在南方,立春一過,農(nóng)民就開始盤算種地的事了。而位于世界三大黑土區(qū)之一的東北地區(qū),黑土地繼續(xù)封凍,正是韜光養(yǎng)晦的關(guān)鍵時刻。
18年來,中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所(以下簡稱:沈陽生態(tài)所)研究員張旭東和他的團(tuán)隊一邊種地,一邊研究這樣兩個問題:怎樣延緩黑土地退化?怎樣在保護(hù)的同時利用好黑土地,讓糧食作物保產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)?
這群科學(xué)家的種地法子,一度被認(rèn)為懶惰,沒個農(nóng)民的樣子,哪打得了糧?
但15年后,就在原先這塊地力瘦弱、農(nóng)民也看不上的試驗田里,經(jīng)“懶人耕作”的黑土地里,長出了更為發(fā)達(dá)的根系,黑土層也更黑更厚了。
如今,保護(hù)性耕作逐漸被正視和重視。新的耕作實踐中,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的圖景細(xì)微具體,絕不只是形式上的機(jī)械化。種地人首先需要一場認(rèn)知變革,以科學(xué)的眼光掌握規(guī)律,重新理解人、土地和自然的關(guān)系。
在“人人都知飯碗重要,種地卻后繼無人”的現(xiàn)實面前,更需要一批把腳跟扎進(jìn)田里的守望者,用新的智慧為廣袤農(nóng)田注入科技含量,讓種地變得體面而有尊嚴(yán)。
很少有人關(guān)注土壤。即便是農(nóng)民,也是看著土,想著糧。
只有研究它的科學(xué)家才知道土壤里的大千世界,那是一個巨大的生物庫和食物網(wǎng)。1克土壤當(dāng)中,活躍著數(shù)以億計的生物,代表成員是細(xì)菌、真菌、土壤線蟲。這些生命和人一樣,時刻為食物和生存而活動,它們的狀態(tài)對土壤健康和作物生長很重要。
微生物分解土壤中的動植物殘渣,過程中會產(chǎn)生一類有機(jī)質(zhì),衡量土壤功能和質(zhì)量好不好,它便是關(guān)鍵。人說“攥把黑土冒油花”,就是因為黑土有機(jī)質(zhì)含量高,但它的積累也很容易受影響。
2006年,考察東北黑土?xí)r,張旭東就發(fā)現(xiàn),東北黑土的有機(jī)質(zhì)在下降。許多地方的黑土在變薄變瘦變色,出現(xiàn)了“破皮黃”,有機(jī)質(zhì)層被剝離掉了。農(nóng)民也發(fā)覺,土壤養(yǎng)分供不上,地不施肥不打糧,肥料投入越來越大。
張旭東告訴南風(fēng)窗,黑土的危機(jī),是自然侵蝕和傳統(tǒng)耕作方式的缺陷疊加導(dǎo)致的。
土地一經(jīng)開墾擾動,土壤有機(jī)質(zhì)含量就有加速下降的風(fēng)險。春天,東北平原大風(fēng)頻發(fā),一場大風(fēng)能刮走半毫米到1毫米的表層土壤,越細(xì)的土壤顆粒有機(jī)質(zhì)含量越高、質(zhì)量越好,也越容易被刮走。到了夏天,東北降雨強(qiáng)度又大,雨水沖刷侵蝕,也會讓有機(jī)質(zhì)層變薄。
傳統(tǒng)耕作加劇了侵蝕。以玉米為例,傳統(tǒng)的工作方式講究精耕細(xì)作:翻整土地、清理雜草、收獲后的秸稈大多移出土地,以便來年播種出苗,而秸稈另作他用,成為能源或養(yǎng)殖牛羊的食物或焚燒。加之農(nóng)民施肥偏好增產(chǎn)見效快的化肥,而不是有機(jī)肥。
時間一長,造成的新問題是:一來,地表裸露,有機(jī)質(zhì)層不受保護(hù),風(fēng)蝕和水蝕的破壞力更大了。二來,土壤有機(jī)質(zhì)得不到補(bǔ)充,地力下降成為必然,土地可持續(xù)利用能力大打折扣。
沈陽生態(tài)所研究員解宏圖告訴南風(fēng)窗:“現(xiàn)在就是說寸土寸金,只要有能種上莊稼的地方,他(指農(nóng)民)都要給種上莊稼,一點(diǎn)都不帶留的?!睘楸WC產(chǎn)量,肥料施得更多了,植株密度也增加了,對土壤養(yǎng)分的需求迅速加大,但歸還回來的有機(jī)物料遠(yuǎn)抵不上消耗,黑土由此產(chǎn)生退化的風(fēng)險?!?/p>
