“耕地中的大熊貓”亟須科學保護

文／本刊實習記者 吳 瓊

“找到用好養(yǎng)好黑土地的長效機制，促進黑土地永續(xù)利用和可持續(xù)發(fā)展，是當前亟須解決的問題。”8月31日，中國工程院院士張佳寶在主題為“黑土地保護與利用”的香山科學會議上呼吁，有好土才能產好糧，要端穩(wěn)中國飯碗，離不開黑土地。

黑土地因其土壤肥沃、宜農耕，成為最珍貴的自然資源，也是我國糧食安全的“壓艙石”，被稱為“耕地中的大熊貓”。近年來，黑土地正遭受到變薄、變瘦、變硬等問題的困擾，進而威脅到我國的糧食安全。

在本次香山科學會議上，包括張佳寶在內的院士、專家就“如何在夯實‘壓艙石’的同時，保護好‘大熊貓’”這個問題進行了深入探討。

黑土地持續(xù)變薄、變瘦、變硬

我國東北是全球四大黑土地連片分布帶之一，目前耕地面積5.38億畝，生產著我國1/4的糧食，為我國提供了1/3商品糧，在保障我國糧食安全和生態(tài)安全方面具有重要戰(zhàn)略地位。

“在世界人口不斷增長和糧食需求不斷增加的背景下，世界四大黑土區(qū)共同面臨土壤退化的問題，尤其是我國的黑土退化現(xiàn)象較為嚴重。”張佳寶表示，從20世紀50年代大規(guī)模開墾以來，在長期高強度利用下，我國黑土地重用輕養(yǎng)，耕作、輪作、施肥不合理，加上風蝕、水蝕、凍融侵蝕的影響，黑土地變薄、變瘦、變硬，土壤質量退化，糧食生產對化肥的依賴越來越嚴重。

多營力土壤侵蝕導致黑土層“變薄”。據監(jiān)測，東北黑土地水土流失面積占黑土地總面積的21.5%；水蝕、風蝕和凍融侵蝕作用下，黑土可由初墾時60-80厘米降至20-40厘米，甚至出現(xiàn)破皮黃；60%以上的旱田發(fā)生了水土流失，黑土層正以每年0.1-0.5厘米的速度剝蝕流失。

黑土有機質數量質量雙減致使土壤“變瘦”。東北黑土地是我國旱地土壤有機碳唯一表現(xiàn)為下降的區(qū)域，與第二次全國土壤普查相比，2011年典型黑土區(qū)海倫市農田黑土有機質含量平均下降15%，其中厚層黑土有機碳下降速度最快。

機械頻繁作業(yè)導致土壤壓實“變硬”。反復碾壓導致耕層土壤容重增加、田間持水量下降、通透性變差、入滲能力下降，進而致使保水、保肥性能力減弱，抗御旱澇能力降低，進而導致減產。

黑土地保護面臨挑戰(zhàn)

“東北黑土地土壤質量退化已經并正在發(fā)生，但退化過程和程度的診斷和評價標準還不統(tǒng)一，有待建立。”張佳寶建議，發(fā)展黑土層“變薄、變瘦、變硬”的診斷標準和評價指標，研究土壤退化的時空演變過程，揭示土壤質量退化的主控要素及調控機制。

在中國工程院院士張福鎖看來，黑土地的利用和保護面臨黑土地退化問題突出；黑土地產量潛力挖掘不夠，高產與環(huán)保相矛盾；黑土地利用與保護協(xié)同未破題等挑戰(zhàn)。

“如何保護修復和可持續(xù)利用黑土地資源，已成為亟須解決的重大科學問題和國家重大需求。”中國科學院院士于貴瑞認為，東北黑土區(qū)是一個巨大的復合生態(tài)系統(tǒng)，黑土地保護和耕地質量提升問題不僅是耕地自身問題，還需要從黑土地生態(tài)系統(tǒng)的整體性和系統(tǒng)性考慮。他表示，應統(tǒng)籌“山水林田湖草沙”，對黑土區(qū)綜合規(guī)劃、分區(qū)治理、精細施策。

中國科學院院士朱永官則把關注點放在了黑土保護和利用的環(huán)境安全問題上。“黑土中污染物的積累將影響土壤生態(tài)功能，并通過農產品影響人群健康。”他認為，必須從黑土生態(tài)系統(tǒng)完整性出發(fā)，綜合考慮土壤物理、化學和生物學特性對黑土環(huán)境質量的影響及其協(xié)同機制。

用科學技術保護黑土地

“我們談黑土地保護，種植利用是前提。”中國農業(yè)大學土地科學與技術學院教授李保國表示，農業(yè)種植徹底改變了原有黑土類形成過程中土壤有機質積累與平衡系統(tǒng)。他介紹說，“梨樹模式”是為保護東北地區(qū)黑土地，基于自然的解決方案，針對黑土地退化主因，實施秸稈覆蓋還田、少耕免耕、玉米（大豆）全程機械化種植技術與推廣體系。通過10余年發(fā)展，“梨樹模式”已取得明顯成效，被列入國家黑土地保護利用主推技術之一。

耕作模式對于土地的影響也不容小覷。通過對不同耕作、不同秸稈覆蓋方式的長期對比試驗，中國工程院院士康紹忠和中國農業(yè)大學工學院教授李洪文研究了“機械—秸稈—土壤—種子”相互作用關系，創(chuàng)新多種類型秸稈防堵塞技術，提出適合東北不同類型區(qū)機械化作業(yè)的保護性耕作技術模式。中國科學院南京土壤研究所研究員彭新華探討了保護性耕作的適宜性，建議利用新技術，實行條耕、生物耕作等新型耕作方式。

中國工程院院士沈其榮從肥料角度為保護黑土地“支招”——有機（類）肥能培肥土壤。“肥料可以分成化肥和有機（類）肥料，有機（類）肥料是含有機物質的肥料商品的總稱。”沈其榮認為，我國農業(yè)正在從數量向質量型的高品位農業(yè)轉型，其先決條件需要高肥力和無污染的土壤，關鍵途徑是施用有機（類）肥料。制造有機（類）肥料產品的第一步和最關鍵的一步，就是研發(fā)如何高效制造堆肥。