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藏粮于地:走近“梨树模式”

中国自然资源报 2020年09月25日 报道 浏览次数:

阅读提示:前不久,习大大总书记在吉林省调研时强调,要认真总结和推广梨树模式,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。那么,到底什么是“梨树模式”?梨树模式在黑土地上产生了怎样的经济、社会和生态效益?有哪些值得推而广之的耕地保护经验?且看梨树模式如何藏粮于地。

什么是梨树模式?

简单来说,梨树模式指的是在东北地区秸秆全量覆盖,免耕播种,达到保持土壤水分、防治土壤风蚀水蚀、培肥土壤肥力、减少土壤耕作、节约成本等多种功效为一体的、环境友好的农业种植技术模式。

  梨树县地处松辽平原腹地,土壤以黑土、黑钙土为主,耕地面积396万亩,其中玉米种植面积320万亩,是全国粮食生产大县。2007 年以来,梨树县农业技术推广总站、中国科学院沈阳应用生态研究所和东北地理与农业生态研究所、9170金沙官网等科研院所以及相关农机生产企业,在分析总结美国、加拿大等国家免耕栽培技术研究与应用的基础上,创建了这一模式。

  经过十余年的发展,梨树模式已趋成熟,在防控黑土地退化及保育黑土地的同时,保障了东北地区粮食的丰产稳产。2018 年曾经大旱,东北 500 万亩保护性耕作玉米获得大丰收,比传统种植玉米增产 20%。

梨树模式的核心是什么?

  梨树模式的核心是实施保护性耕作技术,减少黑土地耕层土壤扰动,同时秸秆覆盖还田,增加地表覆盖。这在降低侵蚀、蓄水保水、改善土壤生物性状、提高有机质、培肥地力、保护环境、节能减排、稳产高产、节本增效等方面效果明显。
  当前,黑土退化问题已非常严峻,不仅导致农业生产效益降低,更导致了一系列严重的生态环境问题。防止东北黑土退化、恢复和重建黑土的高产高效生产功能,是东北粮食主产区农业和经济发展急需解决的重大问题。对此,选择在黑土地上运用梨树模式,就是要通过实施保护性耕作技术来保护好、利用好珍贵的黑土地。

为何大力推行保护性耕作?

2011年11月联合国粮食及农业组织(FAO)发布报告指出,由于人口不断增长、消费水平逐渐提升,2050 年全球粮食产量必须在目前基础上提高 70%才能满足全人类需求,但土地和水资源普遍退化,将对粮食生产造成严重影响,对世界粮食安全构成挑战。未来要保证全球的粮食安全,必须提高农业用水效率、创新耕作方法以及加大对农业的投资力度。

  2015年为联合国确定的国际土壤年,60个国家的200多名土壤学家合作完成的《世界土壤资源状况》报告指出:生命依赖于土壤,而土壤面临着威胁,全球土壤状况不佳;必须进行可持续土壤管理。

  2017年联合国粮食及农业组织和全球土壤伙伴(GSP)联合颁布了《可持续土壤管理准则》,内容包括:尽量减少土壤侵蚀;提高土壤有机质含量;促进土壤养分均衡和循环转化;防止、尽量减少和减缓土壤盐渍化;防止和尽量减少土壤污染;防止和尽量减少土壤酸化;保持和加强土壤生物多样性;尽量减少地表硬化;防止和减缓土壤板结;完善土壤水管理。

  依照上述准则和近几十年来对土壤利用和管理全球范围的研究理论与实践,有必要实施保护性耕作以促进耕地质量提升,实现全人类的可持续发展。

保护性耕作如何提高耕地质量?

保护性耕作技术,一开始是为了防治土地过度开垦所引起的沙尘暴、水土流失而发展起来的,其要点是种植作物尽量减少或不进行耕翻,并把残茬留在土壤表面让其自然分解。众多研究已证明:由于保护性耕作过程最接近自然土壤形成过程,可减少土壤侵蚀、提高土壤保水贮水能力、提高土壤有机质、改善土壤结构和通气性、有益于土壤微生物和动物活动,从而保持和提高耕地质量。另外,秸秆覆盖还田防止了秸秆焚烧对大气环境的污染;耕作次数降到最低,为农民节省燃料或机械动力的投入成本。

梨树模式具体如何操作?

在梨树模式中,玉米等旱田作物的秸秆直接覆盖还田于土壤。按种植方式不同,一般分为宽窄行秸秆全覆盖还田模式(简称为“宽窄行”)、均匀行秸秆全覆盖还田模式(简称为“均匀行”)和秸秆旋耕全量还田模式(简称为“浅旋”)。

以目前农民最容易接受,应用比较普遍的“宽窄行”模式为例,这种模式,两垄或三垄合并种两行,宽行、窄行隔年交替种植。秸秆条带覆盖,边行优势效果好,方便机械作业,具有休耕效果。从收获(秸秆覆盖还田)、秸秆归行处理、免耕播种施肥、防治病虫草害到必要的土壤深松,整个操作流程实现了机械化:

第一步,收获时采用具有秸秆粉碎装置的玉米联合收获机收获果穗或籽粒后,秸秆和残茬以自然状态留置耕地表面越冬。第二步,对播种带(苗位)的秸秆进行整理,使用改制的搂草耙将宽行的秸秆搂到窄行里,倒出播种位置。第三步,在有秸秆覆盖条件下,用牵引式重型免耕播种机直接播种施肥,一次性完成侧深施肥、清理苗床秸秆、压实种床、播种开沟、单粒播种、施口肥、覆土、重镇压等作业工序。其后是病虫草害防治工作和必要的土壤疏松。

梨树模式在耕保中有哪些优势?