與此同時,黑土退化后,土地儲存養(yǎng)分和保水緩沖的能力、肥料的利用率,也在下降。作物生長離不開氮肥,用量很大,但它的利用率卻很低,一半以上沒有被作物吸收,是巨大的資源浪費(fèi),揮發(fā)到大氣當(dāng)中,還產(chǎn)生溫室氣體,污染地下水。
全球變暖延長了東北黑土地的生長期,利好糧食生產(chǎn)。但新的變量是,升溫也會增強(qiáng)微生物的活性,縮短封凍期,使得土壤來不及補(bǔ)充和積累有機(jī)質(zhì),土壤保持和積累有機(jī)質(zhì)更難,有機(jī)質(zhì)被礦化成二氧化碳了—養(yǎng)護(hù)黑土由此更顯迫切。
在科學(xué)的意義上,精耕細(xì)作的傳統(tǒng)經(jīng)驗仍然粗放,跟不上環(huán)境的變化和糧食生產(chǎn)的需要。但補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)、改善土壤生態(tài),不是一件容易的事。
注意到黑土一直在退化的趨勢,2006年,張旭東帶隊在吉林梨樹開發(fā)試驗保護(hù)性耕作技術(shù)。通過合作社,他們租來農(nóng)民的15公頃地作為試驗田。
但是頭兩年,圍觀的農(nóng)民只覺得,這群科學(xué)家沒個種地的樣。玉米采收完了,秸稈也不清理,全留在地表鋪得亂七八糟,來年不翻地、不整地,也不起壟。
張旭東之所以把秸稈覆蓋在地里,是為了歸還養(yǎng)分,增加土壤有機(jī)質(zhì),同時為土壤侵蝕提供緩沖和屏障,但農(nóng)民不解:這么埋汰,還能出苗打糧嗎?
農(nóng)民的擔(dān)憂不無道理。東北玉米的秸稈量大,每種出1噸玉米,秸稈量與之齊平甚至更多,鋪在地上老厚了,原壟播種,出苗是個挑戰(zhàn)。東北的春天升溫慢,苗也長得慢,許多人起初不看好這個做法。
直到研發(fā)了特殊的免耕播種機(jī),高質(zhì)量播種和施肥,出苗率才有了保障。“現(xiàn)在我們的出苗率可以達(dá)到93%,老農(nóng)民能達(dá)到85%就已經(jīng)很高了?!睆埿駯|說,“我們不僅保苗率高,出苗的時間也齊,苗齊苗壯才是產(chǎn)量的基礎(chǔ)?!?/p>
雖然前期拔苗起步慢,但采樣數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),因為土壤有機(jī)質(zhì)得到了補(bǔ)充,土壤得以更好地保水和儲存養(yǎng)分,玉米的根須長得要好得多。后期再一升溫,不僅長得快,根系也發(fā)達(dá)。這樣種了幾年,不僅能打糧,產(chǎn)量還高,肥料利用率上去了,抗旱抗倒伏能力也好。
在沈陽生態(tài)所研究員何紅波看來,保護(hù)性耕作最突出的意義不僅是高產(chǎn),還是在極端氣候下的穩(wěn)產(chǎn)。因為在東北,半個月沒有有效降雨,在春天很常見。一個大旱年,當(dāng)?shù)仄胀ㄞr(nóng)田的苗子大面積死亡絕收,但在保護(hù)性耕作的試驗田里要好很多。
2022年,在梨樹基地試驗15年后,他們挖了一個土壤剖面,對比保護(hù)性耕作和相鄰傳統(tǒng)耕作對改善土壤的實效。在一張剖面照片里,傳統(tǒng)耕作根系深度在五六十厘米,而保護(hù)性耕作的根系超過了1米,且更為粗壯茂密。
何紅波記得,挖剖面時,圍觀的農(nóng)民也驚訝,過去這塊田的黑土層所剩無幾,一鍬下去就黃,種不出多少糧食,沒想到這回一鍬半都是黑的。
監(jiān)測土壤微生物及其生態(tài)變化的過程中,沈陽生態(tài)所研究員鮑雪蓮發(fā)現(xiàn),和傳統(tǒng)耕作相比,經(jīng)秸稈覆蓋歸還耕作的黑土,土壤微生物的數(shù)量和多樣性都在增加,蚯蚓也肉眼可見地多了。
“從土壤微生物的視角來看,保護(hù)性耕作歸還秸稈就是要給微生物更多更好的食物,讓它們在土壤中活得好,反過來,微生物也能更好地行使它的功能,對物質(zhì)和能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化,反哺作物生長?!焙渭t波說。
土壤不是死物,“它本身就是無數(shù)個生命的協(xié)同作用”,身處其中的人類,不斷觀察自然的規(guī)律和系統(tǒng)變化,也永遠(yuǎn)在為趨利避害而調(diào)適活動,更新耕作技術(shù)和經(jīng)驗。
然而,農(nóng)業(yè)新技術(shù)模式的接受和應(yīng)用超越了理論和知識,是關(guān)于人的學(xué)問。
