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用“黑土地精神”保卫黑土地

彭召会 中国青年报

吉林省四平市梨树县农民在广袤黑土地上作业。

中科院东北地理与农业生态研究所研究员韩晓增的青春是在黑龙江省海伦市的黑土地上度过的。

1982年,他从吉林农业大学土壤化学系毕业来到了科研点。这里有两个观测场,一个是自然观测场,一个是耕作场,他一住就是3个多月,骑着自行车来回跑。他记得,“村里有个农业学大寨时留下的招待所,很大的院子就我一个人,夏天陪我的是蚊子,冬天陪我的是驴子。”

40年来,他写了20多本书、400余篇文章,近乎痴迷地只做了一件事:跟流失的黑土地作斗争。

在东北这里曾经“土地肥到家,捏把泥土冒油花”。在东北也有农民说,这里“一两黑土,二两油,插根筷子能发芽。”

“但如今,黑土地在流失,部分甚至丧失了农业生产能力。” 中科院沈阳应用生态研究所研究员张旭东说道,“黑土地上的粮食安全直接关系到我国的粮食安全。”

2016年,习近平总书记在黑龙江考察时强调,要采取工程、农艺、生物等多种措施,调动农民积极性,共同把黑土地保护好、利用好。2017年,农业农村部会同多部委编制《东北黑土地保护规划纲要(2017-2030年)》,为保护东北黑土这一“耕地中的大熊猫”提供了方向。

为了实现“守土”梦想,有一支面朝黑土的科学家队伍把一代代的青春、一篇篇科研论文书写在辽阔的黑土地上。

黑龙江海伦,中科院东北地理所的研究员们在黑土地上调研。谢震霖/摄

“土将不土,粮仓将非粮仓”

如果有一天黑土层越来越薄了,会有什么影响?

一个国外的教训至今让东北地理所研究员关义新印象深刻:1934年5月12日,在美国西部土地破坏最严重的干旱地区掀起了一场风暴,横扫东部,形成一条东西长2400公里,南北宽1500公里,高3.2公里的巨大移动尘土带,风暴持续了3天,掠过了美国2/3的大地,3亿多吨土壤被风暴刮走。

关义新解释,黑土只有在特殊气候和生态环境中形成,具有很强的保土保肥的能力,但如今由于风蚀水蚀,表层黑土逐渐流失,黑土正在变薄变瘦。东北黑土区正由“生态功能区”演变为“生态脆弱区”,严重威胁国家粮食安全和区域生态安全。“我担心,以后土将不土,粮仓将不是粮仓。”关义新说。

作为北半球仅有的3大黑土区之一,东北地区是我国最大的商品粮生产基地。在东北,粮食主产区耕地面积4.5亿亩,占全国耕地总面积的22.2%,而粮食商品率达到60%以上。

“黑土地是拥有黑色或暗黑色腐殖质表土层的土地,是一种性状好、肥力高、适宜农耕的优质土地。”韩晓增说道,“黑土地是东北粮食生产能力的基石。”

被誉为“耕地中的大熊猫”,黑土地的形成却极为缓慢,自然条件下,200-400年才能形成1厘米厚的黑土层。张旭东发现,与开垦前相比,黑土层平均厚度由50-60厘米下降到约30厘米,土壤耕层的有机质含量下降50%-60%,“退化问题十分严峻”。

张旭东听见农民说,黑土地“生病”了,黑土地“饿了、渴了”,“出不来苗,作物遇到风就倒了”。

中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”的研究结果表明,东北农田土壤有机质仍在以年均5‰的速率下降,黑土退化的问题仍然十分严峻。

美国“黑风暴”的灾害,不得不让人们警醒,过度开垦土地资源的耕地模式亟须改变了。

“‘病因’的根本还是在于以秸秆离田下的传统旋耕、犁耕耕作制度下的玉米连作。”张旭东解释,几十年来,玉米生产一直采用掠夺式种植方式,土地重用轻养,有机物料(秸秆)和有机肥料投入严重缺乏,导致土壤有机质消耗,地表裸露无覆盖造成严重的土壤侵蚀和养分流失;频繁耕作导致土壤对降雨的截获能力及保水能力严重下降,进一步导致干旱加剧。

“瘦了”的黑土地又一直缺乏“营养供给”。张旭东介绍,传统的秸秆焚烧方式浪费了大量养分资源,造成土壤的养分调控能力下降,肥料利用率大幅度降低,养分大量流失。土壤综合能力下降还会导致一系列生产和生态环境问题。

