶也正向“生態脆弱帶”方向發展。
8月2日，在黑龍江綏化市鑒定的“黑土肥沃耕層構建關鍵技術創新及技術集成與示范”課題，為黑土地力提升帶送來一場“及時雨”。
2005年，中科院東北地理所研究員韓曉增的團隊開始從事黑土肥沃耕層的研究。在土壤剖面取樣時，他發現土壤剖面都會有一層20~30厘米的障礙性層次出現：以東北的白漿土為例，障礙層次為白漿層。
這樣的障礙性土層，“干了刀槍不入、濕了滴水不漏”，根系也不能很好地生長。如果通過翻耕將培肥土壤的有機物質帶入土壤深層，為作物生長建立一個肥沃空間，將是一個嶄新的思路。為了找到建立“肥沃耕層”的合適條件，韓曉增做了11年的田間實驗。因為他要將各種條件排列組合起來開展試驗：在耕作黑土上，需要分別設置0、15、20、35、50厘米深度和分別加上不同數量的秸稈以及秸稈配施有機肥的處理，再加上耕翻、免耕、淺耕的變化，再分別等到旱年、澇年、不旱不澇的年份來進行大自然的檢驗。
“35厘米為最優耕作和培肥深度，三年一次耕作頻度效果最優。“韓曉增團隊向鑒定專家匯報出明確的數字。他們通過觀察和實驗發現，該厚度的土壤儲存的水和肥足夠作物的生長需要，并且足夠植物根系的生長。肥沃耕層構建技術完成后，他們又馬不停蹄地將這項技術配套到當地的種植制度中，通過技術集成，建立了玉米大豆輪作和玉米連作的技術模式。
此項技術優點在于實現了玉米秸稈一次性全還田，還田深度大，解決了由于玉米秸稈還田深度淺所帶來的土壤跑墑，影響作物出苗和生長等問題；打破了犁底層增加了耕作層厚度；同時秸稈還田也增加了土壤有機質含量，對提高了耕作層的肥沃程度，培肥土壤和保護黑土具有重要的作用。再配合組合耕法，實行“翻、免、少”的耕法，即第一年采用七鏵犁將玉米秸稈全部翻扣入土壤中，第二年秸稈覆蓋免耕，第三年少耕。在玉米—大豆輪作體系中，玉米茬采用秸稈扣翻耕法，大豆茬免耕種植玉米。
雖然該項目目前僅在黑龍江省海倫市、北安市、綏棱縣、巴彥縣、嫩江縣、黑河市愛輝區、遜克縣進行推廣，但是已取得了顯著效果。近三年的推廣面積268萬畝，累計增產糧豆1.29億千克，新增利潤2億元。
“這是一個很有特色的技術體系，把玉米、大豆輪作方式寫進來，增產效果顯著。因為肥沃耕層構建是土壤培肥的長久之事，希望相關政策來支持推廣。”吉林農業大學教授趙蘭坡評價。
“東北黑土以如此淺的耕層支撐了如此大的產量很不容易，如果耕層做不好，肥和藥解決不了糧食生產問題。土壤需要在保護中利用，而肥沃耕層這個技術體系對生產指導作用很大。”吉林農業科學院研究員王立春說。
中國工程院院士劉興土認為該項技術緊密結合國家東北黑土地保護的重大科技需求，在國內外率先開創了肥沃耕層構建的新思路、新方法和新模式，對保護土壤、提高土壤有機質含量、節肥節水和增加作物產量具有廣泛的應用價值。
關于技術成本，韓曉增算了一筆賬：“如果以三年為一個整地周期，一公頃常規需要花2400元，而該項技術體系則需多支出1500元。這項技術可以增收3000元，可獲得1500元的純收益，加上國家黑土保護、秸稈還田、深耕補貼，經濟效益可觀。”《中國科學報》 (2016-08-08 第5版 創新周刊)
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