黑土保卫战：守护“耕地中的大熊猫”
嘿，说点你不知道的事——大熊猫不光山里有，耕地里也有。
What？？耕地中会有大熊猫？
你别说，还真的有——黑土地就被誉为“耕地中的大熊猫”。2020年7月，习近平总书记在吉林考察时指出：“采取有效措施切实把黑土地这个‘耕地中的大熊猫’保护好、利用好，使之永远造福人民”。
典型黑土（图片来源：作者提供）
被称成“大熊猫”，说到这里，黑土地的珍贵已尽数体现了。那么，这黑土地究竟有什么特别之处，竟能担此美誉？
“大熊猫”养成记
都说物以稀为贵，黑土地便是如此。在我们生活的地球上，有三块著名的黑土地：一块在美洲——美国的密西西比河流域；一块在欧洲——第聂伯河畔的乌克兰；一块在亚洲——中国的东北平原。由于自然的黑土是在第三纪、第四纪更新世或者全新世的砂砾和黏土层上发育的土壤，因此它的形成经历了十分漫长的过程，这就让黑土地显得更加珍贵。
那么黑土层为什么肥沃呢？以我国东北平原黑土为例，简单来说是因为东北地区的气候条件与光热资源的独特分布。东北地区的北部和东部在夏季生长期雨热同期，植被在夏季生长旺盛，积累了大量有机质；而冬季寒冷干燥，微生物活动受限，也有利于有机质的积累。长此以往有机质逐渐丰富，黑土层得以形成。
而在黑土中，最为特别的当属厚层黑土。由于土壤肥力较高，结构性状良好，有利于作物生长，它被很多研究学者戏称为“最肥最壮的大熊猫”。
这么珍贵的东西，可不得好好保护起来！别担心，在我国东北，就有这样一个“最肥大熊猫”的保护与展示基地。
“最肥大熊猫”基地在哪里？
松嫩平原腹地，由小兴安岭山地向松嫩平原的过渡地带，其地势从东北向西南由低丘陵、高平原、河阶地、河漫滩依次呈阶梯型逐渐降低。境内无高山峻岭，除少数残丘外，大部为波状起伏的高平原。平均海拔239米，年平均气温2.5℃，平均积温2500℃，全年无霜期130天左右，年降水量500至600毫米，适合发展农业生产，在农业生产上具有广泛的代表性。这里，就是我们要探访的——海伦示范区。
（图片来源：作者提供）
东北黑土区规模化垦殖起始于1895年清政府颁布的垦荒令，在百余年的开垦中，黑土地经历了有机质的迅速下降，缓慢下降，再到现在的稳定下降。不仅如此，黑土层也开始变薄，40%的土地已由自然黑土层的30-70 cm，变为现在的不足30 cm。
连年的作物种植，使得黑土地无法休息。并且，随着世界人口压力的增加，以及人类生活品质的提高，人们的思想逐步从吃饱转变成了吃好，这就对黑土地的生产能力提出了更高的要求。即使是肥沃的黑土地，想要生产出占全国粮食总产量1/4的粮食，也需要大量施用化肥农药，如此一来，黑土地不仅变“薄”和变“瘦”，还变得“不健康”。
过度垦殖变化（图片来源：作者提供）
这要是“大熊猫”遭到了这种待遇还得了？那科学家可是万万不答应的。因此，他们选择中厚层黑土的核心区域，集中应用厚层黑土保护技术模式。这不仅能够推动农机与农艺的深度融合，也能够为我国种植业结构调整提供强有力的科技支撑，海伦示范区正是在这种背景下建立的。
“最肥大熊猫”拯救计划
为了使黑土地变“胖”，变“厚”，变得“健康”，在保证粮食生产的前提下，科学家们开启了“最肥大熊猫”拯救计划，也就是前文提到的“黑土地保护技术模式”。那么，这一模式具体是怎样的呢？
1.厚层黑土肥沃耕层构建与保育模式
在过去黑土培肥效果显著的大背景下，黑土保育与粮食产能协同高效体系在建立过程中出现了许多问题，核心问题是有机物料还田深度不够、覆盖还田影响作物产量，造成了黑土层上“肥”下“瘦”的现象。
