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土壤修复

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东北黑土地,有多肥沃就有多脆弱(2)

来源:国家全景地理 作者: 人气: 发布时间:2021-06-03 09:12:38

黑土地:沃土下面是“沙漠”

在各种颜色的土壤中,黑土地被公认为最肥沃、最适合耕作的土地,有“一两黑土二两油”之说。黑土地中的腐殖质,富含氮、磷等物质,是天然有机肥,利于作物吸收。这些营养物质原本被封存在黑土层中,开垦之后,土壤水热状况改变,通气性改善,微生物作用加强,有机质分解加快,不用施肥,土壤的有效肥力也会在一段时间内不断提高,真的就如尘封的石油被挖出来开始燃烧一样。

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▲黑土地十分肥沃,有“一两黑土二两油”之说。图源/网络   

然而,若没有及时的补给和保养,黑土地的消耗也是非常快的。据监测,近60年来,东北黑土地耕作层土壤有机质含量平均下降了1/3,部分地区甚至下降了50%。这导致土壤肥力迅速下降,农作物产量也大幅下降。用当地老百姓的话说,黑土地变得越来越“馋”了,外观看起来越来越“黄”了。要想农业不减产,就要用更多化肥。

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▲随着不断开发,黑土地自身的有机质含量也在不断被消耗。图源/网络 

另一方面,东北黑土区耕地多为坡地,主要采用顺坡种植,坡面较长。夏季降雨量大,极易形成地表径流,造成土壤流失;春季干旱少雨,季风肆虐,一场大风就能把地表浮土刮去一层。据统计,东北黑土区有1/4的土地面临水土流失问题。加之对腐殖质的消耗,东北黑土地的黑土层变得越来越“薄”,开垦初期平均厚度在30~70 厘米之间,小于30厘米的比较少见,而目前已有40%的黑土层厚度不足30厘米。有的甚至露出了底层的黄土,当地百姓戏称为“破皮黄”。

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▲每年春季的大风对于黑土地也是一场严峻的考验。图源/网络  

更令人担忧的是,与一般黄土地不同,黑土层下面的成土母质是非常贫瘠甚至近乎“沙漠”状态的。所谓成土母质,是指形成土壤的基本原始物质,一般是由地表岩石经风化作用后形成的疏松风化物。成土母质中含有的养分一般非常少,仅能满足一些低等植物和微生物的生长。只有经过不断的新陈代谢,累积了丰富的有机物质时,成土母质才具备了可以供高等植物生长的条件,这时才成了“土壤”。 

东北黑土地的黑土层在长时间的冻土情况下,拦截和储蓄了本土绝大部分的有机物质,使得下层成土母质能够吸收的有机物质微乎其微,因此营养不良,成长“缓慢”。300年才能有1厘米的成土母质变成黑土,可想个中艰难。

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▲黑土地只有薄薄的上层是“黑土”,下层则是有机质含量十分稀少的成土母质。图源/网络 

中科院的张兴义教授曾做过一个著名的黑土实验,将表层的30厘米黑土剥去后种植大豆和玉米,即使过量使用化肥大豆也减产40%~60%,而玉米则近乎绝收!而在黄土高原,即便表层土壤流失严重,但下层土壤依然是可以种庄稼的,只是产量高低而已。 

如何给黑土地延年益寿?

我国东北的黑土地能否合理持续利用,关乎着我们能否端牢自己的饭碗和守护粮食安全的底气,因此受到了越来越多人的关注。既然消耗不可避免,人们都在琢磨着如何给黑土地延年益寿。

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▲东北黑土地的合理持续利用,受到国人越发的关注。图源/网络  

与欧洲乌克兰平原和美国密西西比平原相比,我国东北平原的黑土地开发时间不长,但速度较快。南部开发约210 年,中部开发约100年,北部即著名的北大荒开发不过60 年,短时间内经历了从自然土壤-草甸、森林植被,到轮耕休耕,到农田人畜低强度开发,再到如今的机械化高强度开发的演变。

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▲如今,东北黑土区已经进入大规模机械化耕作时代。图源/网络   

目前,东北黑土地已进入相对稳定的利用期,此时对土壤的保护和治理,主要依赖于不同的土地利用方式和农田管理措施,包括作物轮作、耕作措施调控、秸秆还田和施有机肥等。 

东北黑土地主要栽种的农作物有玉米、大豆和水稻,都是一年一熟制,以旱地作物轮作为主。在以前,人们普遍采用玉米连作和大豆连作的方式,但这种方式容易加剧土壤病虫害的发生,扩大了土壤有害生物链和生物网,导致土壤生物肥力下降,作物产量也明显降低。而实行作物轮作更有利于黑土地保护。豆科作物本身有很强的固氮能力,与禾本科作物如玉米进行轮作,可明显改善土壤的物理属性,提高土壤的有机质含量和作物产量。

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▲黑土地上,大面积的玉米田长势喜人。供图/图虫创意   

大量使用化肥会导致土壤有机质含量锐减,同时土壤板结,透水、透气能力下降。而施入有机肥可提高土壤有机质含量,改善土壤肥力,提高黑土表层腐质含量,有利于黑土层的保育。同时,有机肥进入土壤可以增加其通气性,增强土壤微生物活性。不同种类的有机肥产生的有机质含量也不同,秸秆优于猪粪,猪粪优于堆肥,绿肥的效果最差。不过,由于禽畜粪污等有机肥中可能含有重金属或寄生病原菌等污染物质,如果处理不当,会对土壤造成污染,也会影响作物的品质,因此使用时应多加注意。 

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▲农民在施撒有机肥。图源/网络 

既然秸秆对有机质含量影响最大,秸秆还田成为流行。在东北黑土地,秸秆还田主要包括秸秆覆盖还田、混土还田和秸秆离田沤制有机肥还田3种方式。通过将产自土壤本身的有机物直接还田,既减少了不必要的资源浪费和劳动力,又减少了秸秆焚烧造成的环境污染,同时可以改善土壤物理结构,使土壤有机质和速效养分含量增加,土壤的水、肥、气、热状况向良性方向转化,有利于作物的生长发育。 

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▲秸秆还田后的黑土地上,在进行机械深翻深松作业。图源/网络 

黑土地的治理和保护是一个系统工程,需要多方面的合力协作。前段时间传出令人惊讶的新闻,黑龙江省五常市有约9万平方米的黑土地被盗挖贩卖,黑土简直成了一种珍稀矿产资源。据说,人们买卖黑土有的用于广场绿化,有的用于水稻育苗,还有的是在网上售卖。 

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▲被盗挖的黑土地,在进行农田回填工作。图源/网络  

这背后的原因很复杂,但不管怎样,这关系着亿万人口吃饭问题的宝贵土壤,这300年才能形成1厘米的肥沃土壤,这流失后就将“寸草不生”的脆弱土壤,真心地希望它能安静地待在原处,健康地活着,养育一代又一代的儿女。

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▲东北黑土地,养育着亿万国人。图源/网络  

参考资料

·韩晓增,李娜.中国东北黑土地研究进展与展望[J].地理科学,2018,(07)

·中国科普博览:《中国地大又广,为什么就东北有黑土地?》

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1672425606226599759&wfr=spider&for=pc

·人民日报:《加强东北黑土地保护,推进农业绿色发展》http://opinion.people.com.cn/n1/2018/0205/c1003-29804839.html

(编辑:逍遥客)

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