隆冬季节,东北黑土地上白雪苍茫,位于吉林梨树县的黑土地试验站里,科研人员们整理分析一年来所得到的实验素材、数据。同时也在规划着来年春暖河开、冻土融化后的新计划。


2024年中央一号文件提出,“加强退化耕地治理,加大黑土地保护工程推进力度,实施耕地有机质提升行动。”

 

退化、保护、有机质提升、黑土地……过去十六年间,这些关键词几乎占据了李保国的全部生活。在吉林梨树县,他和他的同事、学生一起,年复一年地探索黑土地保护性耕作的模式和技术,如今,这些技术已经推广到黑土地之外更广阔的田野中。

 

春耕中的黑土地。新京报记者 王颖 摄

 

黑土退化,农田的珍贵表土大量流失

 

2008年,李保国第一次到梨树县,原计划是在那里建一座农业气象与土壤肥力监测站、同时推广信息农业技术,但真正进入这里的黑土地之后,他才发现,这片黑土上,面临的困境远比想象的要多。

 

黑土在退化,许多人都知道,但真正了解的却并不多。在梨树站,有一个黑土地剖面观察点,黑土层的厚度只剩下30厘米左右。根据推测,在人们开垦耕作之前,黑土层有60-70厘米。


黑土,可以简单理解为富含有机质的土壤,在自然条件下,草原、草甸上的植被枯萎、腐化,逐渐变成松软而富含有机质的黑土,数百年可以增加1厘米黑土,千万年下来,就有了广袤的黑土地。

 

和许多人的想象不同,东北平原并非真的完全平坦,而是由无数缓坡、矮丘陵组成,开发利用裸露在外的黑土地,极易受到风水的侵蚀,每年春耕季节,正是东北风多的时候,扬尘铺天盖地,农田的珍贵表土大量流失,发生严重沟道侵蚀的区域,土地被侵蚀沟切割得支离破碎……根据监测,每年黑土层要减少几毫米,甚至1厘米。

 

梨树县凤凰山村。新京报记者 周怀宗 摄

 

再者,当黑土地开垦成为耕地,种植农作物会消耗黑土地中的养分,再加上收走秸秆,没有有机物质归还,肥沃黑土地的土壤有机质就会迅速下降,也会导致黑土地良好生产性能的退化。

 

李保国觉得,遏制黑土地的退化,可能比原本想做的事情更迫切。于是,从那时候起,李保国和他的同事们,在梨树县建起了一座实验站,每年超过一半的时间,都驻扎在这里,分析土壤、开发和推广新的农业技术,尝试阻断黑土地退化的趋势,让黑土地长久成为中国人的粮仓。

 

保护耕地,是一件漫长的持续性工作

 

有机质,是耕地改良、地力提升最核心的问题之一,黑土地之所以肥沃,和它含有远超其他土壤的有机质是有直接的关系。这些有机质中富含各种植物生长的养分,也是土壤微生物得以繁衍生息的良好环境,还是一个地下的储水库,可以保存更多的水。

 

在大多数土壤中,土壤有机质的百分含量是很低的,但其对土壤功能的影响巨大,人类的耕作,需要的也是土壤有机质中含有的各种养分。而且,在耕作中,由于人类带走了大量的地上生物量,如粮食、蔬菜、秸秆等,土壤有机质含量必然会下降,保持甚至提升有机质含量水平的方法,就是不断往土壤中归还各种有机物质。

 

但这并不容易,在多年的调研中,李保国和他的同事们发现,直到今天,许多地方仍然沿袭着秸秆离田的耕作方法,尽管可以通过补充有机肥等方式,归还一定数量的有机质,但那么多的有机肥,又从哪儿来呢?

