讓黑土地更加“肥美”

林琪

糧食問題歷來都是國之大事。要想解決糧食問題，先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)固然重要，但土壤的先天條件也同樣不可或缺。黑土地是“耕地中的大熊貓”，對保障糧食安全具有不可替代的重要作用。

黑土疏松肥沃，有機(jī)質(zhì)含量高，肥力可以達(dá)到普通土壤的十倍，是世界公認(rèn)的最肥沃的土壤，形成過程極為緩慢，在自然條件下形成1厘米厚的黑土層需要200—400年。因為黑土的形成和氣候及地質(zhì)條件有著密不可分的關(guān)系，世界上的黑土地主要分布在北緯45度一線。夏季溫暖濕潤，可以使植物大量生長，入秋后，落葉堆積地面，到了冬天，因氣候嚴(yán)寒，地面排水不暢，形成凍土，可以將植物殘骸保存。冬冷夏熱讓土壤里的微生物活動具有間歇性的特征，使分解留下的腐殖質(zhì)和有機(jī)質(zhì)大大增加。這樣經(jīng)過漫長歲月的不斷累積，腐殖質(zhì)不斷加厚，形成黑土。

保護(hù)黑土地，勢在必行

“挖了不到一鍬頭深，便露出了黃土。”黑龍江省北部的一些種糧大戶、合作社負(fù)責(zé)人反映，因長期過度開發(fā)利用，加上氣候變化等多種因素的影響，東北黑土地出現(xiàn)了不同程度退化問題，部分土壤有機(jī)質(zhì)不斷下降。

2021年7月9日，中國科學(xué)院在黑龍江哈爾濱發(fā)布了《東北黑土地白皮書（2020）》，這是我國首次發(fā)布黑土地白皮書。白皮書指出，目前東北黑土地黑土層的厚度已經(jīng)減少了30%至50%，一些地區(qū)土壤黑土層不足20厘米，而且目前黑土層仍以每年1至2毫米的速度減少。

東北黑土區(qū)開墾的歷史有100多年，長久以來，土地重用輕養(yǎng)，缺乏保護(hù)意識，黑土區(qū)土壤耕層的有機(jī)質(zhì)含量的不斷下降，造成了中低產(chǎn)黑土面積不斷加大，土壤的潛在生產(chǎn)功能和生態(tài)功能下降，高肥力耕地越來越少，甚至有部分黑土區(qū)已經(jīng)喪失了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。其中，退化最為嚴(yán)重的是旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，尤其是玉米種植帶。傳統(tǒng)耕作制度下的玉米連作模式是導(dǎo)致土壤退化的根本原因，由于經(jīng)營者缺乏土地保護(hù)意識，幾十年來玉米的生產(chǎn)種植一直采取掠奪式種植方式，長時間在同一塊田地上連續(xù)種植相同作物，導(dǎo)致黑土區(qū)的土地利用處于“超負(fù)荷”狀態(tài)。

黑土變薄、變瘦、變硬了。作為耕地的黑土在人類收獲過后，無法得到可用于形成腐殖質(zhì)或有機(jī)質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)，農(nóng)作物、秸稈等有機(jī)物質(zhì)都被收走。在秋收結(jié)束后，冬春中的地表都是處于裸露的狀態(tài)，容易遭到雪水或大風(fēng)的侵蝕，研究顯示，一年約損失1～5毫米的表土層，而黑土層總深也就30厘米至1米左右。不合理的施肥使黑土中的微量元素出現(xiàn)不平衡的狀態(tài)，生物結(jié)構(gòu)遭到破壞;加之開墾、翻種等活動，土地的孔隙度、吃水能力都不斷降低，導(dǎo)致土質(zhì)硬化。

面對黑土地退化帶來的諸多影響，人們不得不重視這一問題，保護(hù)黑土地勢在必行。有專家認(rèn)為，黑土地治理保護(hù)是一項系統(tǒng)工程，關(guān)鍵在于如何解決好“用”和“養(yǎng)”的問題。

