
在南方,立春一過,農民就開始盤算種地的事了。而位于世界三大黑土區之一的東北地區,黑土地繼續封凍,正是韜光養晦的關鍵時刻。
18年來,中國科學院沈陽應用生態研究所(以下簡稱:沈陽生態所)研究員張旭東和他的團隊一邊種地,一邊研究這樣兩個問題:怎樣延緩黑土地退化?怎樣在保護的同時利用好黑土地,讓糧食作物保產穩產增產?
這群科學家的種地法子,一度被認為懶惰,沒個農民的樣子,哪打得了糧?
但15年后,就在原先這塊地力瘦弱、農民也看不上的試驗田里,經“懶人耕作”的黑土地里,長出了更為發達的根系,黑土層也更黑更厚了。
如今,保護性耕作逐漸被正視和重視。新的耕作實踐中,農業現代化的圖景細微具體,絕不只是形式上的機械化。種地人首先需要一場認知變革,以科學的眼光掌握規律,重新理解人、土地和自然的關系。
在“人人都知飯碗重要,種地卻后繼無人”的現實面前,更需要一批把腳跟扎進田里的守望者,用新的智慧為廣袤農田注入科技含量,讓種地變得體面而有尊嚴。
很少有人關注土壤。即便是農民,也是看著土,想著糧。
只有研究它的科學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。1克土壤當中,活躍著數以億計的生物,代表成員是細菌、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,過程中會產生一類有機質,衡量土壤功能和質量好不好,它便是關鍵。人說“攥把黑土冒油花”,就是因為黑土有機質含量高,但它的積累也很容易受影響。
2006年,考察東北黑土時,張旭東就發現,東北黑土的有機質在下降。許多地方的黑土在變薄變瘦變色,出現了“破皮黃”,有機質層被剝離掉了。農民也發覺,土壤養分供不上,地不施肥不打糧,肥料投入越來越大。
張旭東告訴南風窗,黑土的危機,是自然侵蝕和傳統耕作方式的缺陷疊加導致的。
土地一經開墾擾動,土壤有機質含量就有加速下降的風險。春天,東北平原大風頻發,一場大風能刮走半毫米到1毫米的表層土壤,越細的土壤顆粒有機質含量越高、質量越好,也越容易被刮走。到了夏天,東北降雨強度又大,雨水沖刷侵蝕,也會讓有機質層變薄。
傳統耕作加劇了侵蝕。以玉米為例,傳統的工作方式講究精耕細作: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,成為能源或養殖牛羊的食物或焚燒。加之農民施肥偏好增產見效快的化肥,而不是有機肥。
時間一長,造成的新問題是:一來,地表裸露,有機質層不受保護,風蝕和水蝕的破壞力更大了。二來,土壤有機質得不到補充,地力下降成為必然,土地可持續利用能力大打折扣。
沈陽生態所研究員解宏圖告訴南風窗:“現在就是說寸土寸金,只要有能種上莊稼的地方,他(指農民)都要給種上莊稼,一點都不帶留的?!睘楸WC產量,肥料施得更多了,植株密度也增加了,對土壤養分的需求迅速加大,但歸還回來的有機物料遠抵不上消耗,黑土由此產生退化的風險?!?/p>
與此同時,黑土退化后,土地儲存養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,揮發到大氣當中,還產生溫室氣體,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。但新的變量是,升溫也會增強微生物的活性,縮短封凍期,使得土壤來不及補充和積累有機質,土壤保持和積累有機質更難,有機質被礦化成二氧化碳了—養護黑土由此更顯迫切。
在科學的意義上,精耕細作的傳統經驗仍然粗放,跟不上環境的變化和糧食生產的需要。但補充有機質、改善土壤生態,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試驗保護性耕作技術。通過合作社,他們租來農民的15公頃地作為試驗田。
但是頭兩年,圍觀的農民只覺得,這群科學家沒個種地的樣。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,是為了歸還養分,增加土壤有機質,同時為土壤侵蝕提供緩沖和屏障,但農民不解:這么埋汰,還能出苗打糧嗎?
