【中國青年報】黑土糧倉“守望者”
中國科學院科研團隊為黑土地做“體檢”開“處方”
友誼農場“萬畝大地號”上的稻田畫。中青報·中青網見習記者?李思攝
友誼農場“萬畝大地號”上的秋收場景。中青報·中青網見習記者?李思攝
宋春雨正在講解黑土地保護相關技術。中青報·中青網見習記者?李思攝
友誼農場智慧監控平臺上的“天空地立體監測”。中青報·中青網見習記者?李思攝
金秋的東北三江平原上，正午的陽光正暖洋洋地照射著北大荒農墾集團曙光農場那一望無際的黑土地。一群穿著藍色沖鋒衣的人，徑直走進田里，踏入還帶有刺鼻“味道”的大塊黑色田壟之中。
如果不是他們的衣服上印有“中國科學院”字樣，僅從外表很難看出這群皮膚黝黑的人是知識分子，他們就是中國科學院“黑土糧倉”科技會戰三江示范區項目團隊的科研人員。
“你們這樣講不行，沒有意思。”近日，在黑龍江省舉行的“黑土糧倉”記者行活動中，北大荒農墾集團友誼農場副總經理楊慧不止一次發出這樣的評價。他并非否定科研人員在黑土地保護方面所做的工作和取得的成效，只是無奈地看著遠道而來的記者：“他們一直講技術，大家都聽不明白，真不會講故事。”
這群不會講故事的科學家，埋頭黑土地保護相關科研工作，形成了完善、科學的黑土地治理技術體系。如他們腳下這片寬厚、肥沃的黑土地，養育了一群實干、木訥、不善言辭的科研人員，切實地守護著“耕地中的大熊貓”。
“黑土糧倉”
中國科學院東北地理與農業生態研究所(以下簡稱“東北地理所”)研究員、“黑土糧倉”科技會戰三江示范區項目首席科學家劉煥軍面對來訪者，首先回應大家的疑惑：我們為何扎根這里？
提及東北黑土地，許多人的第一印象是風吹麥浪、沃野千里，是“北大荒”到“北大倉”的農業傳奇。作為世界四大黑土區之一，中國東北黑土地約占全國耕地面積10%，是國家糧食安全重要保障的“黑土糧倉”。
劉煥軍依托自己“遙感與智慧農業”的研究方向，帶領項目團隊綜合運用衛星遙感、航空遙感、地面傳感等科技手段，研制出“天空地立體監測”技術體系，能夠實現對黑土地、農作物生產等從上到下立體化、全時段地監測。
劉煥軍的學生、東北地理所博士生李鈺婉介紹，“天”是指通過衛星遙感對地觀測技術，還需要對不同時期的遙感影像、地理數據等進行多維度的時空分析；“空”是利用無人機或載人飛機進行航空遙感，獲取空間數據；而“地”就是通過搭建起驗證網絡與數據獲取網絡，對近地面遙感監測以及各類地面儀器的監測與調查，以支撐補足“天”與“空”的監測內容。
全方位獲取耕地質量數據并形成“地塊畫像”，讓科研人員像了解掌紋一樣了解黑土地。
“類似于(我們做)CT掃描，是給地塊做一個全身體檢。基于‘地塊畫像’的數據，可以看見地塊的退化情況。然后根據退化障礙的位置，及時采取有效的改良措施，幫助農民增產增收。”東北地理所科研助理曲洺伯說。
北大荒農墾集團友誼農場種植戶于殿東在青年莊附近承包了一片160多畝的坡耕地，此前，他深受水土流失問題的困擾。后來中國科學院的專家團隊把這里選作青年莊小流域綜合治理、“等高環播”等種植模式的試驗田，解決了于殿東的“煩心事”。
劉煥軍介紹，當地農民其實不怎么怕干旱，反而擔心澇的問題。他們還總結出白漿土區“大旱小豐收、小旱大豐收”和低洼內澇區“大旱大豐收、小旱小豐收”的農業諺語。
今年6月，黑龍江省雙鴨山市友誼縣一個月的降雨量超過往年大半年的水平，造成前期低溫冷涼。“要是在2019年(中國科學院專家來這里)之前，青年莊小流域一定是內澇積水的重災區。現在雖然產量受到一定影響，但典型地塊的玉米產量，預計仍能維持住。”楊慧說。
