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土壤修复

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让“瘦”下去的黑土地“肥”起来

来源:中国科学报 作者:秦志伟 人气: 发布时间:2021-01-20 10:01:57

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科研人员在中科院海伦农业生态实验站进行黑土剖面变化观测(资料图)。

“黑土地保护利用要因地制宜、综合施策,针对不同的土壤类型、水热条件分区组装建立可复制、能推广的黑土地保护利用模式。”在前不久黑龙江省黑土地保护工作汇报专题办公会议上,中科院东北地理与农业生态研究所(以下简称东北地理所)研究员韩晓增建议道。

韩晓增强调,黑土地保护利用可以实施组合式的秸秆还田与耕作措施,并提出了4种适合黑土地保护利用的“龙江模式”。

“捏把黑土冒油花,插双筷子也发芽。”肥沃的黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”。但由于长久以来的高强度利用,土地肥力长期透支,黑土变“瘦”变“硬”。

“这些技术模式是根据多年研究和诸多现有成果总结而成,不完全是我做的。”韩晓增在接受《中国科学报》采访时强调。

“龙江模式”啥样

韩晓增所说的“龙江模式”,包括松嫩平原中东部和三江平原草甸土区的“黑土层保育模式”、松嫩平原中部和三江平原浅薄黑土层区域的“黑土层培育模式”、松嫩平原西部的“四免一松保护性耕作模式”以及环大小兴安岭和张广才岭的“坡耕地控蚀增肥模式”。

以“四免一松保护性耕作模式”为例,松嫩平原西部主要是风沙土,属于半干旱季风气候区,风较大、降水偏少,该区域黑土地保护利用以控制风蚀固土保水为主。

为什么黑土在东北这里?华北等地也把秸秆往里翻,土壤为什么不是黑色的?会上,面对这样的问题,韩晓增表示,“黑土是一种在气温低、含水量较高的条件下形成的地带性土壤,黏粒含量较高。黑土的黑色不是秸秆,而是秸秆被微生物‘吃了’以后产生的腐殖物质,腐殖物质中的胡敏酸和胡敏素是黑褐色的,这种腐殖物质与黏土矿物混合形成的复合体呈现暗黑色。华北平原土壤沙性大、气温高,秸秆的投入与分解基本接近或者略有盈余,形成的腐殖物质不能达到黑土的含量,所以不能变成黑色。”

在韩晓增看来,东北黑土地也不能单纯为了保护而保护,要实行保护性利用。

“保护是为了可持续利用,利用是保护的目标。”韩晓增表示,黑土地保护利用实质上是保护黑土层及其中的有机质,如果黑土层是“大熊猫”的心脏,土壤有机质就是“大熊猫”的血液,驱动黑土地的生命奔腾不息。

用“时间”对症下药

目前,黑龙江省黑土层有机质下降速度逐渐减缓。据东北地理所副研究员邹文秀介绍,典型黑土区的研究结果证明,黑土层有机质在开垦的前10年,平均每年以2.6%的速度下降;开垦前30年,平均每年以1.1%的速度下降;开垦前100年,平均每年以0.4%的速度下降。“目前黑龙江全省有机质每年下降速度在0.1%~0.3%,比开垦前100年的速度减小了50%,土壤有机质下降已经得到有效遏制。”邹文秀告诉《中国科学报》。

韩晓增团队所在的中科院海伦农业生态实验站(以下简称海伦实验站)就是一支土壤有机质“止降”的重要科技力量。自1978年建站以来,海伦实验站的目标就是为东北黑土地保护利用和农业可持续发展提供技术支撑,一代代农业科技工作者坚持了40多年。

黑土地保护利用甚至实现农业可持续发展需要用“时间”来验证。

就像韩晓增向《中国科学报》介绍的那样,通过一个35年的养分循环试验,单位面积农田生产的产品全部通过畜禽过腹后还田,黑土土壤有机质含量提高了0.3~0.5个百分点;连续21年玉米秸秆还田,0~35厘米黑土耕层土壤有机质由36.72g/kg增加到了44.26g/kg……

这些年来,关于黑土地保护利用的技术或模式很多,如秸秆翻混还田、浅混还田、条耕条盖、玉米大豆轮作等,“生产上都有局限性”。所以,韩晓增提出了因地制宜,对黑土地保护利用实施组合式的秸秆还田与耕作措施,综合施策。

此外,在韩晓增看来,各地有必要进行交流,探讨当地不同自然条件下适宜的技术或模式是什么。

项目设置要避免“水土不服”

黑土地保护利用是一项长期的工作,需要科技做支撑,已成为共识。

黑土地保护利用科技项目的设立为科学家开展各项研究工作提供保障,考虑到黑土保护利用技术和模式需要在黑土区内经过反复的田间试验示范,韩晓增希望从项目设置到承担,重点考虑本地科学家的研究基础和工作经验,避免相关研究结果出现“水土不服”。

同时他建议,在设立项目时,相关部门应该集中科研力量联合攻关黑土地保护利用的科学问题和技术问题,将黑土地的科学问题、技术研发、模式集成和项目实施作为一个整体来操作,防止“碎片化”设置科技项目。

“让真正在黑土地上干过的人来承担相关项目。”韩晓增告诉《中国科学报》。他建议,在黑土地保护利用项目设置和承担上要实现真正意义上的招标制,“能干者揭榜”。

(编辑:逍遥客)

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