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“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)成效幾何?

發(fā)布日期:2022-09-22??來源:中國科學報??作者:倪思潔??瀏覽次數(shù):95
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核心提示:9月16日,張佳寶為記者介紹薄層黑土地形成過程及存在的問題。倪思潔攝2021年7月,“黑土地保護與利用科技創(chuàng)新工程”在中國科學院戰(zhàn)略性先導專項(A類)的支持下正式啟動,以5年為期??蒲腥藛T習慣稱其為“‘黑土糧倉’科技會戰(zhàn)”,因為它集結(jié)了中科院院內(nèi)的34家研究所和院外的89家單位,共同組成了一支會聚各專業(yè)1400余人的“集團軍”。這是中科院又一次打響農(nóng)業(yè)

9月16日,張佳寶為記者介紹薄層黑土地形成過程及存在的問題。倪思潔攝

2021年7月,“黑土地保護與利用科技創(chuàng)新工程”在中國科學院戰(zhàn)略性先導專項(A類)的支持下正式啟動,以5年為期。

科研人員習慣稱其為“‘黑土糧倉’科技會戰(zhàn)”,因為它集結(jié)了中科院院內(nèi)的34家研究所和院外的89家單位,共同組成了一支會聚各專業(yè)1400余人的“集團軍”。

這是中科院又一次打響農(nóng)業(yè)科技會戰(zhàn)。上世紀的農(nóng)業(yè)科技“黃淮海戰(zhàn)役”,曾取得會戰(zhàn)地區(qū)糧食年生產(chǎn)能力提高500億斤的重大成就。

新時代這場農(nóng)業(yè)科技會戰(zhàn)已啟動一年有余,“黑土糧倉”現(xiàn)狀如何,科技會戰(zhàn)進展怎樣?對此,記者采訪了專項科學總顧問、中國工程院院士張佳寶,專項總指揮、中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所所長姜明,以及中科院科技促進發(fā)展局副局長許航。

一問:“黑土糧倉”現(xiàn)狀如何?

黑土地被譽為我國“耕地中的大熊貓”,東北黑土地則被譽為我國糧食安全的“壓艙石”。

“黑土地的分布面積并不大,但它比別處的土地更‘厲害’?!睆埣褜氄f,在黑土地上耕種,單季作物畝施肥量僅為其他地區(qū)土壤的70%左右,即使一年只種一季,也能生產(chǎn)全國四分之一的糧食。正因如此,“每到國家糧食供應最關鍵的時候,東北總能調(diào)出糧”。

對于科研人員來說,“黑土糧倉”指的是“黑土地區(qū)”。為了明確“黑土糧倉”的現(xiàn)狀,他們嚴格區(qū)分了黑土、黑土地、黑土地區(qū)。根據(jù)土壤系統(tǒng)分類方法,“黑土”指自然狀態(tài)下有機質(zhì)含量較高的土層厚于1米的肥沃土壤,東北黑土耕地約1億畝;“黑土地”指黑色或暗黑色腐殖質(zhì)表土層超過25厘米的土地,東北黑土地耕地約2.78億畝;而“黑土地區(qū)”是指分布在東北平原及周邊,海拔600米以下低山、丘陵及平原以“黑土”為主的地區(qū),即東北地區(qū),耕地面積約為5.38億畝。

“黑土糧倉”不只包括黑土?!拔覀兂Uf的‘黑土地區(qū)’土壤中,還包含了黑鈣土、暗棕壤、棕壤、白漿土、草甸土等多種類型土壤?!睆埣褜氄f。

另外,張佳寶認為,保護黑土地,除了需要保護土壤本身外,還要保護好整個黑土地區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)。

“東北黑土地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)是我國北方最好的生態(tài)屏障。這里東北部有濕潤森林及濕地生態(tài)區(qū),中部有半濕潤森林草原生態(tài)區(qū),西部是半干旱草原生態(tài)區(qū)。林、草、濕地是黑土地的重要生態(tài)屏障,也是黑土地有別于我國其他土壤的獨特優(yōu)勢?!睆埣褜氄f。

二問:會戰(zhàn)要解決什么問題?

受訪專家表示,“黑土糧倉”目前面臨的最大問題是黑土地“變薄”“變瘦”“變硬”,黑土地存在的問題正是此次會戰(zhàn)要解決的關鍵問題。

“自然因素和人類活動是導致黑土地退化的驅(qū)動因素?!睆埣褜毟嬖V記者,在長期高強度種植以及外源化肥養(yǎng)分非均衡輸入條件下,黑土地正在“變瘦”,土壤有機質(zhì)顯著下降。在水蝕、風蝕和凍融侵蝕作用下,黑土由初墾時的60~80厘米降至目前的40厘米以下,60%以上的旱田發(fā)生水土流失,黑土層“變薄”,甚至出現(xiàn)“破皮黃”。機械化頻繁作業(yè)導致土壤壓實“變硬”,通透性變差,水肥保持能力減弱,作物難以破土出苗,導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。在退化的同時,土壤的健康水平、水資源的持續(xù)利用以及自然生態(tài)格局的協(xié)同調(diào)控功能也都隨之下降。

在張佳寶看來,會戰(zhàn)需要解決的另一個問題是“摸底”?!笆聦嵣?,黑土地到底退化到什么程度,我們并不清楚,一時間還拿不出清單,需要建立完善的‘多源遙感—移動監(jiān)測—原位檢測’的耕地質(zhì)量天空地立體化監(jiān)測技術體系,建立黑土地不同尺度耕地質(zhì)量監(jiān)測與評價大數(shù)據(jù)平臺?!睆埣褜氄f。

三問:會戰(zhàn)進展如何?