日前，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家發(fā)展和改革委員會、國家林業(yè)和草原局等7部門聯(lián)合印發(fā)《國家黑土地保護(hù)工程實施方案（2021—2025年）》，提出“十四五”期間將完成1億畝黑土地保護(hù)任務(wù)，黑土地保護(hù)區(qū)耕地質(zhì)量明顯提升，旱地耕作層達(dá)到 30 厘米、水田耕作層達(dá)到20厘米～25 厘米，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均提高10%以上，有效遏制黑土耕地“變薄、變瘦、變硬”退化趨勢，基本構(gòu)建形成持續(xù)推進(jìn)黑土地保護(hù)利用的長效機(jī)制。

作為我國保護(hù)性耕作的先行區(qū)，東北地區(qū)建立了一批黑土地保護(hù)模式和示范區(qū)，提出了黑土地保護(hù)性耕作“梨樹模式”、因地制宜黑土地保護(hù)的“龍江模式”，為黑土地保護(hù)與利用提供了較好的解決方案。

“梨樹模式”，秸桿變沃土

“嗚嗚嗚……”

在吉林省四平市梨樹縣的國家百萬畝綠色食品原料（玉米）標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地核心示范區(qū)，無人機(jī)在低空噴灑作業(yè)，田間的“氣象哨”通過攝像頭、傳感器，將數(shù)據(jù)實時傳輸回黑土地（梨樹縣）保護(hù)監(jiān)測指揮中心。

梨樹縣地處松遼平原腹地，是典型的農(nóng)業(yè)大縣，耕地面積393.8萬畝，素有“東北糧倉、松遼明珠”之美譽(yù)。玉米是全縣的主導(dǎo)作物，占總播種面積的85%以上。常年糧食總產(chǎn)量達(dá)到50億斤，人均占有糧食、人均貢獻(xiàn)糧食、糧食單產(chǎn)和糧食商品率四項指標(biāo)均在全國名列前茅，是全國糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣、國家重點商品糧基地縣、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)。

為了實現(xiàn)黑土地有效保護(hù)和可持續(xù)利用，從2007年起，梨樹縣與中國科學(xué)院等科研機(jī)構(gòu)和院校開展合作，經(jīng)過科研人員十幾年的聯(lián)合攻關(guān)，總結(jié)出適合我國東北三省以及內(nèi)蒙古自治區(qū)東部的玉米保護(hù)性耕作技術(shù)，建立了包括收獲與秸稈覆蓋、土壤疏松、免耕播種施肥、防除病蟲草害的全程機(jī)械化技術(shù)體系，有效保護(hù)了黑土層，這就是聲名遠(yuǎn)播的“梨樹模式”。

梨樹模式運(yùn)用在黑土地上，不僅僅能夠節(jié)約成本和穩(wěn)定高產(chǎn)，還可以在減少侵蝕、蓄水保墑、改善土壤物理—生物—化學(xué)性狀、培肥土壤等方面大有作為。風(fēng)蝕和水蝕不僅惡化環(huán)境，而且?guī)ё叽罅糠饰值谋硗?，是土地退化的主要原因。秸稈覆蓋在地表，可減少風(fēng)雨對土壤的侵蝕，減少土壤流失80%左右。秸稈覆蓋和免耕增強(qiáng)了土壤的蓄水功能，提高了作物對土壤水分的利用率及抗旱能力。秸稈中含有大量的新鮮有機(jī)物料，在歸還于農(nóng)田之后，經(jīng)過一段時間的腐解作用，就可以轉(zhuǎn)化成有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分，既能改善土壤理化性狀，又可供應(yīng)一定的氮磷鉀等養(yǎng)分，尤其是可以大量供應(yīng)鉀素。

蚯蚓數(shù)量常被用作評價土壤質(zhì)量或狀況的指標(biāo)。蚯蚓數(shù)量多有利于土壤肥力的改善，使土壤向著有利于作物生長的方向發(fā)展。在秸稈覆蓋田塊，每平方米蚯蚓的數(shù)量是常規(guī)壟作的 6 倍。“梨樹模式”的保護(hù)，使得土壤的生物性狀得到了改善。秸稈腐爛促使土壤有機(jī)質(zhì)含量提高，有益生物增多，土壤結(jié)構(gòu)得到了改善，肥料利用率也提高了。在這些有利因素的綜合作用下，土地可以保持持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，在干旱年份基本不受旱災(zāi)影響，具有明顯的增產(chǎn)作用。