因此，我们要改变以培肥耕层土壤为目标的黑土培肥理念，以保育黑土层为目标，突破有机物料还田深度的技术限制，集成应用有机物料（秸秆、有机肥）深混等技术体系，形成黑土肥沃耕层构建与保育的技术体系与模式。
（图片来源：作者提供）
2.黑土侵蚀退化阻控与高效生产模式
东北黑土区是我国水土流失最为严重的区域之一，因水土流失导致的粮食年损失可达10%。其中，黑土区29.6万条大型侵蚀沟严重蚕食黑土地，损毁耕地达500万亩以上。耕地支离破碎，阻碍机械作业，如不采取有效措施加强保护，优质的黑土资源会逐步消失。
针对东北黑土漫川漫岗侵蚀区黑土水土流失严重，黑土层变薄，肥力下降的突出问题，以蓄导排黑土农田水系优化和培肥地力为突破口，实现侵蚀退化阻控和地力提升的双重目标。
3.黑土快速培肥与肥药减量增效模式
化肥和农药在我国粮食生产中有着不可替代的重要作用。然而，缺乏科学技术指导的农民为了追求高产而盲目使用，导致了施肥过量和环境污染等一系列问题。
针对以上问题，以减施化肥农药、保护土壤健康和粮食丰产为目标，开展玉米-大豆轮作化肥减量增效、种养结合循环农业模式、病虫草害绿色防控技术和生物措施集成与应用，建立黑土快速培肥与肥药减量增效模式，为将来在东北地区的推广使用打造样板。同时，这些应用将在黑土农田绿色生态环境的可持续建设和粮食安全生产中发挥重要作用。
（滑动查看）怎么让黑土茁壮成长↓↓↓
种养循环（左）、米豆轮作化肥减施（右）（图片来源：作者提供）
4.优质大豆高产高效栽培模式
东北地区大豆占我国大豆面积50.4%左右，是优质大豆的主产区。2020年我国大豆平均亩产132.4公斤，而巴西、美国等国家大豆平均单产每亩高于200公斤。我国大豆平均单产与世界平均水平还有一定差距，这与我国大豆的种植条件差有很大关系——栽培管理模式不合理，单位面积内的大豆产量和品质难以提升。
针对农业生产中大豆品种多、单产低、效益差、市场定位不准确等制约大豆产业发展的突出问题，和耕作管理措施粗放、农机农艺不配套等限制大豆产量提升的关键因子，开展大豆优良品种高产高效栽培技术集成与示范。
大豆优良品种栽培（图片来源：作者提供）
5.海伦示范区多要素立体监测与模式应用评价
农业资源立体监测与智能决策系统，融合遥感监测、精准气象、物联网监测、农学模型、大数据分析挖掘、人工智能、云服务等技术，建立“天-空-地”一体化网络服务平台，为农业资源提供全方位立体的实时农地信息精准管理、作物长势及营养状况动态监测、耕地要素潜力与产粮能力评估、土壤侵蚀风险评价与预警、农业示范模式适宜性评估、农田景观布局建议等服务，帮助农业生产节本增效，推动智慧农业从量到质的转变，为生态保护与土地资源优化利用提供决策支持。
（滑动查看）
哪些高科技被应用到了土地监测↓↓↓
卫星遥感技术（左）、无人机影像（中）、地面观测（右）（图片来源：veer图库、作者提供）
结语
黑土作为世界上最肥沃的土壤之一，其生产能力不容小觑。东北黑土区作为我国重要的商品粮生产基地，其耕地面积占全国的1/4；粮食总量占全国的1/4，其中商品粮占全国的1/4，能调出的量占全国的1/3。
如此珍贵的“大熊猫”，值得我们共同守护！
作者：陈旭 韩晓增 陆欣春 邹文秀
作者单位：中国科学院东北地理与农业生态研究所
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