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劉煥軍介紹坡耕地上的土壤情況。倪思潔/攝“今年這塊地產量沒去年好，是不是試驗造成的？”北大荒農墾集團友誼農場正值繁忙的收割季，青年莊小流域的一位農戶突然找到友誼農場的工作人員。接到消息后，中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所研究員、“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)首席科學家劉煥軍立即趕到現(xiàn)場。農戶所說的地，正是他們布設了綜合試驗的一塊坡耕地。聽完農戶的抱怨，劉煥軍拿出兩張圖。一張是這塊地2019年7月7日的遙感影像，一條條侵蝕溝/水線像蚯蚓一樣彎彎曲曲地爬在田間，把原本整齊的土地分割得支離破碎；另一張是這塊地今年7月的遙感影像，“蚯蚓”變淺了，田地里綠油油一片?！澳憔驼f這幾年增沒增產吧！”站在一旁的友誼農場副場長楊慧反問。農戶點點頭，不吱聲了。雖然今年這塊地的產量因為天氣低溫多雨稍微減少了一些，但與2019年相比，還是增產了不少。他心里清楚，2019年前，也就是把地租給科學家之前，這塊地澇得嚴重，“產量低，根本不掙錢”。坡耕地“三跑”之困青年莊小流域共有4500畝地，地塊坡度最大8~12度，屬于三江平原非常典型的坡耕地。而坡耕地的黑土地保護問題一直是農場面臨的難題?！叭皆靥帩駶檯^(qū)，水蝕是導致黑土地坡耕地退化的主要原因?！眲ㄜ娊榻B，由于坡耕地存在坡度，降水順坡而下侵蝕黑土，會導致水土流失、低洼內澇、耕層變薄變硬、地塊土壤肥力不均等問題。劉煥軍等人2019年來到友誼農場時，青年莊小流域地塊已經表現(xiàn)出明顯的坡耕地跑水、跑土、跑肥，即“三跑”癥狀。楊慧回憶，當時，坡上的黑土層被沖刷得貧瘠泛黃，出現(xiàn)了“破皮黃”癥狀，幾乎長不出莊稼，田間溝壑縱橫，有些侵蝕溝深達3米，坡下沉積內澇，一下雨就出現(xiàn)積水的“魚眼泡”，嚴重影響了農作物產量。劉煥軍的出現(xiàn)，讓楊慧眼前一亮。2019年11月，國務院辦公廳印發(fā)了《關于切實加強高標準農田建設提升國家糧食安全保障能力的意見》。楊慧知道，高標準農田建設，離不開科技。而他面前這位皮膚黝黑、戴著眼鏡的高個子，是位農業(yè)遙感與信息技術專家，天天蹲在田間地頭，一開口就是東北腔，一門心思把技術用到黑土地里去。與楊慧的交流，也讓劉煥軍眼前一亮。劉煥軍是通過朋友介紹來到友誼農場的。此前，他總是清早帶著學生去田里采樣，晚上回實驗室工作，缺乏跟農戶、農場的交流，工作進展緩慢。楊慧對農業(yè)信息化的興趣，讓劉煥軍看到了合作的希望。劉煥軍告訴《中國科學報》，東北黑土區(qū)的坡耕地水土流失問題嚴重，而水蝕是導致黑土地耕地損毀、退化的主要原因，威脅著國家糧食安全與區(qū)域生態(tài)安全。如果能把他和團隊研究了數十年的技術在友誼農場里用起來，將產生很強的示范效應。在楊慧的支持下，他們找到了位于水庫邊、集山水林田湖于一身的青年莊小流域。因為地力不行，農戶同意以很低的價格把地租給他們試驗?？粗鴾羡挚v橫的田地，劉煥軍想：“保護黑土地，科技該用在哪里？不就是這里嗎！”為地塊畫像、開處方、做手術兩年后，劉煥軍團隊迎來了新的機遇。2021年3月，中國科學院主動“揭榜掛帥”，先后與吉林省、遼寧省、黑龍江省、內蒙古自治區(qū)簽訂框架協(xié)議，共同推進實施“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)。劉煥軍成為中國科學院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)團隊的負責人。這支團隊召集了28家單位的144位科研人員。這下，劉煥軍底氣更足了：“這輩子我就擱這兒好好干了！”劉煥軍和團隊早已立下目標：創(chuàng)新黑土地坡耕地保護利用系統(tǒng)解決方案。他們計劃基于山水林田湖草沙生命共同體理念，以友誼農場青年莊小流域為案例，綜合考慮耕地的白漿土障礙、不同退化程度坡耕地、低洼內澇耕地等問題，以及林地、濕地、水庫等不同土地利用和生態(tài)系統(tǒng)類型的匹配與協(xié)調發(fā)展，創(chuàng)建黑土地坡耕地水蝕智能防控與地力提升協(xié)同發(fā)展技術體系，建立黑土地坡耕地水蝕系統(tǒng)防治與保護利用示范樣板。