金秋时节，东北各地的玉米陆续进入成熟期。位于沈阳市西南郊区的辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站（以下简称沈阳站）也在为秋收做准备，收割、测产等一系列工作正在有序进行。沈阳站依托中国科学院沈阳应用生态研究所（以下简称沈阳生态所）建设，这里有一群科研人员长期扎根于此，并利用长年定位观测的数据和研究成果，向外输出技术，帮助当地农户用好、养好东北黑土地。
早在20世纪50年代，中国科学院林业土壤研究所（沈阳生态所前身）就陆续建立了一些野外观测站点，散布在黑龙江、吉林、湖南等。1986年，时任研究所副所长沈善敏建议建一个农业实验站，并得到时任所长高拯民的支持。沈善敏提出建农业实验站的一个主要原因是顺应学科发展的需求。
他提出，实验是解开科学谜团、创新应用技术最有效的途径和方法，而短期租地开展试验很难保证试验环境稳定与设备安全，重视和践行生态学实验需要有一处能开展此类实验研究的场所。辽河平原农业发达、城市集聚、经济繁荣。
然而，高投入农业和工业污染也给本区域农业持续发展带来一系列亟待解决的生态环境问题，如土壤、水体污染风险，过度开采导致地下水位持续下降，农业经济结构单一，不重视农业有机废弃物综合利用、施肥全靠化肥等。“我们需要建立一个稳定的试验基地，通过开展长期持续的研究和探索来解答这些问题。”沈善敏是沈阳站第一任站长。他为沈阳站的建设投入了全部的心血，从建站筹划、选址到布局规划等，每一步都亲力亲为。
沈阳站经历了选址、征地、规划和建设期后，1989年首批进入中国科学院生态系统研究网络（CERN），1990年正式投入使用，2005年入选国家野外科学观测研究站。“建站伊始，老站长沈善敏先生亲自设计布置的多个长期田间试验已经成为了沈阳站‘镇站’的科研资源。”沈阳站现任站长陈欣告诉《中国科学报》，“沈阳站最初的台站布局规划沿用至今，仍可满足基本科研、生活需求。
”沈阳站的地理位置十分重要，不仅位于辽河平原中心地带，还处于国际地圈生物圈计划（IGBP）规划的两条观测断面的交叉点上。陈欣向记者介绍，IGBP规划的全球陆地观测断面在我国境内只有两条样带，一条是北起黑龙江南至海南岛，代表湿度相同热量呈梯度的样带，另一条是沿北纬42～44度纬线的东西湿度梯度样带，两条样带的交叉点差不多就是现在沈阳站的位置。沈阳站这一地理优势，为其长期观测辽宁黑土地创造了条件。
辽宁省拥有典型黑土的面积约为2800万亩，占东北黑土区耕地面积的10.07％，主要分布在辽河平原区和东部低山丘陵区，是全省重要的优质粮和绿色农产品生产基地。根据农业农村部划定的范围，辽宁省黑土地保护利用重点县包括新民市、辽中区、康平县、法库县、海城市、台安县、抚顺县、清原满族自治县、本溪满族自治县、凤城市、宽甸满族自治县、灯塔市、辽阳县、开原市、铁岭县、西丰县、昌图县等17个县（市、区）。
今年，中国科学院吹响了“黑土粮仓”科技会战的号角，沈阳站作为一个关注农田生态系统的野外观测站，在黑土地利用与保护工作中发挥了重要作用。自建站以来，沈阳站即开始建立水、土、气、生监测体系，并随着科技进步与科研需求变化，不断增加与更新监测设备，完善监测指标体系，积累了大量有效数据。
陈欣说：“这些数据体现了30年来辽河平原农业生态系统中多种要素的变化情况，包括气温、地温、地下水位等重要环境因素的变化，为中国科学院‘黑土粮仓’科技会战实施方案的拟定提供了有力的理论与数据支持。
”作为中国科学院“黑土粮仓”科技会战中技术攻关与示范任务的技术依托，沈阳站布设了很多长期定位试验，提出了相应的技术理论体系，比如养分水分循环长期观测实验平台、缓/控释尿素肥料施用长期定位试验、不同肥力制度长期定位试验等。
沈阳生态所保护性耕作团队负责人张旭东是沈阳站的前任站长（2005—2015年），他带领团队通过对东北黑土地的长期定位试验和图像采集发现，同样深度的土壤，实施保护性耕作的颜色明显深于普通地块。这是因为保护性耕作使土壤有机质含量提高，整个土壤特性得到了明显改善。沈阳站自2007年开始谋划黑土地的保护与合理利用。
张旭东为解决东北中部地区水土流失和土壤退化问题，在吉林省梨树县（沈阳站研发基地）开展了以玉米秸秆覆盖免耕生产技术为核心的保护性耕作研究。结合已有的研究基础，在分析总结美国、加拿大等国免耕栽培技术的基础上，张旭东团队研发出适合我国国情的保护性耕作技术，建立了玉米秸秆覆盖全程机械化种植模式。这里的保护性耕作技术是一种以农作物秸秆覆盖还田、免耕播种为主的现代耕作技术体系。
张旭东介绍，通过秸秆生态循环利用，调控土壤综合功能，明确黑土退化的控制因素及保护利用机制，实现秸秆归还的固碳育土、抗旱保墒、减肥增效作用，遏制水土流失、根治土壤退化，促进土壤生产和生态功能的提升。目前，张旭东团队创建的肥料减施+秸秆覆盖的“梨树模式”模式累计推广5000万亩，实现经济效益150亿元。
他还牵头成立东北黑土地保护与利用科技创新联盟，在东北四省区布局建立保护性耕作技术示范基地近百个，其中约50%基地被确定为省或县高标准保护性耕作示范田。记者获悉，基于沈阳站长期田间试验研究成果研发的系列稳定性肥料产品已经实现产业化，增产效果明显。为此，沈阳生态所牵头建立了稳定性肥料产业技术联盟，并与48家骨干企业合作，年产规模突破150万吨，年销售额约42亿元，市场占有率80%。
陈欣透露，当前，沈阳站现有的部分功能及支撑能效已到平台期。“如何服务国家战略，满足国家对农业绿色发展的需求，以应对新形势下农业生态系统不断涌现的新的科学问题，是沈阳站现阶段努力的方向。”陈欣说。