黑土粮仓“三江模式” 保护“耕地中的大熊猫”有良方

2024-10-01 17:43

来源：中国网·中国发展门户网

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中国网/中国发展门户网讯（记者王振红）坐落在三江平原的北大荒集团友谊农场，从莽莽荒原到如今的“天下第一场”，幅员辽阔达1888平方公里。从传统的农耕走向集群机械化生产，从机械化到低能耗，再到数字化、信息化，友谊农场探索着精准化、现代化农业之路。

图为北大荒集团友谊农场。中国网王振红摄

金色九月，友谊农场万亩高标准农业示范田到处是丰收的色彩，一台台机车正在宛如金色锦缎的田间穿梭收获水稻，智能装备、无人驾驶、精密播种、变量施肥、即时测产、远程监控……每一项技术的创新和应用，都展示着中国现代化农业发展进程。

图为北大荒集团友谊农场秋收现场。中国网王振红摄

黑土地粮食作物吃上“科技餐”

今年北大荒集团友谊农场，全面应用了天空地立体监测术，对研究区域黑土农田的土壤、利用、产能、生态、退化、决策等要素进行米级高精度定量监测，利用多维数据、指标阈值对地块进行画像，结合土壤的肥力情况生成施肥处方图，农机根据处方图进行变量施肥，为黑土地生长的粮食作物吃上“科技餐”。而这些高科技、智能化的精准运用正是中国科学院“黑土粮仓”科技会战三江示范区近四年取得的重要阶段性成果，建成适于三江平原的黑土地智能化保护利用模式（简称“三江模式”），在保护好黑土地这一“耕地中大熊猫”的同时，为中国饭碗里装满了优质粮食。

图为北大荒集团友谊农场秋收现场。中国网王振红摄

“黑土粮仓”科技会战始于2021年3月，中国科学院先后与吉林省、辽宁省、黑龙江省、内蒙古自治区签订框架协议，共同推进实施。“目前，科技会战建立了七个万亩示范区，示范区面积达17.13万亩；创制培育水稻、大豆、苜蓿、麦草、甘草、大麦等新品种36个；研发了黑土地力快速提升的生物技术和大马力清洁能源智能装备，各项技术推广面积累计超3.26亿亩。”中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员刘焕军表示，“科技会战成果有效支撑了国家黑土地保护及新一轮千亿斤粮食产能提升等重大任务。”

图为中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员刘焕军展示黑土地天空地立体监测技术与平台APP。中国网王振红摄

“黑土粮仓”科技会战“三江模式”

谈及三江平原黑土地保护，刘焕军介绍说，三江平原耕地是集中连片的，但是由于土壤障碍、水土流失严重、低洼内涝耕地面积大、低温冷凉，限制地力与产能提升；农业时空基础数据匮乏，限制了智能化水平的提升；大规模水田开发导致了地下水季节性下降、水土资源时空不匹配等问题。针对这些问题，中国科学院“黑土粮仓”科技会战因地制宜探索“三江模式”。设置了水稻土和白浆土质量与产能提升三江示范区项目，项目由中国科学院东北地理与农业生态研究所牵头实施，组织28家单位144位科研人员，基于山水林田湖草沙生命共同体理念，在友谊农场选择青年庄小流域为案例，综合考虑耕地（白浆土障碍、不同退化程度坡耕地、低洼内涝耕地）、林地、湿地、水库等不同土地利用和生态系统类型的匹配与协调发展，创建黑土地坡耕地水蚀智能防控与地力提升协同发展技术体系，为黑土地保护提供“系统认知、监测诊断、技术处方、精准手术”的系统解决方案，建立黑土地坡耕地水蚀系统防治与保护利用示范样板。

图为科研人员测量数据。中国网王振红摄

在水土流失最严重的坡耕地，科技会战团队给出了解决方案，对“跑水、跑肥、跑土”的地块，有针对性地研发了等高宽埂、等高环播等保护性耕作措施，建成“涝能排、旱能蓄”“固土保肥”的黑土地海绵农田样板，将“三跑田”变成了保水、保土、保肥的“三保田”，实现小流域尺度水蚀退化阻控、低洼内涝消减、综合地力与产能提升。

保护“耕地中的大熊猫”有良方

黑土地坡耕地水蚀智能防控与综合地力提升技术体系现已推广至北大荒农垦集团友谊农场、曙光农场、北兴农场、鹤山农场及尖山农场等9个农场。实现了水分利用效率提高30%，粮食增产5%-22%，水土流失减少70%的综合效益，减少土壤养分流失60%以上，降低地块内作物长势异质性30%。

图为曙光农场耕地土壤—白浆土。中国网王振红摄

记者走访时了解到曙光农场耕地土壤是典型白浆土，黑土层下是 20—25cm厚的障碍白浆层。白浆层硬、板、瘦，造成土壤透水性差，根系下扎难，严重制约作物产量提升。如今曙光农场的白浆土也成了优质田。刘焕军介绍说，科技会战团队采取白浆土旱田障碍消减与地力提升、粪肥还田、等高种植等10余项农艺农技措施，通过物理+化学方法融合，改良白浆土，促进地力与产量双提升，形成一整套可推广、可复制的黑土地保护新模式。通过“黑土粮仓”科技会战联合攻关，预期使低产白浆土有效耕层扩容到 30 厘米，作物产量提高10%，化肥和杀虫剂用量减少10%，形成白浆土改良与高效利用技术标准，实现白浆土旱田作物增效、地力与产能双提升。刘焕军列举数据道，“一个玉米大豆轮作周期内，化肥总投入每亩减少11.7元；低产类型土壤—白浆土旱田作物玉米和大豆产量按照保守方式计算，平均增加10%，经济收益每亩增加265.4元。”

坡耕地水蚀系统防治样板将为东北黑土区坡耕地水蚀防治、低洼内涝耕地地力与产能提升、高标准农田建设方案提供“可复制，可推广”的技术范例，为保障粮食安全，保护“耕地中的大熊猫”做出重要贡献。