我國用占世界9%的耕地養(yǎng)活了世界近20%的人口，長期集約化經(jīng)營下耕地退化嚴(yán)重。據(jù)“2019年全國耕地質(zhì)量等級情況公報”，我國高產(chǎn)田占耕地面積的31.24%，中產(chǎn)田占46.81%，低產(chǎn)田占21.95%，障礙退化耕地占比高達(dá)40%。耕地是糧食生產(chǎn)的“命根子”。作為“農(nóng)業(yè)科研國家隊”，中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所(以下簡稱資源區(qū)劃所)在保護(hù)改良東北黑土、南方紅黃壤、北方旱地這“三塊地”上做了很多創(chuàng)新，取得了一系列成效。
讓“耕地中的大熊貓”更健康
東北是我國重要的商品糧基地，黑土區(qū)耕地面積2.78億畝，糧食產(chǎn)量占全國的1/4。自上世紀(jì)50年代開墾以來，黑土耕作層土壤有機(jī)質(zhì)含量由8-10%下降到2.5-3.5%。
針對黑土區(qū)耕層厚度減少，有機(jī)質(zhì)含量下降等問題，資源區(qū)劃所組織聯(lián)合攻關(guān)，明確了東北黑土地過去30年的有機(jī)質(zhì)演變特征，探明了有機(jī)物料長期利用效率平均為16.3%，實現(xiàn)了土壤有機(jī)質(zhì)培育目標(biāo)的定量化。通過地力提升、水肥資源高效利用及種植制度優(yōu)化等技術(shù)，使黑土土壤有機(jī)質(zhì)提高12%-16%。
“東北地區(qū)種植結(jié)構(gòu)的變化，如大量的旱改水、濕地變耕地，都對黑土質(zhì)量有重要影響。除了在土壤微觀層面進(jìn)行改良，我國正在研究種植模式等宏觀布局上的創(chuàng)新，從而降低黑土地的利用強(qiáng)度。我國已將‘黑土地保護(hù)與利用科技創(chuàng)新’列入‘十四五’國家重點研發(fā)計劃2021年農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重點專項之一。”資源區(qū)劃所副所長吳文斌說。
除了發(fā)力黑土地保護(hù)，資源區(qū)劃所在鹽堿地、低產(chǎn)水稻土和紅黃壤治理上也成果頗豐。
在湖南祁陽，有一座被稱為“中國洛桑”的農(nóng)業(yè)試驗觀測站，這里已經(jīng)積累了60余年的土壤長期觀測數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，祁陽站創(chuàng)建了防控修復(fù)土壤酸化的關(guān)鍵技術(shù)，集成農(nóng)田酸化綜合改良技術(shù)模式，經(jīng)南方6省大面積示范，土壤pH提高0.2-1.0個單位，農(nóng)作物增產(chǎn)12%-27%;在南方低產(chǎn)水稻土區(qū)，科學(xué)家們明確了低產(chǎn)水稻土資源狀況及養(yǎng)分特征，創(chuàng)建了黃泥田有機(jī)熟化、白土厚沃耕層、潛育化稻田排水氧化等一系列改良關(guān)鍵技術(shù)，解決了低產(chǎn)水稻土“瘦、板、爛、酸、冷”等問題，“鴨屎泥田”變成了高產(chǎn)田。
“下一步面向高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，我們將全力推進(jìn)農(nóng)田監(jiān)測、評價、管理的數(shù)字化改造，加快實現(xiàn)全國所有高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)成果‘一張圖’、新增農(nóng)田建設(shè)項目統(tǒng)計‘一張表’、農(nóng)田建設(shè)全過程監(jiān)測評價‘一張網(wǎng)’。”資源區(qū)劃所所長楊鵬說。
多學(xué)科綜合發(fā)力“藏糧于地”
種子、化肥農(nóng)藥、土地等都是農(nóng)作物生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，再好的種子碰到貧瘠的土地，也長不出豐碩的果實。在“一控兩減三基本”的戰(zhàn)略下，化肥農(nóng)藥正在經(jīng)歷由追求高產(chǎn)向環(huán)境友好平衡。經(jīng)過十余年攻關(guān)，資源區(qū)劃所科研團(tuán)隊創(chuàng)建了基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學(xué)效率的施肥新方法，集成了主要糧食作物化肥減施增效模式。在糧食主產(chǎn)區(qū)近三年共推廣應(yīng)用7990萬畝，平均增產(chǎn)5%-10%，增收節(jié)支122億元。
“曾經(jīng)農(nóng)民施肥存在‘一炮轟’的現(xiàn)象，不僅增加了成本，而且破壞環(huán)境。”資源區(qū)劃所副所長周衛(wèi)介紹，“我們發(fā)明‘4R施肥法’，就是按照土地狀況和農(nóng)作物需求，對肥料種類、數(shù)量、施肥時間和施肥位置進(jìn)行精準(zhǔn)計算，這樣可以提高施肥效率，減輕土地負(fù)擔(dān)。”
此外，中國農(nóng)科院歷經(jīng)21年，首創(chuàng)覆蓋我國全域高精度“數(shù)字土壤”，這是我國迄今最完整和精細(xì)的土壤資源和土壤質(zhì)量數(shù)據(jù)。該成果已得到國家和31個省級行政管理部門、60余家專業(yè)科研機(jī)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，在土地整治、耕地地力調(diào)查、基本農(nóng)田建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。
“面向‘十四五’，中國農(nóng)科院將圍繞東北黑土、南方紅黃壤、北方旱地‘三塊地’深入開展科技攻關(guān)，建設(shè)覆蓋我國全部土壤類型、服務(wù)全域耕地管理的國家級耕地科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新中心，強(qiáng)化耕地保護(hù)國家戰(zhàn)略科技力量，助力‘藏糧于地’目標(biāo)早日實現(xiàn)。”中國農(nóng)科院科技管理局局長任天志表示。
