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黑土地保護法施行一年多來,耕地中的“大熊貓”怎樣了?

來源:北京科技報    發布日期:2023-11-20 10:21:45   閱讀量:0

高產豐產的黑土地,被譽為“耕地中的大熊貓”。習近平總書記強調:“要把黑土地保護作為一件大事來抓,把黑土地用好養好?!薄皬娀瘮底旨夹g和生物技術賦能,優先把黑土地建成高標準農田,切實把黑土地保護好?!?/b>

撰文/記者 陳永杰  圖文編輯/陳永杰

圖片來源/視覺中國

審核專家:

李保國(中國農業大學土地科學與技術學院院長、教授)

肥沃的黑土地,是地球上稀有的土壤資源。據最新統計,我國東北地區約有2.94億畝典型黑土區耕地,占全國耕地面積的15.4%。

2022年8月1日起施行的《中華人民共和國黑土地保護法》,針對保護黑土地的特點構建法律制度和措施,對于保障國家生態安全和糧食安全意義深遠。

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▲黑龍江雙鴨山友誼農場,整地機車修整黑土地

黑土地保護法施行一年多來,各地區各部門采取有效措施,保數量、提質量,切實保護黑土地優良生產能力、保障國家糧食安全、維護生態系統平衡。

2023年,黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古四省區實施保護性耕作面積已超過9000萬畝,“十四五”期間我國將完成1億畝黑土地保護利用任務,黑土耕地質量明顯提升,預計土壤有機質含量平均提高10%以上。

據監測,遼寧省黑土區耕地質量得到較大提升,項目區耕地質量平均提高0.5個等級以上,土壤有機質平均含量提高3個百分點以上;黑龍江省耕地質量平均等級達3.46等,土壤有機質平均含量達36.2克/千克。

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耕地中“大熊貓”的由來

為什么說黑土地是耕地中的“大熊貓”?我們談到大熊貓的時候,容易想到它的珍貴和稀有,甚至它的脆弱性。

全世界僅有四大塊黑土區,分別是烏克蘭平原面積約190萬平方公里;美國的密西西比平原面積約120萬平方公里;中國的東北平原面積約103萬平方公里;南美洲阿根廷連至烏拉圭的潘帕斯草原76萬平方公里。

在我國,黑土地只有在東北特有的生物氣候條件下,才能發育形成。黑土地的形成需要漫長的時間,發育1厘米的黑土層需要約200年-600年的時間。

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▲黑土地的形成示意圖

黑土地上,無論在種植玉米、大豆還是水稻等作物,不僅產品量足,品質也非常優質。然而,長期以來曾經“捏把黑土冒油花,插根筷子也發芽”的黑土地被超負荷利用,重用輕養,正在面臨水土流失、土層變薄、肥力下降等問題。如果不采取有效的保護措施,不久的將來,我們或許將會失去這片“美麗的黑色”。

黑土地面臨的首要問題是退化嚴重。黑土地開墾以后,實際上變得脆弱了。比如已開墾100年左右的黑土地,正在急劇變薄。黑土層由原來的50厘米-1米左右,變成大約15厘米-50厘米左右,黑土層每年平均可以消耗2毫米左右。

黑土層變薄的同時也在變“瘦”,也就是說黑土中的有機質在不斷地減少。黑土地的顏色已經由黑色變成黃色,甚至是淡黑色,顏色越來越淺。顏色變淺的原因是土壤的有機質含量逐漸在下降,而且越往東北三省的南部走,黑土地的有機質下降得越嚴重。

黑土層變薄變“瘦”的同時,黑土地的結構也開始變差,最明顯的情況就是黑土變硬。

在整個東北地區黑土地的耕地面積大概有5.38億畝,比較厚的黑土層大概占到50%,所有耕地面積加起來占到全國的27%,它們糧食總產量占到全國的1/4,最重要的是糧食的調出量占全國的1/3。

東北的黑土地是我們糧食安全的“壓倉石”,把它形容為耕地中的“大熊貓”是名副其實的。

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保護性耕作的土壤學原理

如何才能保護好黑土地,保護好耕地中的“大熊貓”?這需要了解土壤學的一般性原理。

2017年,聯合國糧食及農業組織(FAO)提出了可持續土壤管理的十大準則。這十大準則也是我們土地利用管理,農業可持續發展當中,怎么把土壤質量保護好,使它可持續地進行農業生產種植的最主要的原理或準則。

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▲2017年,聯合國糧食及農業組織(FAO)提出了可持續土壤管理的十大準則

第一是想盡一切辦法,減少土壤侵蝕。第二是提高土壤有機質的含量。第三是土壤養分均衡,要進行良好循環。最后一條是完善土壤水分的管理。水是生命之源,水分供給的多少,實際上決定了作物的產量。

國際上給出的方案就是保護性利用,或者叫保護性農業。保護性農業要保護什么?實際上是要保護農業發展當中最基本的土壤資源,只有把土壤資源保護好了,才可以可持續地利用下去,農業生產才可以可持續利用。