扎根黑土的18年間,研究團(tuán)隊投入大量人力物力研發(fā)保護(hù)性耕作技術(shù),即便被證明有效,也盡力推廣,農(nóng)民卻不見得都領(lǐng)情。
何紅波常和農(nóng)民打交道,哪怕農(nóng)戶看得出試驗田的出苗率高,也缺乏嘗新的動力。何紅波轉(zhuǎn)述一位農(nóng)民的回應(yīng):“他說你們出苗率高我知道,但我的地,是村里免費(fèi)農(nóng)機(jī)給種的,哪怕只有七成苗,我也能收入七八百塊錢?!睂λ麃碚f,因為田地小,多也不過就是300來塊錢的差別,他也不眼紅。
常有農(nóng)民來看新鮮,說起試驗田這地種得可真好,產(chǎn)量一看就高,但還是不愿意把地承包給合作社做保護(hù)性耕作?;蚴遣恍湃魏献魃?,或是不想閑著,覺得自己還能下地,甭管種多種少,自給自足挺好;或是想著秸稈拉出去能賣錢,丟在田里短時間也看不出個效果來,要產(chǎn)量,就多下點(diǎn)肥,養(yǎng)土太麻煩了。
“農(nóng)民掙錢最終要靠節(jié)本增效而不僅僅是增產(chǎn),因為糧價一低,農(nóng)民增產(chǎn)不增收。好些農(nóng)民認(rèn)識不到這一點(diǎn),一個勁下肥,產(chǎn)量上去了,收入?yún)s沒增加?!苯夂陥D說,很多農(nóng)民不大在意,地養(yǎng)肥了,是多條腿走路,良性循環(huán)更牢靠。
即便如此,還是有越來越多農(nóng)民在轉(zhuǎn)變觀念,關(guān)心土地耕作的可持續(xù)性,愿意鉆研怎么把地種得更好,逐漸接受保護(hù)性耕作。
鮑雪蓮認(rèn)識的一位合作社理事長叫盛鐵雍,很有種地、管地的本事。他知道怎么看天選種,從花里胡哨的名字里選擇真正實用的肥料,甚至自己配肥,還愿意學(xué)習(xí)新東西。和他解釋保護(hù)性耕作、秸稈還田,他聽得仔細(xì),溝通順暢,提供了許多支持。頭一年種覆蓋作物,試驗壟距沒調(diào)好,作物沒長起來,但他對試錯成本也想得開,反倒安慰起鮑雪蓮:沒事,這塊地由你折騰。
解宏圖認(rèn)識的一個合作社長張學(xué)武,他種的地原先每畝只能打七八百斤糧,按保護(hù)性耕作模式覆蓋歸還秸稈后,如今能打1000多斤,對新模式心服口服?,F(xiàn)在他是村里的秸稈焚燒封殺者,但凡有人燒秸稈,他帶頭去滅火。
農(nóng)村還有許多類似的能人,他們不一定都有高學(xué)歷,但懂種地、愛鉆研、不跟風(fēng),愿意學(xué)習(xí)新知識,他們是稀缺的專業(yè)農(nóng)民。
“凡事就怕研究?!苯夂陥D說,有人還趁著過年,在家用泡沫箱子做種子發(fā)芽測試,為來年春天選種?!叭绻珫|北甚至全中國的合作社社長,都能達(dá)到他們這個水平,咱們就可以安心了。”
觀念和能力之余,張旭東認(rèn)為,保護(hù)性耕作最大的限制是經(jīng)營方式。家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制下,農(nóng)民都是小農(nóng)戶,守著一畝三分田,缺少大的生產(chǎn)主體,缺少集中經(jīng)營模式??芍挥性谝?guī)模化的土地上,保護(hù)性耕作的穩(wěn)產(chǎn)高效才足夠顯著,尤其保護(hù)性耕作是全程機(jī)械化的工作方式,細(xì)碎的土地會降低效率。這也是他們把試驗重心轉(zhuǎn)向昌圖基地的原因之一,其所在合作社有3萬畝地,每畝地多掙100塊錢,利潤才可觀。
20世紀(jì)70年代,中國開始引進(jìn)和試驗保護(hù)性耕作技術(shù);2020年,《東北黑土地保護(hù)性耕作行動計劃(2020—2025年)》出臺,以政策補(bǔ)貼加速推進(jìn)。但創(chuàng)新的擴(kuò)散并非水到渠成,一蹴而就。
“現(xiàn)在秸稈量的歸還,還是不多?!钡珡埿駯|知道,技術(shù)推進(jìn)不能操之過急?!懊绹Wo(hù)性耕作進(jìn)行80年了,我們這真正算起來才20年,認(rèn)識和接受都有個過程?!奔夹g(shù)擴(kuò)散和自然一樣自有規(guī)律。
在保護(hù)性耕作的試驗田里,張旭東和何紅波都覺得,一年之中,春天出苗時最美。玉米苗長出七八片綠葉,高矮胖瘦均勻,哨兵般排成一條條直線。邊上覆蓋著上年的黃色秸稈,遏制大風(fēng)的侵蝕,在分解作用下,緩慢地回饋土壤,默默維持黑土的成色。
土地變黑了,他們也變老了。