早在2007年,在吉林省梨树县高家村,一场和“黑土地流失”的战斗正式吹响了号角。这场战斗,在黑龙江海伦、辽宁沈阳、吉林大安……不同地点、不同时间拉开了序幕,无数个青年科技工作者投入到了这场“黑土保卫战”中。

一场农业科学家与土地的“较量”

2007年10月1日,关义新对“宣战”的日子记得很清楚。那天他去地里看玉米长势,和几位农业专家在一家小饭馆吃饭,话语之间谈到了黑土地的困境。“那时候保护性耕作才刚刚开展,黑土地退化很严重。”

也是在那一年,张旭东找到了时任吉林省梨树县农业技术推广总站站长王贵满等专家合作,开始探索和研发适合东北气候特征和土壤特性的玉米秸秆覆盖免耕(保护性耕作)技术,准备将梨树县梨树镇高家村的15公顷耕地确定为保护性耕作试验示范基地。

不曾想到,13年的探索,黑土地保护的“梨树模式”从这片15公顷的土地里走了出来。

“梨树模式”找到了宽窄行秸秆覆盖免耕、垄作少耕技术、条带耕作等保护性耕作技术模式,为黑土地找到因地制宜的“休养方式”;免耕播种机诞生并逐步产业化生产,开始改变农民传统的耕作模式,解决了秸秆覆盖无法播种的难题;高家村全量秸秆覆盖少免耕长期试验效果监测基地,为黑土地建立了可供推广的“示范答卷”。

扩充开来,黑土地保护的“龙江模式”也从黑龙江省走了出来。

以黑土层扩容增碳为目的,组合了玉米-大豆和玉米-玉米-大豆轮作技术,建立了黑土层保育模式;增加有机肥,实施秸秆和有机肥同时翻混还田,为黑土地补充“营养”等。

韩晓增对“龙江模式”解释道:“根据黑土层平均厚度和作物根系生长的适宜空间,将秸秆和有机肥加入到0-30 ± 5 cm 黑土层当中,构建了一个深厚、肥沃的土层,满足作物生长和黑土保护两个需求。”

然而,模式的探索并非一帆风顺。

东北地理所副研究员邹文秀记得,刚开始做“龙江模式”探索时,在进行秸秆生物工程环境构建的环节中,上万亩土地完成翻耕亟需合适的犁,那时因农民不常使用犁,市面上犁具渐渐短缺。这些大科学家就跑到农贸市场、去公司里找合适的犁具。

在东北地理所敖曼博士印象中,导师关义新为黑土地保护工作“入了迷”。一次,在研究院,有同事明明看到关义新开着车进了院子,但转了一圈没有找到他,打电话一问,才知道是在地里了。敖曼当时很吃惊,她知道老师中午就空出1个小时,下午还要去参加会议,以为老师会休息,但没想到一回来就换鞋下地了。

就是这样的“痴迷”,使得黑土地给了这些执着的科学家最好的答卷。

在黑龙江海伦的试验田里,根据12年试验示范数据显示,耕层深度达到了30~35厘米,土壤“肥”了起来,表层有机质增加了3.5克/千克以上,肥沃的土壤会让大豆增产15%以上,玉米增产高达12%以上。

在吉林省梨树县,张旭东团队实测数据发现,秸秆覆盖免耕增加土壤蓄水50-60毫米降水。2018年,东北地区经历了数十年一遇的干旱,常规垄作处理的表层土壤含水量仅有4%,而秸秆覆盖免耕处理下的土壤含水量则高达18%,在全省玉米普遍减产情况下,试验田获得了亩产950公斤的历史最高产量。

2012年,一场台风“布拉万”袭击东北,试验地周围所有地块种的玉米均严重倒伏,而秸秆覆盖免耕试验地只有15%左右的玉米倾斜。张旭东很惊喜:之后连续多年试验表明,秸秆覆盖免耕可有效防止玉米根倒,减少大风灾害,特别是强台风对玉米生产的影响。

张旭东团队曾算了一笔账:由于消除了干旱与倒伏对玉米生产的影响,按照历年平均数据来看,每亩可节省成本100元,玉米产量每亩增加50公斤,每亩节本增效可达170元左右。