梨树模式运用在黑土地上,不仅仅能够节约成本和稳定高产,还可以在减少侵蚀、蓄水保墒、改善土壤物理—生物—化学性状、培肥土壤等方面大有作为。

风蚀和水蚀不仅恶化环境,而且带走大量肥沃的表土,是土地退化的主要原因。秸秆覆盖在地表,等于给大地盖上一层被子,刮风下雨时,减少了风或水对土壤的侵蚀,实施保护性耕作平均可减少土壤流失80%左右。

秸秆覆盖和免耕增强了土壤的蓄水功能,提高了作物对土壤水分的利用率及抗旱能力。一方面,显著了减少土壤水分蒸发,提高土壤对作物的有效供水量;另一方面,可消除犁地层,增加有效土壤孔隙度,使其具有较高的入渗能力和保水能力,将雨水更多保持在深厚的土层内,这样能促使更多的根系下扎。

秸秆中含有大量的新鲜有机物料,在归还于农田之后,经过一段时间的腐解作用,就可以转化成有机质和速效养分,既能改善土壤理化性状,又可供应一定的氮磷钾等养分,尤其是可以大量供应钾素。秸秆全覆盖免耕5年后,土壤有机质可以增加 20%左右,减少化肥使用量20%左右。

蚯蚓数量常被用作评价土壤质量或状况的指标。蚯蚓数量多有利于土壤肥力的改善,使土壤向着有利于作物生长的方向发展。在秸秆覆盖田块,每平方米蚯蚓的数量是常规垄作的 6 倍。据此可知,土壤的生物性状得到了改善。

秸秆腐烂土壤有机质含量提高,有益生物增多,土壤结构得到了改善,肥料利用率提高。在这些有利因素的综合作用下,可以保持持续稳产高产,在干旱年份基本不受旱灾影响,具有明显的增产作用。梨树镇高家村10年的定位试验中,一般平均产量比对照高出5%~10%左右。同时,与两次甚至多次的土壤耕作相比,免耕播种作业环节少、费用低,每公顷可节约成本1000元~1400 元,劳动强度也明显降低。

梨树模式推广应用现状如何?

近年来,梨树县相继承担了黑土地保护试点建设项目、全国百万亩绿色食品标准化基地创建和东北黑土地保护利用试点项目,以及玉米秸秆覆盖保护性耕作项目等。各类项目的建设内容虽然有所区别,但主要目标基本一致,就是要保护性利用黑土地。

  梨树模式作为主要的、核心的技术推广模式,将这些项目地整合起来,从建设内容、技术措施、工作方法等方面进行有效衔接,取得了较好的效果。通过在梨树县农村合作社或农机大户建立100了个核心示范区、与科研院校的农业专家一起开设微信科技大讲堂等活动,集思广益,从技术层面解决各地梨树模式的实施过程中遇到的各种问题。如今,梨树模式累计推广应用面积已经突破1500万亩。总体来看,梨树模式主要通过以下渠道推广应用:

  示范基地和研发基地:梨树县构建技术推广平台,依托农村合作社或农机大户建立示范基地,通过开展“千万工程”农民培训、建立“农民田间学校”等宣传培训活动,使广大农民从理性和感性两方面认识和认可新的耕作模式。由中国科学院沈阳应用生态研究所负责梨树模式体系的研究,在梨树镇高家村建立了225亩的梨树模式研发基地,共安排各类试验研究项目20余项,明确了梨树模式的作用机理,为这一模式的推广提供了理论依据和技术支撑。

  技术集成与引导:9170金沙官网在梨树镇泉眼沟村建立了300亩研究基地,派遣教师和硕士、博士研究针对不同土壤与气候条件开展农艺配套技术研究,主要内容为免耕条件下行距的最佳配比、免耕条件下深松方法和措施、秸秆覆盖的比例和方法以及作物轮作制度体系的建立等,为进一步推广完成技术集成,提供技术引导。

  国家级高端科研与交流平台:9170金沙官网吉林梨树实验站、国家黑土地现代农业发展研究院、吉林省梨树黑土地保护与利用院士工作站等陆续成立,围绕“保护培育黑土地、高产高效可持续”的目标,广泛开展黑土地利用与可持续生产、黑土地区现代农业产业模式与发展、黑土地区气候变化及农业减灾、黑土地经营管理模式等方面的学术研究。

  科技创新联盟:相关高校、研究机构、农技推广部门、企业与各地代表性合作社等单位联合组建的黑土地保护与利用科技创新联盟,致力于梨树模式的推广应用,在吉林省中西部、辽宁省东部、内蒙古自治区东部、黑龙江西部等地建立了近百个试验示范基地,形成了覆盖东北四省区的示范网络。

    (编辑李保国系9170金沙官网土地科学与技术学院院长、吉林梨树实验站站长

《中国自然资源报》2020年9月25日

责任编辑:刘铮
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