農民的擔憂不無道理。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。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。
直到研發了特殊的免耕播種機,高質量播種和施肥,出苗率才有了保障?!艾F在我們的出苗率可以達到93%,老農民能達到85%就已經很高了。”張旭東說,“我們不僅保苗率高,出苗的時間也齊,苗齊苗壯才是產量的基礎。”
雖然前期拔苗起步慢,但采樣數據發現,因為土壤有機質得到了補充,土壤得以更好地保水和儲存養分,玉米的根須長得要好得多。后期再一升溫,不僅長得快,根系也發達。這樣種了幾年,不僅能打糧,產量還高,肥料利用率上去了,抗旱抗倒伏能力也好。
在沈陽生態所研究員何紅波看來,保護性耕作最突出的意義不僅是高產,還是在極端氣候下的穩產。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,當地普通農田的苗子大面積死亡絕收,但在保護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,對比保護性耕作和相鄰傳統耕作對改善土壤的實效。在一張剖面照片里,傳統耕作根系深度在五六十厘米,而保護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。
監測土壤微生物及其生態變化的過程中,沈陽生態所研究員鮑雪蓮發現,和傳統耕作相比,經秸稈覆蓋歸還耕作的黑土,土壤微生物的數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,對物質和能量進行轉化,反哺作物生長。”何紅波說。
土壤不是死物,“它本身就是無數個生命的協同作用”,身處其中的人類,不斷觀察自然的規律和系統變化,也永遠在為趨利避害而調適活動,更新耕作技術和經驗。
然而,農業新技術模式的接受和應用超越了理論和知識,是關于人的學問。
扎根黑土的18年間,研究團隊投入大量人力物力研發保護性耕作技術,即便被證明有效,也盡力推廣,農民卻不見得都領情。
何紅波常和農民打交道,哪怕農戶看得出試驗田的出苗率高,也缺乏嘗新的動力。何紅波轉述一位農民的回應:“他說你們出苗率高我知道,但我的地,是村里免費農機給種的,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。
常有農民來看新鮮,說起試驗田這地種得可真好,產量一看就高,但還是不愿意把地承包給合作社做保護性耕作?;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,要產量,就多下點肥,養土太麻煩了。
“農民掙錢最終要靠節本增效而不僅僅是增產,因為糧價一低,農民增產不增收。好些農民認識不到這一點,一個勁下肥,產量上去了,收入卻沒增加?!苯夂陥D說,很多農民不大在意,地養肥了,是多條腿走路,良性循環更牢靠。
即便如此,還是有越來越多農民在轉變觀念,關心土地耕作的可持續性,愿意鉆研怎么把地種得更好,逐漸接受保護性耕作。
鮑雪蓮認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,還愿意學習新東西。和他解釋保護性耕作、秸稈還田,他聽得仔細,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。
解宏圖認識的一個合作社長張學武,他種的地原先每畝只能打七八百斤糧,按保護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。現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。
農村還有許多類似的能人,他們不一定都有高學歷,但懂種地、愛鉆研、不跟風,愿意學習新知識,他們是稀缺的專業農民。
“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,都能達到他們這個水平,咱們就可以安心了?!?/p>
觀念和能力之余,張旭東認為,保護性耕作最大的限制是經營方式。家庭聯產承包責任制下,農民都是小農戶,守著一畝三分田,缺少大的生產主體,缺少集中經營模式。可只有在規模化的土地上,保護性耕作的穩產高效才足夠顯著,尤其保護性耕作是全程機械化的工作方式,細碎的土地會降低效率。這也是他們把試驗重心轉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70年代,中國開始引進和試驗保護性耕作技術;2020年,《東北黑土地保護性耕作行動計劃(2020—2025年)》出臺,以政策補貼加速推進。但創新的擴散并非水到渠成,一蹴而就。
“現在秸稈量的歸還,還是不多。”但張旭東知道,技術推進不能操之過急?!懊绹Wo性耕作進行80年了,我們這真正算起來才20年,認識和接受都有個過程?!奔夹g擴散和自然一樣自有規律。
在保護性耕作的試驗田里,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。