為切實把黑土地保護(hù)好、利用好，梨樹縣還實行“坰貼750，秸桿變沃土”的補(bǔ)貼政策，通過引進(jìn)黑土地保護(hù)綜合示范區(qū)等項目，積極打造“梨樹模式”升級版，讓項目落地帶動農(nóng)業(yè)發(fā)展。2021年，梨樹縣保護(hù)性耕作實施面積達(dá)到耕地總面積的80%左右，高于國家推廣標(biāo)準(zhǔn)。

“龍江模式”，精準(zhǔn)施治

一場雨過后，黑龍江省樺川縣種糧大戶楊大叔種植的水稻長勢喜人，楊大叔抓起一把黑土攥成團(tuán)，手一松，松軟的黑土灑落一地。他說，這兩年通過秸稈翻埋、施有機(jī)肥等黑土地保護(hù)措施，黑土地變得松軟了，滲水能力提高，抗旱保墑的能力增強(qiáng)，黑土地又“有勁兒”了。

黑龍江省樺川縣玉成現(xiàn)代農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社承擔(dān)了黑土地保護(hù)利用試點工作。合作社負(fù)責(zé)人趙德山說，剛開始試點時，農(nóng)民怕增施有機(jī)肥、減少化肥導(dǎo)致減產(chǎn)。但在黑土保護(hù)利用試點項目實施第二年，他們就認(rèn)識到黑土保護(hù)的重要性了。“一個明顯的變化就是土壤變得疏松了，現(xiàn)在用腳能踩下去，以前都踩不下去?！壁w德山說。

土壤有機(jī)質(zhì)含量高了，玉成現(xiàn)代農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社種出的水稻品質(zhì)更好，趙德山說：“保護(hù)黑土地就像養(yǎng)小孩，需要用心去呵護(hù)。我做過對比，參與黑土保護(hù)的地塊和沒參與的，產(chǎn)量和品質(zhì)都明顯不一樣?！?/p>

“保護(hù)黑土地要辨證施治，對癥下藥，針對不同地塊采取不同的保護(hù)利用方式?！睂τ谌绾巫龊煤谕恋乇Ｗo(hù)和治理修復(fù)，黑龍江從未停止探索的腳步。黑龍江有耕地2.3億畝，復(fù)雜多樣的地形、氣候和種植方式導(dǎo)致了土壤的多樣性。針對不同的土壤、氣候類型區(qū)，組裝、建立完整的黑土地保護(hù)利用模式，這就是“龍江模式”。

龍江模式涵蓋四大模式，包括黑土層保育模式、黑土層培育模式、四免一松保護(hù)性耕作模式和坡耕地蓄排一體化控蝕培肥模式。

秸稈翻埋還田——黑土層保育模式，主要適用在松嫩平原中東部和三江平原草甸土區(qū)，以黑土層擴(kuò)容增碳為核心技術(shù)，組裝免耕覆蓋技術(shù)，建立“一翻”（秸稈和有機(jī)肥翻埋還田）“兩免”（條耕條蓋、苗帶休閑輪耕）技術(shù)模式。

秸稈碎混還田——黑土層培育模式，主要針對因風(fēng)蝕和水蝕的土壤、薄層黑土、暗棕壤等中低產(chǎn)田，采用秸稈和有機(jī)肥混合翻埋、松耙碎混為核心技術(shù)，通過玉米大豆輪作，配套免耕覆蓋、條耕條蓋和苗帶輪耕休閑技術(shù)，橫坡打壟、壟向區(qū)田、植物籬等水土保持措施逐漸加深耕層，達(dá)到了肥沃耕層構(gòu)建的效果。

“四免一松”保護(hù)性耕作模式針對松嫩平原西部風(fēng)沙、干旱、鹽堿等問題，采用秸稈覆蓋免耕配合深松的保護(hù)性耕作技術(shù)，取得了良好的技術(shù)效果。

