【科學網】他來了，她來了，他們帶著“法寶”來了
東臨小興安嶺，西倚大興安嶺，在世界四大黑土帶之一的松嫩平原腹地上，黑龍江齊齊哈爾市坐擁3800萬畝黑土耕地。
廣袤黑土耕地，使齊齊哈爾成為我國第四大產糧大市。這里以玉米、大豆、水稻為主要糧食作物，2021年的糧食總產量達247億斤。
黑土，是齊齊哈爾發展之寶，卻也是齊齊哈爾發展之困。西南風蝕，薄層黑土脆弱;東北水蝕，中厚土層融蝕，耕作層變硬，如何守好用好這份大自然的給予，是擺在齊齊哈爾面前的難題。正當困頓之時，中國科學院的科學家們來了。
他們帶著“VIP”定制服務來了
2021年3月，中國科學院地理科學與資源研究所(以下簡稱中科院地理所)研究員廖曉勇來到齊齊哈爾，從那時起，他有了一個新的身份——“黑土糧倉”科技會戰齊齊哈爾示范區總指揮。
為貫徹落實習近平總書記關于黑土地保護和利用重要講話精神，中科院向黨中央揭榜掛帥，啟動“黑土糧倉”科技會戰，并批準建設黑土糧倉齊齊哈爾示范區。中科院地理所總體負責齊齊哈爾示范區的建設。
“黑土地保護與利用需要哪些核心科技?中科院的技術如何植入實際生產?政府、農戶、研究所如何協同作業?”一連串問題擠在廖曉勇的腦子里。
他深知，齊齊哈爾示范區是黑土地“大熊貓”的典型代表，這里涵蓋了除棕壤外的全部東北黑土區黑土類型—黑土、黑鈣土、暗棕壤、草甸土、白漿土，各個地區既有不同的特征，也有不同的問題。
最終，經過反復梳理討論，他們決定發揮“老本行”地理學的綜合性、系統性和實踐性學科優勢，研制出一套集“田塊尺度一地一策、村域尺度依村定策、全域尺度分區施策”于一體的黑土地保護利用全域定制系統。
他們在齊齊哈爾核心示范區——依安縣做了最初的嘗試。
先按照地形、地力現狀、農田投入和經營模式等指標的時空差異性，將縣域田塊分類分級，以經濟效益和環境效益的最優化為目標，進行因地制宜的差異化管控。
再基于全域定制系統智能化診斷評價，將村莊劃分為不同保護與發展類型，據此制定不同的土地經營方式，應用不同的黑土地保護利用技術，規劃不同的產業發展路徑，打造不同的黑土地保護與鄉村振興有機融合模式。
然后基于監測網絡大數據和多元地理信息數據，以問題為導向、以網格單元作為研究尺度，運用數據模型和人工識別相結合的方法，實施分區分類分級，提出服務于黑土保護和農業可持續發展的全域分區方案和匹配策略。
“我們還聯合了中科院院內外的12家科研機構、地方政府和龍頭企業開展黑土地保護利用技術集成，在齊齊哈爾市全域9縣1區13個示范點示范，打造可推廣的中科院全域定制系統解決方案。”廖曉勇說。
中國科學院地理科學與資源研究所副研究員付晶瑩向記者介紹黑土地星空地網農情監測與智能管控系統。倪思潔攝
正在準備放無人機巡飛的科研人員 倪思潔攝
他們帶著好種又好賣的新品種來了
中國科學院東北地理與農業生態研究所研究員李艷華做了30年大豆育種工作，培育出15個“東生”系列大豆品種。自從“黑土糧倉”科技會戰打響，她就全身心投入到齊齊哈爾市及輻射區域高產優質大豆品種的示范推廣工作。
9月，大豆的收獲季到了。豆莢已經變黃發干，輕輕一擠，濃黃圓潤的豆粒滾進手心，李艷華一路走一路看，心里美滋滋：“產量應該挺好。”
