走进位于黑龙江省绥化海伦市的中国科学院海伦农业生态实验站(以下简称“海伦站”),一块块试验田里种满大豆、玉米、高粱等作物,仿佛一本摊开在大地上的田野日记,记录着科研工作者48年来用不同方式保护黑土地的试验故事。
有一片看起来貌不惊人的试验田,但它却是这里“最年轻的黑土地块”,为什么是“最年轻的黑土地块”?因为22年前,它还是地表2米以下挖上来的黄土母质。
“我们之前一直有个疑问,耕地母质层能不能变成黑土,会不会具有生产力?”中国科学院东北地理与农业生态研究所副研究员陆欣春说,科研人员将耕地的母质层挖上来之后,在上面设置了不同的处理,通过自然恢复、种苜蓿、玉米大豆轮作,有的施肥、有的不施肥等试验来观察变化。最初几年,这块地上连草都长得艰难。经过20多年试验,如今这块土壤颜色变黑,高投入处理区的产量也跟原生黑土基本一样了。
这个持续了22年的试验得出结论:黑土不是不可以再生,通过足够的有机物投入和时间变化,黄土也能向黑土转化。
像这样枯燥的试验,开展了很多。海伦站前身是经党中央批准,中国科学院1978年在海伦成立的中国科学院海伦农业现代化研究所。目前,海伦站是我国唯一专门从事黑土农业生态系统长期定位观测、研究与示范的国家级野外台站。
在海伦站,还有一块试验田长满了禾本科、菊科等各种草本植物,踩上去软绵绵的,与旁边的农田形成了鲜明对比。
“这块田已经41年没有耕种,每年只有大量的有机物投入,从1985年就开始撂荒,就是要观察不同条件下黑土地再生效果怎么样。”海伦站副站长郝翔翔说,检测数据显示,其自然恢复地块的有机质比农田高45%,容重小于0.8,而农田的容重是1.1~1.2。如今,这块黑土的孔隙度和团粒结构都明显优于农田。
更有意思的是还有一块“裸地”,同样从1985年开始什么都不种,连草都铲掉,结果这块地的质量反而比农田还差。“这说明黑土地地力能不能一直持续,关键在于有没有生物量回归。”郝翔翔说。
正是基于这个认识,海伦站的研究团队把研究重点放在了如何让农田里的生物量最大程度地回归土壤。东北春天有个老难题,风大、天旱,秸秆还田多了影响出苗,不还田地力又往下掉。为此,团队研发了秸秆深混还田技术,把秸秆翻到地表下35厘米的土层里,表层的秸秆量减少近一半,这样既不耽误春天出苗,又能把有机质补回去。
如今,这些研究成果正逐渐走出实验站。2021年,海伦站率先提出的黑土地保护“龙江模式”被纳入《国家黑土地保护工程实施方案(2021—2025年)》。该模式以秸秆粉碎深还、有机肥施用结合玉米大豆轮作为关键技术,形成了一套因地制宜的黑土地保育与耕作体系,为黑土地保护推广提供了科学示范。近两年,该模式累计推广应用面积4730万亩。
近5年来,海伦站各项科技成果丰硕,先后共承担国家级及省部级课题119项,发表SCI与CSCD论文325篇,获得省部级科技奖励6项,培育“东生”系列大豆品种16个,累计推广面积超5000万亩,经济效益显著。授权发明专利52项,发布地方标准33项。多项黑土培肥与生态农业技术被列为农业农村部主推技术,为东北黑土保护与粮食安全提供了重要科技支撑。
“从试验田到大农田,还有很多路要走。”海伦站常务副站长隋跃宇表示,未来,实验站将继续深耕黑土区农业生态研究,推动技术集成与成果转化,为我国农业现代化与生态文明建设作出更大贡献。(冯建伟 杨惠)




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