李艷華在大豆田里向記者介紹“東生”大豆。倪思潔攝

　　東臨小興安嶺，西倚大興安嶺，在世界四大黑土帶之一的松嫩平原腹地上，黑龍江齊齊哈爾市坐擁3800萬畝黑土耕地。

　　廣袤的黑土耕地，使齊齊哈爾成為我國第四大產(chǎn)糧大市。這里以玉米、大豆、水稻為主要糧食作物，2021年糧食總產(chǎn)量達(dá)247億斤。

　　黑土是齊齊哈爾發(fā)展之寶，卻也是齊齊哈爾發(fā)展之困。西南風(fēng)蝕，薄層黑土脆弱；東北水蝕，中厚土層融蝕，耕作層變硬。如何守好、用好這份大自然的饋贈(zèng)，是擺在齊齊哈爾面前的難題。正當(dāng)困頓之時(shí)，中國科學(xué)院的科學(xué)家們帶著“法寶”來了。

　　他們帶著“VIP”定制服務(wù)來了

　　2021年3月，中科院地理科學(xué)與資源研究所（以下簡稱中科院地理所）研究員廖曉勇來到齊齊哈爾。從那時(shí)起，他有了一個(gè)新身份——“黑土糧倉”科技會(huì)戰(zhàn)齊齊哈爾示范區(qū)總指揮。

　　為貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于黑土地保護(hù)的重要指示批示精神，中科院向黨中央揭榜掛帥，啟動(dòng)“黑土糧倉”科技會(huì)戰(zhàn)，并批準(zhǔn)建設(shè)黑土糧倉齊齊哈爾示范區(qū)。中科院地理所總體負(fù)責(zé)該示范區(qū)的建設(shè)。

　　“黑土地保護(hù)與利用需要哪些核心科技？中科院的技術(shù)如何植入實(shí)際生產(chǎn)？政府、農(nóng)戶、研究所如何協(xié)同作業(yè)？”一連串問題堆積在廖曉勇的腦海里。

　　他深知，齊齊哈爾示范區(qū)是黑土地“大熊貓”的典型代表，這里涵蓋了除棕壤外的全部東北黑土區(qū)的黑土類型——黑土、黑鈣土、暗棕壤、草甸土、白漿土，各個(gè)地區(qū)既有不同的特征，也有不同的問題。

　　經(jīng)過反復(fù)梳理討論，他們最終決定發(fā)揮“老本行”地理學(xué)的綜合性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性學(xué)科優(yōu)勢，研制出一套集“田塊尺度一地一策、村域尺度依村定策、全域尺度分區(qū)施策”于一體的黑土地保護(hù)利用全域定制系統(tǒng)。

　　他們?cè)邶R齊哈爾核心示范區(qū)——依安縣作了最初的嘗試。

　　先按照地形、地理現(xiàn)狀、農(nóng)田投入和經(jīng)營模式等指標(biāo)的時(shí)空差異性，將縣域田塊分類分級(jí)，以經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的最優(yōu)化為目標(biāo)，進(jìn)行因地制宜的差異化管控。

　　再基于全域定制系統(tǒng)智能化診斷評(píng)價(jià)，將村莊劃分為不同保護(hù)與發(fā)展類型，據(jù)此制定不同的土地經(jīng)營方式，應(yīng)用不同的黑土地保護(hù)利用技術(shù)，規(guī)劃不同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，打造不同的黑土地保護(hù)與鄉(xiāng)村振興有機(jī)融合模式。

　　隨后，基于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)和多元地理信息數(shù)據(jù)，以問題為導(dǎo)向、以網(wǎng)格單元作為研究尺度，運(yùn)用數(shù)據(jù)模型和人工識(shí)別相結(jié)合的方法，實(shí)施分區(qū)、分類、分級(jí)，提出服務(wù)于黑土保護(hù)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的全域分區(qū)方案和匹配策略。

　　“我們還聯(lián)合了中科院院內(nèi)外的12家科研機(jī)構(gòu)、地方政府和龍頭企業(yè)開展黑土地保護(hù)利用技術(shù)集成，在齊齊哈爾市全域9縣1區(qū)13個(gè)示范點(diǎn)示范，打造可推廣的中科院全域定制系統(tǒng)解決方案。”廖曉勇說。

　　他們帶著好種又好賣的新品種來了

　　中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員李艷華做了30年大豆育種工作，培育出15個(gè)“東生”系列大豆品種。自從“黑土糧倉”科技會(huì)戰(zhàn)打響，她就全身心投入到齊齊哈爾市及輻射區(qū)域高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆品種的示范推廣工作中。

　　9月，大豆的收獲季到了。豆莢已經(jīng)變黃、發(fā)干，輕輕一擠，濃黃、圓潤的豆粒滾進(jìn)手心，李艷華一路走一路看，心里美滋滋的：“產(chǎn)量應(yīng)該挺好。”

