黑土被誉为“耕地中的大熊猫”。中国东北黑土区是全球四大黑土区之一。长期以来,中国科学院在黑土地的数据监测、科学研究和示范推广方面开展了大量工作,在黑土肥力演变、黑土有机质提升、保护性耕作等方面取得了一系列重要成果,涌现出一批以科技支撑起黑土地保护与利用的科研人员。为此,本报推出系列报道,讲述中科院人在“黑土粮仓”科技会战背后的故事。
韩晓增是中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员,与黑土地打了一辈子的交道,用他的话说:“讲黑土,几个小时哪里够?几天都不够!”从黑土地的分布与类型,到黑土地土壤有机质的变化,再到黑土地的保护与利用,韩晓增对黑土地就像自己的孩子一样了解与关注,他也因此被誉为“黑土地的营养搭配师”。
1982年,刚出大学校门的韩晓增开始关注黑土地。他回忆道:“我每年有半年时间驻扎在科研点。科研点有两个观测场,一个是自然土壤观测场,一个是耕作土壤观测场。”谈及为什么黑土地大多分布在东北,韩晓增告诉《中国科学报》:“东北地区由于气候冷凉,土地开垦时间较短,土壤表层普遍存在黑色或暗黑色的腐殖物质,民间俗称‘黑土地’。”
通过多年的定位观测,韩晓增发现,原始黑土层有机质含量高,但黑土开垦后经历了轮耕休耕期、人畜低强度利用和机械化高强度利用期,用养失调和土壤侵蚀导致黑土地表层土壤自然肥力逐年下降,黑土发生了退化。几十年光种不养,黑土地在变“瘦”。关于黑土退化的各种声音也层出不穷:“50年将变成第二个黄土区”“‘北大仓’可变成‘北大荒’”“黑土层每年减少一厘米”……流言止于智者。
韩晓增决定用科学手段分析黑土地变“瘦”的原因。
韩晓增团队的研究思路是,根据黑土层平均厚度和作物根系生长的适宜空间,将秸秆和有机肥深混到0~30(± 5)厘米黑土层之中,构建一个深厚、肥沃的土层,满足作物生长和黑土保护两个需求。韩晓增团队从2003年开始将研究技术逐步在农户中推广示范,并根据田间示范结果,不断地对技术进行改进和完善。
如今,黑土地的保护与利用已经初见成效。
以黑龙江省为例,全省有机质每年下降速度为0.1%~0.3%,下降速度已经减小了50%左右,土壤有机质下降已经得到有效遏制。韩晓增称其为“龙江模式”。
他解释道,该模式包括松嫩平原中东部的中厚层黑土和三江平原草甸土区的“黑土层保育模式”、松嫩平原中部和三江平原以及辽河平原浅薄层黑土区的“黑土层培育模式”、松嫩平原西部的“四免一松保护性耕作模式”、障碍型土壤消减快速培肥模式、环大小兴安岭和张广才岭的“坡耕地控蚀增肥模式”和“稻田土壤的秸秆还田增碳保肥模式”。