□孫 羽,馮延江,王 麒,宋秋來,曾憲楠
(黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所 黑龍江 哈爾濱 150086)
世界有三大黑土帶,分別位于美國密西西比河流域、烏克蘭和俄羅斯境內及我國東北地區[1-2]。我國黑土地面積約占全球黑土面積的1/5,主要分布在黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古,是中國著名的黃金玉米帶和大豆之鄉,被譽為“北大倉”。
黑土地保護事關國家糧食安全,黨和國家高度重視黑土地保護工作[3]。2016年,習近平總書記對黑龍江提出“要毫不動搖抓好糧食生產,實施藏糧于地、藏糧于技戰略”重要要求,指出“黑龍江省是世界三大黑土地帶之一,但由于長期墾殖,黑土地資源沙化、堿化、退化比較嚴重。如不及時治理,再過50年大部分黑土層將流失殆盡”。2018年,習近平總書記對黑龍江省進一步提出“要加快綠色農業發展,堅持用養結合、綜合施策,確保黑土地不減少、不退化”“要加快推進東北億畝高標準農田建設,擴大輪作休耕制度試點范圍,對黑土地實行戰略性保護”重要要求。2020年,習近平總書記在吉林考察時再次強調“黑土高產豐產同時也面臨土地肥力透支的問題”,要求“保護好黑土地這一‘耕地中的大熊貓’,留給子孫后代”。
黑龍江省黑土耕地面積1 590萬hm2,占全國黑土耕地50%以上,年均糧食產量達到750億kg,成為維護國家糧食安全“壓艙石”[4]。
徐明崗(2015)研究團隊經聯網研究與實踐驗證30余年,找出了土壤有機質的演變規律,通過構建模型揭示了土壤有機質提升與作物高產穩產的關系,發現在當前平均生產水平下,如果每千克土壤有機質含量提升0.1%,每667 m2地可增產三大糧食作物47~66 kg,提高穩產性5%~8%。
黑土區為保障糧食全作出了重大貢獻,但由于過度開墾利用、破壞地表植被、水土流失嚴重等問題,產生的后果難以估量。19世紀中葉,美國西部大開發,政府鼓勵向半干旱的黑土區大平原移民,大量廉價土地使人們根本沒有保護耕地的認識。隨著農作物面積不斷擴大,農業用水嚴重不足,地下水被大量開采,地下水位下降,加劇了草原衰退。到20世紀30年代中期,大平原土壤干裂、疏松、嚴重沙化,一遇到強風就出現沙塵暴。1934年5月12日,爆發了史稱“黑風暴”的罕見沙塵暴,跨越美國2/3領土,卷走3億t土壤,當年小麥減產51億kg,延長了美國經濟蕭條期,被美國認定為國家災難。
開墾70年來,黑龍江省的黑土土壤有機質含量平均下降超過30%。統計數量顯示,東北黑土區有接近30萬條長度超過100 m的侵蝕溝,僅溝道本身就損毀土地40萬hm2。其中,黑龍江省有11.5萬條侵蝕溝,造成9.2萬hm2土地損毀。
長期持續“掠奪式”的耕作活動,導致黑土地土壤有機質含量漸趨降低,理化性狀不斷惡化,黑土層不斷變薄,有的地塊甚至消失殆盡,露出下層黃土,出現“破皮黃”。與黃土高原的黃土不同的是,此類黃土在黑土地上出現時,土壤中的有機質含量極其低,尚不足1%,土壤肥力十分低,基本無法種植農作物。如果不采取保護措施,預計在50年內黑土層將被水土流失侵蝕嚴重,甚至將被完全侵蝕、流失殆盡。可見,加強黑土地保護已刻不容緩[5]。
東北黑土區大規模的農業開墾僅有百余年的歷史,表現出開墾規模與強度過大的特點。畜牧業、林業、礦業過快發展,城市規模、數量急劇增加,造成森林減少、濕地萎縮、水土流失加劇、洪水泛濫等現象。尤其是化肥、農藥超標投入、秸稈焚燒等,打亂了生態平衡。