于殿東也表示，“現在土保住了，水也保住了，產量也上來了。原先每畝地能產糧600公斤左右，現在能達到畝產900公斤，每畝地效益增加了200多元。”
接下來，他希望隨著“中科司農”App的開發推廣，之后能在手機上“點一點”就完成播種、施肥、給水等一系列操作，“那肯定會更加方便”。
曲洺伯介紹，于殿東提到的“中科司農”App是該項目團隊在“天空地立體監測”技術基礎上自主開發的智慧農業產品，旨在服務廣大農戶，讓農戶足不出戶，在手機上就能看到自家田塊作物長勢監測情況、區域氣象情況等。“地塊畫像”是該軟件、小程序的一個主要功能。
“老鐵們，點一波關注，主播帶大家看看熱鬧的農場秋收現場……”這是一名新媒體博主現場直播的場景。當天恰逢秋收時節，友誼農場“萬畝大地號”上滿目金黃，大型機械化農機具正在進行玉米、水稻等農作物收獲。
與此同時，友誼農場科技信息中心主任曲慧點擊“智慧農業駕駛艙”屏幕上不同的按鈕，切換不遠處農機收獲糧食、糧食入車、切割秸稈還田的實時視角，吸引了現場觀眾的關注、討論。
“通過在田間地頭布設一些傳感器，監測土壤氣候情況及農作物生長時期等，匯總到農業模型算法中進行決策，下發執行指令。隨后通過‘智慧農業駕駛艙’選擇要使用的收割機、運糧車等農機設備，點火發射相關網絡信號，就可以使一臺無人收割機和一臺無人運糧車在指定地塊進行同向同速的協同作業、勻速前進，實現一邊收割一邊轉運入倉。這套設備還配備了北斗導航系統。”曲慧說。
黑土地治理的“三江模式”
2021年3月，中國科學院主動“揭榜掛帥”，先后與吉林、遼寧、黑龍江、內蒙古簽訂框架協議，共同推進實施“黑土糧倉”科技會戰。
針對黑土地保護存在的問題，中國科學院“黑土糧倉”科技會戰設置了水稻土和白漿土質量與產能提升的三江示范區項目。劉煥軍團隊組織包括農科院、水科院、高校和龍頭企業等在內的28家單位144位科研人員，發揮建制化、體系化作戰優勢，與北大荒農墾集團規模化、機械化優勢強強聯合，建成適用于三江平原的黑土地智能化保護利用模式。
“三江模式”是指以天空地監測與水肥智能管控為核心，輔以白漿土旱田深松減障、水田改造、坡耕地水蝕防控、智能變量施肥等技術集成的現代農業技術模式。
針對三江平原白漿土區易旱澇和坡耕地水蝕嚴重這兩大痼疾，劉煥軍團隊及其科研人員給出了對應解法。
面對白漿土區易旱易澇等傳統障礙問題，加上近年來大馬力深翻農機普及導致“耕層白漿化”的新障礙問題，劉煥軍團隊利用“地塊畫像”技術，建立耕層白漿化快速診斷方法。同時，制訂有關方案，實現白漿土耕層快速培肥，促使有效耕層擴容到30厘米。最后，形成白漿土玉米和大豆高產栽培技術體系，促進作物產能提升。
曙光農場農業發展部部長張鋒指著面前一塊地說：“這是最典型的坡耕地白漿土，往年一公頃玉米產量在八九噸左右，大豆產量在2.5噸左右。經過4年的改良之后，玉米產量能達到每公頃13噸，大豆能達到3噸半，總體產量提升12%-24%；減少水土流失30%-50%，效果非常顯著。”
堅守黑土地水土保持一線
對坡耕地水蝕嚴重、水土流失等問題的解決，則是東北地理所農業技術中心研究員宋春雨的主要研究方向。40年來，不論是春播夏種，還是秋收冬藏，宋春雨如無私春雨，始終潤澤著這片黑土地、堅守在水土保持第一線。自加入“黑土糧倉”科技會戰以來，他主要承擔著等高耕作、等高寬埂及草水道等技術的研發、示范與推廣工作。
