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为了保护黑土,我教东北农民懒汉种地 | 李保国

我是科学家iScientist微信公众号 2021年04月22日 报道 浏览次数:

2021年3月28日,“科普中国-我是科学家”第32期演讲现场,中国农业大学土地科学与技术学院院长李保国带来演讲《给黑土地加加油》。

李保国演讲视频:

以下为李保国演讲实录:

2021.3.28 北京

大家好,我是李保国,我从事的工作是土壤和农业对水土资源的利用。今天我演讲题目是《给黑土地加加油》。

近十几年来,我经常去东北的田间地头,这是我在吉林省四平市梨树县玉米大豆田里面拍摄的。东北地区盛产优质的农产品,现在的城里人还要网购东北的优质农产品。

为什么东北盛产这样的优质农产品呢?因为东北有我们国家唯一一块黑土地。

黑土地原来是丰美的草原,牧草类型多样,有深厚的黑土层。大家可能不知道,这样肥厚的黑土层的形成,至少需要一万年时间。肥沃的黑土适合于开垦种植农作物,所以在东北地区,任何一年一季的农作物,长势都很茂盛。

经过一百多年的历史,现在黑土地已经全部开垦完毕,包括我们国家最北边的三江平原,在新中国成立以后五十年代到六十年代也已经开发完毕。现在的黑土地占全国耕地面积的27%,虽然一年只能种一季,但是它的产量占到全国的1/4,商品率占到1/3。

什么是商品率?

除了满足自己需求以外,还可以调去其他的省市,比如不生产粮食的大城市。我们国家能调出粮食的省市不多,去年只有五个省市可以调出,东北(三市一盟)就占有三席:黑龙江、吉林、内蒙古东四盟。

2009年,我去四平市梨树县,从事黑土地保护工作。当时就听畜牧局的局长说:北京人得感谢我们东北,北京市场上的六头猪中,有一头就来自四平市批发市场。

实际上,十几年前的猪、牛、羊这些优质农副产品,都是基于东北生产的玉米和大豆生产出来的。从开垦到现在,我们其实一直受到东北这块黑土地产出的恩惠。而且随着农业科技的发展,黑土地的粮食产量也在不断地增长。改革开放接近40年,光玉米的单产(一亩地的产量)已经增长到两到三倍。

产量增长这么多,是不是意味着黑土地的质量变好了?事实恰恰相反,黑土地一直在退化。

曾经的黑土地非常厚,那是它肥沃优质的标志,但开垦以后,每年土层会降低两毫米左右。两毫米听上去不多,但其实是一个很快的速度,因为一米黑土层的形成大概需要一万年,假如每年降低两毫米,不用太久黑土地就没有了;而且,黑土层变得越来越瘦,或者说颜色变得越来越黄,这意味着黑土地变得贫瘠化了;另外,机械地、反复地耕作,使黑土地变得越来越硬,结构发生了退化。

退化的主要原因有三个:黑土地开垦后,从丰美的草原成为农田,地表就缺少了覆盖,导致表土容易流失;而且耕种过程会不断地耕翻,黑土地有机质就会加速分解,黑土变黄变瘦,进而板结变硬;另外我们种植的农作物和草原相比,类型多样性极大地降低了,我们叫单一化种植,这些问题都导致了黑土地退化。

发生退化后会怎么样?

生活在北方的人,很多都见过沙尘暴吧。2020年4月3日,东北吉林起了沙尘暴,天气非常差。这种天气每年大大小小要发生十次左右。

东北上空飘浮的沙尘暴,来自上风向地区,比如内蒙古。但因为风是气旋性的,东北地区黑土地的表土就被刮到沙尘里了。

其实,沙尘暴里的表土应该待在农田里,但是由于耕作造成的地表裸露,导致表土在大风天,被吹到几百公里甚至上千公里以外的地方,这是黑土地变薄的一个原因。

除了风吹以外,还有雨淋、水冲,雨滴直接打到裸露的土壤上,就会把土壤打得颗粒分散,然后和雨水混迹在一起,冲向下游,就把表土带到下游沉积,甚至可以带到远处的河流沉积下来。这样也会造成土壤变薄。假如水遇到大的洪水,还可以形成冲沟,这就把黑土地搞得支离破碎。

无论是风刮,还是水冲,最主要的问题是,农业利用以后地表的裸露。但除此之外,黑土地还遇到一个挑战,就是秸秆的焚烧。

粮食增产以后,大量的秸秆无处可放。自然界生长的草是一岁一枯荣,按照自然规律,秸秆回到土壤里,慢慢地腐烂,最后会结成肥厚的黑土层。但是为了方便耕作,现在处理秸秆的方式是焚烧。焚烧就打乱了自然界生态的循环,同时也会破坏土壤微生物的系统,还造成周围区域环境的污染,只要一焚烧秸秆,PM2.5肯定爆表。

如果秸秆不烧的话,很多农户就会把它从田里移走,但实际上这个过程要进行机械操作,而机械的反复进地,也会造成土壤结构的破坏。

那怎么办?