隨著城鎮化深入推進,農業比較收益下降,農村居民非農化以及離農化傾向明顯,農戶對黑土保護缺乏動力。當前,從事小規模生產的農戶大量施用化肥、農藥,雖然黑土地地力下降,但還能夠豐產,這也使農民沒有充分認識到保護黑土的緊迫性,對保護黑土地缺乏積極性。即使一些農戶想投入,也沒有能力。規模化生產主體是當前農業生產的主力軍,但承租土地進行規模經營是以利益為驅動參與農業生產,具有一定的投機性。一些經營者為了追求短期利益最大化,對土地掠奪式生產,缺乏對土地投入的動力。
朱利群等(2011)[6]研究認為,翻耕有利于提高產量,深翻可以有效改善土壤肥力和產量,是適宜東北地區特別是黑龍江省的耕作方式。但從實際情況看,小農機具無法打破犁底層、疏松土壤,是土壤板結的重要因素。尤其是小、散農戶認為深松整地對提高產量作用有限,不愿意投入物力、人力。現代農機合作社等社會化服務主體對接小農戶的成本過高,不愿意提供服務。
自然影響因素主要包括氣候、地形、植被、土壤等[7]。黑龍江省冬季氣候嚴寒,春季氣溫轉暖冰雪消融,在水力、重力與凍融反復作用下,對黑土地侵蝕嚴重。特別是在東北地區春季解凍期坡面、凍融溝道侵蝕發生的主要外力作用下,部分東北黑土侵蝕區土壤凍融侵蝕速度已不亞于暴雨造成的水土流失。
秸稈還田是補充黑土耕地有機質最直接、最有效、最經濟的方式之一。“取之于田,還之于田”,應大力推進覆蓋免耕還田、秸稈粉碎深翻還田、過腹轉化還田,結合養殖業糞污治理,積極施用有機肥,增加土壤有機質含量。
要加大力度整合農機補貼資金,逐步用大馬力拖拉機代替“小四輪”,配套使用深松、深耕農機具。要開展保護性耕作技術集成示范,因地制宜推廣少耕免耕、深松深耕等技術。要發揮現代農機合作社作用,通過土地托管、社會化服務等方式,讓小農戶也能用上大馬力機器。
擴大輪作休耕面積,推廣玉米與大豆、雜糧、薯類、油料作物等輪作,建立合理的輪作種植制度,實現固氮肥田、用養結合。積極發展糧改飼,減少籽粒玉米面積,大力發展青貯玉米、苜蓿、黑麥草、燕麥等優質飼草料,發展草食畜牧業。
黑龍江省應繼續加大生態高標準農田建設,采取功能措施,提高土地平整程度,加強治理坡耕地,將順坡種植改為機械起壟、橫向種植,盡可能減少土壤養分和水土流失。加大溝壑侵蝕治理,該還林的還林、該還草的還草。
按照“簡單易行、有利可圖”的原則,制定黑土地保護政策。利用市場機制,引導農民由提高產量獲取收益轉變為提高質量、品質獲取收益,持續打好“寒地黑土、綠色有機、非轉基因”3張優勢牌,讓農民收到種植綠色有機農產品的甜頭,用“賣得好”倒逼“種得好”。引導農民規范流轉土地,在土地流轉合同中要強化黑土地保護的義務。
大力實施農業“三減”行動。大力推進種養加一體化發展,尤其是“南豬北養”的過程中,決不能帶來“南污北移”。要建立負面清單,嚴格限制除農產品加工、食品工業以外的企業進入。
加大精準施肥推進力度,對高效新型化肥和水肥一體化技術加大推廣力度。大力發展社會化服務組織,開展農作物病蟲害統防統治,不斷加大病蟲害綠色防控、高效低毒生物農藥的推廣應用。另外,水稻育秧取土也不容忽視。黑龍江省水稻育秧需要消耗大量黑土營養物質,要積極探索替代措施。
通過構建黑土數據資源挖掘系統平臺,規范黑土數據資源,提高黑土保護相關數據的使用效率和服務水平,并從中獲取正確的研究內容和重要方向,為黑土保護和可持續利用研究以及宏觀決策提供精準的科學依據。瞄準世界黑土保護科技前沿,跨界融合、創新,打造糧食安全的戰略升級版。同時以此為平臺,對黑土區進行土壤性狀、作物、環境的系統監測,實時監測黑土資源動態變化,實施監測數據共享,有效發揮決策參考、指導生產等作用。