他們做的第一件事是“知己知彼”。劉煥軍帶著團隊，用最擅長的農業(yè)遙感與信息技術，為農場里的地塊“畫像”?！皬?019年至今，我們利用天空地立體監(jiān)測技術，結合3次百人規(guī)模的航空遙感實驗，獲取土壤、利用、產能、退化、生態(tài)等多維度米級高精度‘地塊畫像’數據，定量診斷白漿土與低洼內澇土壤障礙程度，摸清侵蝕溝、‘破皮黃’、‘魚眼泡’等退化范圍與程度，為科學設計坡耕地水蝕治理方案打下數據基礎?！眲ㄜ娬f。在地塊畫像與定量診斷的基礎上，不同專業(yè)領域的科研人員共同為地塊“開處方”，一步步形成了黑土地坡耕地保護利用技術體系?！拔覀兌啻胧?、多尺度、多環(huán)節(jié)開出智能化處方。其中，多措施包括工程、農藝、生物等不同措施；多尺度包括小流域、田塊、田塊內部精準管理分區(qū)；多環(huán)節(jié)包括白漿土改土、水蝕阻控措施、地力與產量提升農藝措施等?！眲ㄜ姼嬖V《中國科學報》?！耙虻刂埔恕?個字，用在這里再合適不過。針對小流域內不同地形、不同退化類型與程度的地塊，他們采取了不同措施。中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所研究員宋春雨介紹，對于坡度在0.5~2.5度的緩坡地塊，他們不再起直壟，而是沿著與等高線一定角度的曲線方向起彎壟，以減少水土流失；對于坡度在2.5~8.5度的緩坡地塊，他們采用可耕作寬埂分段阻水；對于有可能形成侵蝕溝的水線，他們找到合適的草種，種上既能排水又不會被沖走的“草水道”；對于“破皮黃”等黑土層薄的區(qū)域，他們采用條帶保護性耕作方式；對于低洼內澇、積水區(qū)域，他們在地下設置暗管排水，并設置集水井。不僅如此，根據每塊土壤的情況，他們還開出了改土、農機深松深翻、改良劑、施肥量、有機肥等方面的智能化處方。至此，科研人員以青年莊小流域為示范，將黑土地坡耕地水蝕智能防控與綜合地力提升技術體系，轉變成了一套“系統(tǒng)認知、監(jiān)測診斷、技術處方、精準手術”的系統(tǒng)解決方案?！昂＞d農田”樣板青年莊小流域被“改造”后，在168畝的典型地塊上，玉米產量連年增長——從之前的9噸多長到11噸、13噸甚至突破了14噸。今年6月，一個月的降雨量超過往年大半年的降雨量，造成前期低溫冷涼?！耙窃?019年之前，青年莊小流域一定會是內澇積水的重災區(qū)。幸虧現(xiàn)在能夠快速讓水排掉，要不然這塊地今年就廢了。”楊慧說。他介紹，今年青年莊小流域的典型塊地玉米產量預計仍能維持在13噸?！拔覀兊某踔跃褪窃诒Ｗo黑土地的同時，提高農田的抗災能力，保證國家糧食安全?！眲ㄜ娬f。近年來，“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)團隊與北大荒集團合作提出“海綿農田”理念。“海綿農田”是一種“澇能排、旱能蓄”的農田，將跑水、跑土、跑肥的“三跑”坡耕地，變成保水、保土、保肥的“三保”田。友誼農場青年莊小流域也成為“海綿農田”的樣板?！爸袊茖W院到友誼農場后，我們整個農業(yè)隊伍在技術上有了提升，很感謝他們?yōu)槲覀兲峁┻@些高新技術，使我們的糧食產量有了提升。周邊的農場經常到我們這里來參觀?！睏罨坌χf。目前，系統(tǒng)解決方案已推廣至北大荒農墾集團友誼農場、曙光農場、北興農場、鶴山農場及尖山農場等9個農場。對于劉煥軍和他的這支“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)團隊來說，更重要的是把技術范例復制、推廣到更廣闊的田野上，在提升糧食產量的同時，保護好“耕地中的大熊貓”——黑土地。據統(tǒng)計，坡耕地治理系統(tǒng)解決方案在三江平原的推廣，已經為受惠農場帶來了水分利用效率提高30%、糧食增產5%至22%、水土流失減少70%的綜合效益，同時減少土壤養(yǎng)分流失60%以上，降低地塊內作物長勢異質性30%?！拔磥?，我們將繼續(xù)通過坡耕地水蝕系統(tǒng)防治樣板為東北黑土區(qū)坡耕地水蝕防治、低洼內澇耕地地力與產能提升、高標準農田建設方案，提供‘可復制、可推廣’的技術范例，保障國家糧食安全，保護好‘耕地中的大熊貓’?！眲ㄜ娬f。（原載于《中國科學報》?2024-10-14?第3版?綜合）