“救活了地,产量高了。”梨树县康达农业农民专业合作社杨青魁有100多垧(旧时土地面积单位,各地不同,东北地区多数地方1垧合15亩,西北地区1垧合3亩或5亩——编辑注)土地,全都使用了保护性耕种模式,“刚开始的时候老百姓都不同意,秸秆不处理,那是懒汉种地,后来发现土地肥了,都愿意用这种技术了。”

近3年,“梨树模式”在东北黑土地累计推广应用超过3000万亩,实现经济效益27.3亿元。沈阳生态所团队把相关研究和示范工作总结报告提交国务院,推动了“东北黑土地保护性耕作行动计划(2020-2025)”的制定和实施。

一代又一代的黑土地“保卫者”

2017年11月,“守卫”黑土地40多年的韩晓增退休了,但是,他还是习惯带着一群博士、硕士下田做实验。

在博士生邹文秀的印象里,老师韩晓增对田间试验要求极为严格,具体操作一个步骤都不能错,遇上听不懂的学生,他有时会急得话赶话,在田间大声地喊:“你这个操作就得这样,就得这样,下次不能再错了。”

“实验严谨是必须的,我们都不能打破科学的界限。”邹文秀对这句教导印象深刻。

这位土生土长的东北姑娘,从2005年起,在东北地理所硕博连读了5年,之后便一直留在了这里。跟着老师韩晓增,她从心底里觉得自己是个“根扎在黑土地的人” 。

“久而久之,就慢慢地对土地有了感情。”邹文秀觉得,就像养育孩子一样,每天一定要亲自来种,亲自来收,如果丢了一段时间没见,心里总惦记着是不是要对土壤、作物进行管理了。

有时候遇上心情不好的时候,她就爱去地里转一圈,觉得心里特别畅快,“你看我这个地,这个苗就是比别人种得好,你看我的付出就是有回报。”

在邹文秀的手机里还存着一张“狼狈”的集体照。一次种地,突然间下起了大雨,在一大片宽阔的田地里,中科院的硕士生、博士生、农业科学家们都弯着腰,一边淋雨,一边低头种地,大家的鞋子上、衣服上都溅满了泥巴。

有人说,现在实验室条件越来越好了,为什么不把黑土地的研究搬到实验室?

邹文秀认为,“黑土离开了地,就不是真正意义的黑土了。只有在地里才会有黑土的灵魂,它能感受这里的土壤、气候、水分的变化。”在她看来,当所有的成果都种在大地上,再有成果从大地里产出,“实践出真知,你才能得到一些真正能在大地使用的技术。”

这位1982年出生的青年科学家把导师韩晓增当做自己的科研标杆,“这是一种文化的传承,传承对黑土地的热爱、执着,吃得了苦,耐得住寂寞。当黑土地给予了我们很多果实,我们也需要做一些事情去保护它。”

未来,她想自己会一直留在这里,在前辈们的基础上,沿着他们的足迹和自己的思路,继续在黑土地上走下去。

另一位80后青年科学家敖曼认为,这是一种坚忍不拔的“黑土地精神”。“科研就是一个不断发现问题、解决问题的事情,一个技术突破了,就前进了一小步。遇到困难是常态,黑土地是诚实的,付出了努力,攻克了难关,你的论文、科研成果都会从地里长出来,回报给你。”

对于她来说,“最满足的时候,就是农民认可你的时候”。去年新冠肺炎疫情期间,关义新带领敖曼等人去往呼兰帮助当地农民解决种地问题。第一年庄稼收成效果很好,第二年就有农民告诉他们,“这块儿地你想怎么种就怎么用,我们就怎么做。”敖曼觉得,这是农民把自己的饭碗交给了科学家。

从大学生到博士生,敖曼有了新的身份,如今她是一个4岁男孩的妈妈。但这位黑土地“保卫者”的工作并不轻松,一年365天,超过240天都在出差。出差时,孩子常抓着她的胳膊不放。

敖曼想了个办法,她知道孩子喜欢看抗战片。一天出门前,她告诉孩子:“妈妈在参加‘黑土粮仓’科技会战,现在是在战区,要去打仗了,妈妈在跟黑土地作斗争。”

4岁的孩子就背着自己的小枪说:“妈妈,那你去吧。”

敖曼相信,就像种地一样,把论文和梦想都深深扎根于黑土地之中,未来,黑土地会变得越来越肥沃。

标签: 黑土地

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