在保護性農業里,實際上有三個部分的內容,免耕、覆蓋和輪作,這就是我們保護性農業的耕作體系。

免耕就是盡量不耕翻土地,覆蓋是地表應該做到植被覆蓋,無論是生長期作物本身的覆蓋,還是收獲以后,作物的殘茬或者殘留物都應該覆蓋到地表。

在免耕和覆蓋的基礎上再加上作物輪作。比如,在東北地區可以進行玉米和大豆輪作,有條件的地方水旱輪作。意思就是說,一塊地上不能同一種作物永遠種下去。

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▲聯合國糧食及農業組織(FAO)提出了保護性農業原則:免耕、覆蓋、輪作

傳統耕作需要對土地進行耕翻,進行耙地平整,后進行播種,需要多種機械進地作業,動土,通過動土保證給植物一個好的生長條件。

我們要鼓勵傳統耕作應該轉變, 進行免耕或者少耕。少耕就是盡量不翻地或不動土,就是僅在播種帶進行條耕后就播種,如有必要再進行深松。免耕就是在秸稈有覆蓋的情況下,播種、施肥等操作一次性完成。免耕是使用免耕播種機,在播種的同時,把施肥、防蟲的藥物施用盡量一次完成。

國際上采取保護性耕作面積的國家現在越來越多,特別是美洲,北美和南美參與的面積越來越大,百分之八九十的土地都采用保護性耕作。

免耕、播種再加上秸稈的覆蓋,是盡量基于土壤原來形成時的生態系統,可讓土壤中的生物“活力“急劇增加,特別是土壤耕翻的“工程師”——蚯蚓大量增加。免耕以后,土壤結構的改良任務實際上是交給了生物來做。

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▲蚯蚓是土壤耕翻的“工程師”,土壤結構的改良任務實際上是交給了生物來做

研究表明,無論是玉米的秸稈,大豆的秸稈,只要覆蓋地表1/3,土壤的侵蝕量可以降低80%多。這是因為地表覆蓋以后,它保護了土壤,降低了風速,不容易起風沙了,水蝕也會大大降低。假如地表秸稈覆蓋到2/3以上,土壤的侵蝕量可以降低95%以上。

另外,為什么要輪作?這是因為不同植物的性能不一樣,特別是根系的性能不一樣。根系的功能也有很大差別,比如說豆科植物還有固氮的作用,玉米和大豆輪作以后,豆類、大豆等作物的固氮,實際上消耗的土壤肥力低,還能給土壤增加某些氮素,為下一季種植的玉米提供氮肥。

不同的作物種植有著不同的根系下扎深度,有的是直根系,有的是須根系的,植入到土壤深層的空間和淺層的地表的空間也不一樣,就可以改善土壤的特性。

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黑土地保護性利用的梨樹模式

黑土地保護性利用的梨樹模式就是保護性耕作在東北地區的具體應用。國際上把保護性耕作進一步提升為保護性農業,再加上輪作方式來進行土地的可持續利用,也可以稱作農業的可持續利用的一種方式。

在東北當前玉米連作的情況下,怎么來實行土地的保護?實際上就是秸稈覆蓋還田的種植。

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▲黑土地的保護模式——秸稈覆蓋還田種植

覆蓋,少耕免耕是梨樹模式的核心,再加上大豆、玉米輪作,黑土地的土壤上整個根系發育生長得很好。犁底層消失,根系下扎得很深,蚯蚓可以活動到1米以內的深度,表層蚯蚓很多。

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▲吉林梨樹長期定位試驗田采取的免耕+覆蓋+輪作的耕作方式

這種情況下,土壤質量得到改善,糧食也做到了不減產,甚至在旱作的年份,糧食增產也是十分突出的,比傳統模式要增產至少20%-30%。

采取梨樹的免耕農作制度的方式保土可以防止土壤侵蝕、風蝕和水蝕。保水指的是增加了供水50毫米-70毫米,這也是為什么旱作年份增產的主要原因。

梨樹的免耕、覆蓋、輪作的耕作方式促進了黑土生態系統的良性循環,特別是秸稈覆蓋還田,再加上不進行翻耕,促進了黑土地良好的生態系統循環,防止了面源污染,也防止了大氣環境的污染等。

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▲黑土地可持續利用

土壤結構改善后,水分滲入得很深。玉米的長勢旺盛,根系下扎得很深,可以下扎到1米以上,玉米倒伏的情況大幅度減少。

另外,有可能的情況下要采取輪作。就我國糧食安全來講,東北大面積的休耕難以做到的,但秸稈覆蓋還田,少耕免耕,在一定范圍內的輪作是完全可以做到的,這就是東北地區追求的可持續發展的目標。希望我們的黑土地,有機質含量逐步恢復并得到一定提高,同時土壤結構越來越疏松,這樣才能保證發揮土壤作為水分和養分供給庫的作用。

據介紹,今年,黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古四省區實施免耕少耕秸稈覆蓋還田等多種模式,將實現黑土地保護利用覆蓋重疊面積1億畝次、有機肥增施2000萬畝,扎實推進高標準農田建設和侵蝕溝治理,持續做好國家黑土地保護工程標準化建設。

只有良好健康的土壤才能保障黑土地上的糧食生產,保衛我國的糧食安全。

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