宋春雨已年過六旬，心臟不好，但只要黑土地保護需要他，不論是實地采樣測產、收集徑流數據，還是檢修設備儀器、宣傳推廣技術，他總是沖在第一線。
“不親眼看到，我不放心。”宋春雨說。
團隊開發出的“天空地立體監測”技術，能夠對侵蝕溝、“破皮黃”、“魚眼泡”等不同類型耕地障礙進行智能精準識別。但在此之前，只要下完雨，宋春雨都會仔細查看每一條“水線”及侵蝕溝，現場記錄數據。東北的農場多是超過300畝的大地塊，雨后的泥土泥濘不堪，他經常一走就是個把小時。
被問到東北坡耕地的綜合治理技術，針對不同坡度的緩坡地塊，處理方法不盡相同，興致十足的宋春雨會一一道來。通過這些因地制宜、體系化的治理手段，讓跑水、跑土、跑肥的“三跑”坡耕地，變成保水、保土、保肥的“三保”田，這便是“澇能排、旱能蓄”的“海綿農田”。
目前，“海綿農田”這一系統解決方案已推廣至北大荒農墾集團友誼農場、曙光農場、北興農場等9個農場，為其帶來水分利用效率提高30%、糧食增產5%至22%、水土流失減少70%的綜合效益。
2023年從吉林農業大學研究生畢業后，孫金宇來到東北地理所任科研助理一職，劉煥軍安排他跟著宋春雨學習。東北地理所的同事們戲稱他是宋春雨老師的“關門弟子”。
孫金宇介紹，退休后，本可以享受退休生活的宋春雨全身心投入三江示范區的黑土地保護工作：“東北的冬天從11月到次年的三四月是封禁期。剩下的200多天里，宋老師可能有一百三四十天都在一線。”
目前，宋春雨放心不下的是草水道技術的宣傳、推廣。
2005年宋春雨在國外考察時，觀察到當地會在農田的排水渠中種植牧草，一方面可以攔蓄水土，另一方面可以增加農民收入。于是，他在心中埋下了研發出適合中國草水道技術的種子。
但看似簡單的技術，第一關“選擇草種”就卡住了宋春雨及其團隊。宋春雨說：“草水道的根系必須發達，能牢牢固定水道的土壤，防止暴雨沖蝕；這種草還不能影響農田中作物生長；最好能充當牧草，給農戶增加收入。”經過3年試驗，苜蓿、牛毛草、燕麥等各種牧草都嘗試過，宋春雨最終選定了無芒雀麥作為草水道的草種。
而第二關便是技術試驗及推廣應用。楊慧深切體會到了宋春雨的堅持與執著，這對他來說是甜蜜的“負擔”。
為了讓草水道技術能在友誼農場做實驗，宋春雨每次見到楊慧就會勸說他。在青年莊的行程中，他再次拉著楊慧聊了半個多小時，詢問6月降雨后相關試驗田積澇的情況。
孫金宇認為，改變別人的認知是很困難的：“但只要看到一點點技術推廣的苗頭，宋老師就可高興了。”
宋春雨笑著說：“一開始他們都不搭理我，但耐不住我的堅持。慢慢地，他們也從實驗中看到了技術的優越性和效果，甚至他們還會幫我搜集數據。”
除了對自己的徒弟毫無保留，對任何從事黑土地保護的同行、同事，宋春雨都毫無保留、無私交流分享，他曾說，“黑土地保護是大家的事兒，不是一個人就能把這件事干好的，需要千千萬萬人的共同努力”。
下一步，他們希望將草水道及相關技術進行大面積推廣應用。孫金宇說：“只有推廣開來，我們的工作才不是停留在做實驗，才能真正有利于黑土地保護。”宋春雨也曾對他說：“(我)還能繼續干就繼續，干到干不動為止，哪天我干不動了，你們年輕人就接著干！”
中青報·中青網見習記者 李思 記者 樊未晨 來源：中國青年報
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