坡耕地蓄排一體化控蝕培肥模式是建立坡耕地蓄排水與控制面蝕、培肥土壤相結(jié)合的一體化系統(tǒng)工程保護(hù)黑土地中的坡耕地。結(jié)果顯示，應(yīng)用該種模式作物增產(chǎn)13.8%，蓄水能力提高30.1%，保水能力提高20.9%，速效養(yǎng)分增加15%。

“十三五”期間黑龍江投入了600多個億，從2015年開始實施了黑土地保護(hù)利用試點工作，通過兩輪試點，建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田8100多萬畝，每畝耕地糧食產(chǎn)量平均增加100斤。從2019年開始，黑龍江連續(xù)兩年獲得國務(wù)院督查激勵獎。

黑土地是大自然給予人類的得天獨厚的寶藏，也是重要的生態(tài)屏障、天然的生物基因庫、調(diào)節(jié)溫室氣體的緩沖器。養(yǎng)好、用好黑土地，就是保住全人類糧食安全的“飯碗田”，就是留住全世界可持續(xù)發(fā)展的根基，是人類社會義不容辭的共同責(zé)任。

鏈接

國外還有哪些黑土地？

全世界僅有“3+1”塊黑土區(qū)，除了中國東北平原，還有美國密西西比平原、烏克蘭平原，以及南美洲的潘帕斯草原。

世界第四長河密西西比河是美國最重要的母親河，它以豐沛的流量、發(fā)達(dá)的水系、廣闊的流域貫穿美國南北，覆蓋了美國本土的大半個區(qū)域。當(dāng)河流蜿蜒穿過密西西比州和阿拉巴馬州一帶時，最壯觀的農(nóng)業(yè)景觀出現(xiàn)了，這個地方就是美國最著名的黑土地，這片耕地與周圍森林形成了鮮明的對比。

這塊黑土地呈現(xiàn)出“新月形”，是美國著名的大農(nóng)業(yè)帶，種植著玉米、棉花和大豆。新月形黑土地周圍，延伸出120平方千米的平原，被視為廣義的美國黑土地。這里的肥沃土壤形成于白堊紀(jì)時期，當(dāng)時墨西哥灣的海岸線離內(nèi)陸更遠(yuǎn)。數(shù)百萬年來，生活在墨西哥灣的浮游生物留下的富含碳酸鈣外骨骼不斷積累，使得土壤非常肥沃，非常適合種植莊稼。美國的農(nóng)業(yè)科技特別發(fā)達(dá)，不僅是靠發(fā)達(dá)的科技，密西西比河平原的肥沃黑土地也功不可沒，而且這片黑土地人口非常稀少，適合大規(guī)模機(jī)械化經(jīng)營，糧食產(chǎn)量極大。

另外一塊典型的黑土地，則位于廣袤的烏克蘭平原上，面積約為190萬平方千米，約為烏克蘭國土面積的三分之二，大約占世界黑土總量的四分之一。

烏克蘭大部分地區(qū)屬世界十大平原之一東歐平原，土地平整而肥沃，受大西洋暖濕氣流的影響，大部分地區(qū)為溫帶大陸性氣候，克里米亞半島南部為亞熱帶氣候。除了氣候適宜，烏克蘭還擁有不少湖泊河流，境內(nèi)100公里以上的河流有116條（最長的是第聶伯河，在烏克蘭長981公里），還有三千多個自然湖泊。這些得天獨厚的自然優(yōu)勢使得烏克蘭成為農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)之地。在蘇聯(lián)時代，烏克蘭就是蘇聯(lián)主要的糧食基地，有著歐洲糧倉的美譽(yù)。

此外，阿根廷的潘帕斯草原也是主要黑土分布區(qū)，不過阿根廷的黑土屬于紅化黑土，有別于其他三大黑土分布國。與三大黑土分布國相比，阿根廷的紅化黑土成土速度較快，但肥力較低，而且這里沒有典型黑土區(qū)，所以黑土肥沃程度比不其他上三大黑土分布國。