大豆是一種可以“肥地”的作物，它具有極好的固氮能力，不需要施太多的化肥、農藥，正因如此，大豆成了能夠保護黑土地的作物。但長期以來，大豆的經濟效益不及玉米，所以，李艷華要想辦法培育出產量高、賣得上價的大豆品種。
10萬畝核心示范區里，一大半地里都種著“東生19”大豆品種。根據以往的經驗，她判斷，今年一畝地實收產量應該在200公斤左右，而目前全國大豆平均產量大概是一畝地130多公斤。
“前段時間，‘東生’大豆賣到三塊六毛錢一斤，其他的也就三塊一毛多，一斤能貴出5毛錢左右。”皮膚曬得黝黑的李艷華笑著告訴《中國科學報》記者。
因為能得到實惠，農戶們口口相傳，“東生19”大豆在齊齊哈爾地區的名聲也越來越廣，李艷華越干越有干勁，她每天只要天一亮就出門去實驗室，每年要做300個大豆雜交組合試驗。
進行優良品種示范是科學家們保護“黑土糧倉”的辦法之一，他們在廣袤的示范田里種下了豆類、禾谷類、蔬菜等三大品類作物的244個優良品種，優選適宜本地的高產優質作物品種。
不僅如此，他們還向農戶們示范展示各品類作物的有機生產過程，采用110厘米、130厘米大壟密植優質高效栽培技術模式，開展豌豆、毛蔥復種蔬菜、玉米大豆帶狀復合種植等試驗示范。
李艷華在大豆田里向記者介紹“東生”大豆。倪思潔攝
他們帶著科學又適用的對策來了
為了找到解決黑土地之困的最佳對策，科學家們還在田間地頭做起了各種試驗。
在依安縣省級農業園區，他們研究怎樣能最高效地還田增碳。
針對冷涼區中厚層黑土地有機物料還田增碳效果差、模式少等問題，他們從2021年起，開展有機物料高效還田增碳對比試驗。他們設置了有機肥深施還田、秸稈深翻還田、秸稈歸行還田、秸稈表施還田四種有機物料還田試驗。經過一年時間，他們初步判斷，有機肥深松深施和秸稈深翻還田兩個處理方式會有較好的增碳效果。
在齊齊哈爾示范區的梅里斯攻關試驗區，他們研究怎樣能阻擋住風對黑土的侵蝕。
梅里斯區大風頻發，當地人有句玩笑：“梅里斯一年刮兩次風，一次刮半年。”
“一陣風刮過去，就能吹走一個世紀。”“黑土糧倉”科技會戰的科學總顧問、中國工程院院士張佳寶看到貧瘠的薄層黑土剖面時心疼地說，“每一厘米厚的黑土需要400年才能形成。”
為了解決風蝕問題，科研人員摸索了兩種保護性耕作措施——滅茬秸稈覆蓋免耕、高留茬秸稈覆蓋免耕，他們還在田間布設了完整的風蝕觀測系統，包括6套全方位集沙儀和兩套八向集沙儀，在2021年和2022年對不同耕作模式下土壤風蝕特征進行了觀測。最后，他們發現，減少表土的裸露面積，是梅里斯區的風蝕阻控的重要著眼點，而兩種保護性耕作措施可以讓風蝕量降低61%-64%。
這類依靠科學決策的案例還有很多。在依安縣，他們還摸索出了“天-空-地-網”一體化黑土地精準監測體系、有機鮮食玉米套養大鵝技術;在梅里斯，他們還摸索出薄層黑土高效增碳技術、薄層黑土品種優選與耕作技術、黑土地保育增效技術……
“在齊齊哈爾示范區，我們要做的就是‘黑土糧倉全域定制決策系統’。通過這一系統，我們有信心能夠更充分地運用科研成果，更有針對性地加強黑土保護。”廖曉勇說。
田間試驗場地 倪思潔攝
附件下載：
吉公網安備22017302000214號