 

怎样才能更有效地减缓黑土地退化、有机质流失的趋势?对李保国他们来说,梨树县是一个理想的实验地,这里位于黑土地的核心区最南端,地形地貌、土壤类型都相对丰富,退化得也极为严重,面临的问题也最复杂。同时风水侵蚀现象也比较典型,而风水侵蚀恰恰是黑土地退化的主要原因之一,和过度利用同样重要,因此是非常合适的切入点。

 

十多年的研究和研发中,李保国和他的同事们,摸索出一套“保护性耕作”的技术与推广体系即“梨树模式”。通过免耕少耕、秸秆还田、轮作间作等方式,尽可能减少对土壤的扰动,尽可能归还出自土壤的有机物质,尽可能降低风水侵蚀的影响等。

 

学习自然,在利用中提升土壤有机质

 

保护黑土地的最好方法,无非是人类不去打扰,大自然中的生死枯荣,自然而然会在东北平原上积累更多的黑土。但这样的方法并无意义,人类需要土地中出产的粮食,所以必然面临着利用和保护的矛盾。事实上,全球四块大型黑土地,几乎都面临着同样的难题。

 

没办法完全恢复自然的状态,但可以向自然学习,李保国和他的同事们创建发展的保护性耕作模式,就是让耕地尽可能贴近自然的状态。

 

走进梨树县的试验田中,可以看到,许多试验田里,秸秆被收割机粉碎或切段后还田,但却留下小腿高的高茬,这种高留茬的方法,可以使其余切段后的秸秆更好地留在田里,而不是被一阵风刮走。

 

在这里,类似的措施如条耕技术等还有很多,大多是多年实验中优化出的秸秆覆盖还田坡地、洼地中,又以不同的组合方式实施,最终的目的,是让农田本身形成可持续发展的基础,而不是依靠外部的力量来保护或提升土壤有机质。

 

在李保国看来,黑土地的保护,并不排斥对土地的利用,而是在利用中保护,在利用中提升。


就在梨树站的一块试验田中,一个时间超过5年的实验显示,保护性耕作中,土壤的有机质在缓慢恢复,李保国介绍,大约5年的时间中,在梨树实验站的农田里,表层土壤有机质含量相对提升了10%-20%,绝对值达到2.2%,看似含量很少,但实际上已经比许多农田高出不少。事实上,如果此区土壤有机质含量达到3%,就可以认为是非常肥沃的土地了。黑土地以前可以达到6%-7%,但现在,东北许多地方降到了2%以下,在这样的土地上,不用化肥,几乎不可能获得好收成。

 

走出黑土,保护性耕作不断向外辐射

 

李保国将他们探索出来的保护性耕作模式,称为“梨树模式”,而在今天,这一模式,早已经走出梨树,在东北、华北以及更远的地方推广落地。

 

2021年,一支中国农业大学的团队来到新疆塔城,通过当地的种植大户,建立了一块100多亩的示范田,进行保护性耕作的试验示范,其中,免耕是最核心的技术之一。2022年,塔城干旱少雨,在田间对比试验中,在同样少浇了2-3次水的情况下,秸秆覆盖、免耕播种的试验田玉米,比采用常规种植的玉米亩产增加了26公斤多。

 

在北方,保护性耕作的模式正在辐射向更广阔的农田中,甚至辐射到国外,2022年初,“梨树模式”走向“一带一路”项目正式启动,更多的力量投入到黑土地之外,与“一带一路”沿线国家和地区开展农业产业合作和发展。

 

在我国南方,轮耕、多样化种植等保护性耕作的理念,也在逐渐普及。李保国介绍,这些年来,我国许多地方的土壤有机质含量都在提升,这和国家实施了一系列耕地保护和提升工程有关,也和生产理念的转型有关。“南方不少地方有种植豆科绿肥作物的传统,近年来这方面工作越来越得到重视并在全国推广,也开始引进多种覆盖作物种植,同时有机肥的施用也高度得到持续地提倡与重视,这都是好的现象,应该不断在这方面发力!”李保国说,“过去更多看重产量,对于土壤本身的问题重视程度不够。随着科技的进步,粮食的产量得到提升和保持,现在观念的转变,生态发展的趋势不可阻挡,而保护土壤,提升土壤有机质,不仅能保障我国的粮食安全,恰恰也是生态发展、可持续利用的重要方面。”

 

新京报记者 周怀宗

编辑 张树婧 校对 赵琳