2021年3月,中科院與吉林省聯(lián)合上報“黑土糧倉”科技會戰(zhàn),向國家揭榜掛帥。2021年7月,中科院聯(lián)合東北三省一區(qū)啟動了“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)。

“我們首次在非軍工專項中起用總指揮、總工程師‘兩總制’?!痹S航介紹,在項目中,總指揮是專項第一負責人,總工程師則專門負責專項技術線,此外,項目還設立了科學總顧問,從而對專項進行嚴格的科學把關。

他介紹,會戰(zhàn)的總體目標是引領“黑土地保護與利用”科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近期目標是到2025年,為實現(xiàn)東北黑土地保護與利用平衡,支撐建設國家糧食安全產(chǎn)業(yè)帶,打造中科院系統(tǒng)解決方案。中長期目標是到2030年,形成以中科院力量為核心的黑土地保護利用戰(zhàn)略方面軍,形成可迭代的現(xiàn)代化黑土地保護與利用技術體系,從政策、技術和產(chǎn)業(yè)層面支撐東北黑土地保護利用。

“目前,我們規(guī)劃了退化阻控、健康培育、生物驅(qū)動、智能農(nóng)機、天空地感知、全域定制六大攻關任務,在齊齊哈爾、大河灣、大安、長春、沈陽、海倫、三江設立了七大萬畝示范區(qū),為國家‘用好養(yǎng)好’黑土地提供系統(tǒng)解決方案?!痹S航說。

姜明介紹,一年來,專項已推薦年度主推技術19項、主導品種9個,核心技術實現(xiàn)了區(qū)域適宜性創(chuàng)新;七大示范區(qū)引進新技術31項,打造可推廣模式8~9套,2022年預計輻射推廣面積10590萬畝以上。此外,他們還初步建立了黑土分類體系及退化診斷評價方案、黑土地智能化管控平臺,服務全域定制方案也已落地。

四問:有哪些具體成果?

姜明介紹,項目負責人目前摸索和發(fā)展了龍江模式、梨樹模式2.0、大河灣模式三種各具特色的黑土地保護利用模式。

其中,龍江模式是以秸稈粉碎、有機肥深混還田,結(jié)合玉米—大豆輪作為關鍵技術的深耕培土技術體系,實現(xiàn)耕層厚度增加、土壤水分和養(yǎng)分庫容提高、全耕作層土壤有機質(zhì)補給、作物增產(chǎn)增收等目標。

梨樹模式2.0是為實現(xiàn)耕地保育、糧食增產(chǎn)增收、生態(tài)改善等多重目標,在“梨樹模式”基礎上,通過對技術模式區(qū)域化布局、模式參數(shù)優(yōu)化,品種、密度、施肥等配套技術的精細集成,配套機具精準智能升級研發(fā)的新一代保護性耕作綜合技術體系。

大河灣模式服務于規(guī)?;霓r(nóng)墾、建設兵團、農(nóng)場和中大型托管單位等,在保護黑土地的同時,綜合考慮信息技術、智能裝備技術、農(nóng)業(yè)算法與模型等技術的充分融合,提升綜合效益。

姜明介紹,目前,項目團隊已經(jīng)在萬畝示范區(qū)解決了三大模式的關鍵技術瓶頸、區(qū)域適宜性評價、操作規(guī)程制定等問題。

五問:能否再續(xù)“黃淮海會戰(zhàn)”的成功?

許航介紹,“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)是上世紀農(nóng)業(yè)科技“黃淮海戰(zhàn)役”之后,中科院在新時代啟動的又一場農(nóng)業(yè)科技攻關戰(zhàn)役。

“在做專項的方案設計時,我們梳理了全世界的科研成果,有些技術不適合我們,有些技術我們自己做得更好。我們選取了最適合我國東北黑土地保護利用的技術,并通過試驗檢驗最終總結(jié)出的方案?!睆埣褜氄f。

比如,“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)借鑒了美國黑土地保護的舉措。20世紀30年代,美國黑土區(qū)面臨的問題與我國現(xiàn)如今相似,包括土壤侵蝕、退化等問題。之后的70年里,他們采用保護性耕作方式,以少耕、免耕加上秸稈覆蓋的方式對黑土地進行保護,到20世紀末,土壤有機質(zhì)增加至30~50g/kg。

“所以,我們要有信心、有決心,這件事一定能干成?!睆埣褜氄J為,不要指望3年或5年解決所有問題,而是要一張藍圖繪到底。中科院將充分發(fā)揮理論創(chuàng)新支撐以及建制化體系化的高效率優(yōu)勢,把黑土地保護和利用的問題解決好。(記者倪思潔)

責任編輯:賀治瑞

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