　　大豆是一種可以“肥地”的作物，它具有極好的固氮能力，不需要施太多的化肥、農(nóng)藥。正因如此，大豆成了能夠保護(hù)黑土地的作物。但長期以來，大豆的經(jīng)濟(jì)效益不及玉米，所以李艷華要想辦法培育出產(chǎn)量高、賣得上價(jià)的大豆品種。

　　10萬畝核心示范區(qū)里，一大半地里都種著“東生19”大豆品種。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，她判斷，今年一畝地實(shí)收產(chǎn)量應(yīng)該在200公斤左右，而目前全國大豆平均產(chǎn)量大概是一畝地130多公斤。

　　“前段時(shí)間，‘東生’大豆賣到三塊六毛錢一斤，其他的也就三塊一毛多，一斤能多出5毛錢左右。”皮膚曬得黝黑的李艷華笑著告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

　　因?yàn)槟艿玫綄?shí)惠，農(nóng)戶們口口相傳，“東生19”大豆在齊齊哈爾地區(qū)的名聲越來越大，李艷華也越干越有勁兒。她每天天一亮就出門去實(shí)驗(yàn)室，每年要做300個(gè)大豆雜交組合試驗(yàn)。

　　進(jìn)行優(yōu)良品種示范是科學(xué)家們保護(hù)“黑土糧倉”的辦法之一。他們?cè)趶V袤的示范田里種下了豆類、禾谷類、蔬菜等三大品類作物的244個(gè)優(yōu)良品種，優(yōu)選適宜本地的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)作物品種。

　　不僅如此，他們還向農(nóng)戶們示范展示各品類作物的有機(jī)生產(chǎn)過程，采用110厘米、130厘米大壟密植優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)模式，開展豌豆、毛蔥復(fù)種蔬菜、玉米大豆帶狀復(fù)合種植等試驗(yàn)示范。

　　他們帶著科學(xué)又適用的對(duì)策來了

　　為了找到解決黑土地之困的最佳對(duì)策，科學(xué)家們還在田間地頭做起了各種試驗(yàn)。

　　在依安縣省級(jí)農(nóng)業(yè)園區(qū)，他們研究怎樣才能最高效地還田增碳。

　　針對(duì)冷涼區(qū)中厚層黑土地有機(jī)物料還田增碳效果差、模式少等問題，他們從2021年起開展有機(jī)物料高效還田增碳對(duì)比試驗(yàn)。他們?cè)O(shè)置了有機(jī)肥深施還田、秸稈深翻還田、秸稈歸行還田、秸稈表施還田四種有機(jī)物料還田試驗(yàn)。經(jīng)過一年時(shí)間，他們初步判斷，有機(jī)肥深松深施和秸稈深翻還田兩種處理方式有較好的增碳效果。

　　在齊齊哈爾示范區(qū)的梅里斯攻關(guān)試驗(yàn)區(qū)，他們研究怎樣能阻擋風(fēng)對(duì)黑土的侵蝕。

　　梅里斯區(qū)大風(fēng)頻發(fā)。當(dāng)?shù)厝擞芯渫嫘Γ骸懊防锼挂荒旯蝺纱物L(fēng)，一次刮半年?！?/p>

　　“一陣風(fēng)刮過去，就能吹走一個(gè)世紀(jì)。”“黑土糧倉”科技會(huì)戰(zhàn)的科學(xué)總顧問、中國工程院院士張佳寶看到貧瘠的薄層黑土剖面時(shí)心疼地說，“每一厘米厚的黑土層需要400年才能形成?！?/p>

　　為了解決風(fēng)蝕問題，科研人員摸索了兩種保護(hù)性耕作措施——滅茬秸稈覆蓋免耕、高留茬秸稈覆蓋免耕。他們還在田間布設(shè)了完整的風(fēng)蝕觀測系統(tǒng)，包括6套全方位集沙儀和兩套八向集沙儀，在2021年和2022年對(duì)不同耕作模式下土壤風(fēng)蝕特征進(jìn)行了觀測。最后，他們發(fā)現(xiàn)，減少表土的裸露面積，是梅里斯區(qū)風(fēng)蝕阻控的重要著眼點(diǎn)，而兩種保護(hù)性耕作措施可以讓風(fēng)蝕量降低61%~64%。

　　這類依靠科學(xué)決策的事例還有很多。在依安縣，他們摸索出“天—空—地—網(wǎng)”一體化黑土地精準(zhǔn)監(jiān)測體系、有機(jī)鮮食玉米套養(yǎng)大鵝技術(shù)；在梅里斯，他們摸索出薄層黑土高效增碳技術(shù)、薄層黑土品種優(yōu)選與耕作技術(shù)、黑土地保育增效技術(shù)……

　　“在齊齊哈爾示范區(qū)，我們要做的就是‘黑土糧倉全域定制決策系統(tǒng)’。通過這一系統(tǒng)，我們有信心能夠更充分地運(yùn)用科研成果，更有針對(duì)性地加強(qiáng)黑土保護(hù)。”廖曉勇說。