我们应该向大自然学习。第一,秸秆覆盖地表,土地不裸露了很多问题都会解决。再一个,尽量不动土,不要把土翻上来裸露在地表。最后,种地的时候采取轮作的方式,不要只种植一种作物,玉米、大豆、春小麦、油菜 、花生等可以进行轮作,保持作物类型的多样性。

这是2020年6月份拍的照片,在秸秆的覆盖情况下种的玉米,苗起得又壮又好,而且作物的产量也没有降低。春天,覆盖的秸秆可以保护土和水,防止流失。等到七八月份了,温度上来以后,秸秆就腐烂在土里,又归还成土壤的养分或者是肥料。

那么这样就有一个关键技术问题——怎么在秸秆覆盖下播好种、施好肥?

答案是免耕播种机。这个机器是美国发明的,我们国家大概十几年前引进,经过消化和吸收,开发出适合我们国家的免耕播种机。因为我们的土地制度是包产到户的,所以不需要非常大的机械,一般两行或者六行的免耕播种机就够了。

现在国产研制的免耕播种机,在全面秸秆的覆盖下,都可以做好播种了,播种质量有保证。

那么有了这样的机器,怎么去推广呢?一开始是通过农村合作社进行推广。

为什么通过合作社?因为国家对东北的合作社支持力度很大,每一个合作社用的农机设备都很齐全,大概都有千万以上的投资,增添免耕播种机问题不大。

不过,一开始推广的时候,农户其实不太愿意接受,因为他们不了解效果,觉得你这不是“懒汉种地”吗?秸秆天天铺在地里,收成没法保证。

所以在这种情况下,一开始我们把研制的免耕播种机的样机,免费给合作社和种田大户。周围的农民和合作社看到播种以后,苗长得很好,对播种机的性能才有信心。

逐渐地,我们再给农户推广秸秆还田的好处。通过十几年的努力,这种种植模式已经推广到2000多万亩,我们叫它——梨树模式。

我给大家看一个用梨树模式种地的实际效果。

以玉米为例,第一年收获时,把秸秆就折断铺在大地里过冬。春天,就用两行的播种机进行播种,假如有必要的话还可以进行除草作业。然后玉米就在秸秆覆盖的情况下逐渐长大,一直到收获,进而接着循环。

这样种地就可以做到对地表的终年覆盖。

防风沙效果怎么样呢?

下图是同一天,在不同地点拍摄的照片。右图是农大秸秆覆盖的试验田,这么大的风,地表却很少起沙子。但没有覆盖的土地,就有很多沙尘。可见地表覆盖的重要性。

地表覆盖以后,还可以改善生态循环,因为不动土之后,蚯蚓的活动就会增加。蚯蚓的活动范围可以达到一米多深,还会出现蚯蚓洞。这样下雨时,雨水就能渗入得很深,同时根系也下扎得很深,这就能抗旱。如果遇到台风,还能抗倒伏。

下图也是很明显的对比。左边是传统耕作的作物,右边用的是梨树模式。很明显能看到,右边的作物遇到风雨天气也可以不倒伏,这就能保证作物的丰产高产。

所以,给黑土地怎么加油?实际上道理很简单,向大自然学习、秸秆覆盖、少动土,让黑土有机质得到一定的恢复,疏松的黑土层也可以得到保持,还能形成一个良好的生态系统。

很荣幸,2020年7月22号,我把这个工作也向总书记汇报过。总书记强调:一定要很好地总结梨树模式,采取有效的措施,保护好黑土地这一耕地中的大熊猫。

现在我们进入了生态文明的新时代,那么在新的发展阶段,我从事的土壤学的专业,要继续为国家耕地保护服务,保护好耕地中的这一大熊猫,从而为东北的农业现代化、乡村振兴做出新的贡献。

谢谢大家。

演讲嘉宾李保国:《给黑土地加加油》 | 拍摄:Vphoto

作者:李保国

监制:吴欧

策划:吴欧 麦芽杨

编辑:小米 范可鑫

排版:凝音

校对:杨婧

我是科学家iScientist微信公众号2021年4月23日

责任编辑:刘铮
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