“萬物土中生,有土斯有糧”“民以食為天,食以土為本”。
一說起黑土,估計大家會馬上想到一句俗語:“攥把黑土能出油,一兩土二兩油,插根筷子能發(fā)芽”。是的,這說的就是我們的黑土。
世界上只有四大黑土區(qū),我國東北黑土區(qū)排名第三,她貢獻了我國25%的糧食,是我國糧食安全的“壓艙石”。黑土不僅養(yǎng)育著東三省一方水土,也承載著我國商品糧供給的重任。
圖片來源:Veer圖庫
東北地區(qū)是我國的主要糧食產(chǎn)區(qū),除盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的“東北大米”而聞名外,東北黑土區(qū)還享有“黃金玉米帶”“大豆之鄉(xiāng)”的美喻。而玉米、水稻和大豆的產(chǎn)量領跑全國,這些作物不僅是關乎民生的商品糧,也是國家重要的戰(zhàn)略儲備糧。
2021年7月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家發(fā)展和改革委員會、財政部、水利部、科學技術部、中國科學院、國家林業(yè)和草原局七部門聯(lián)合印發(fā)《國家黑土地保護工程實施方案(2021-2025年)》,明確提出**“十四五”期間將完成1億畝黑土地保護任務,黑土耕地質(zhì)量明顯提升,土壤有機質(zhì)含量平均提高10%以上。**
那么,黑土為什么是黑色的?黑土地如何保護?黑土有機質(zhì)含量又要如何提升呢?
東北黑土:耕地中的“大熊貓”
2020年7月,習總書記到吉林省視察時,強調(diào)要認真總結和推廣,采取有效措施切實把黑土地這個“耕地中的大熊貓”保護好、利用好,使之永遠造福人民。
黑土地之所以被稱為“耕地中的大熊貓”,這和她的資源價值和戰(zhàn)略地位密不可分。
首先,東北黑土是稀缺資源,具有獨特的自然屬性。
黑土是大自然賜予我們的珍貴資源,東北黑土是我國最寶貴的財富。中國東北黑土地耕地面積占東北黑土區(qū)耕地面積的50.6%,占中國耕地面積的10.0%。
其次,黑土是糧食生產(chǎn)的沃土。
黑土是一種性狀好、肥力高、適宜植物生長的優(yōu)質(zhì)土壤類型,與其他類型土壤相比,具有水穩(wěn)性團粒結構比重大、腐殖質(zhì)含量高、結構疏松、容重低、持水能力強、通透性良好、微生物活性強等特點,具有良好的保肥與保水性能。
東北黑土區(qū)糧食產(chǎn)量和糧食調(diào)出量分別占全國總量的四分之一和三分之一。
冰天雪地里,皚皚白雪下覆蓋的黑土地是我國的寶貴財富,這個黑白配,也正是我國國寶大熊貓的顏色。
因此,東北黑土地可以媲美我們的國寶神獸大熊貓。
黑土為何黑
東北地區(qū)的黑土是從大約200萬年前才開始形成的。
200萬年前,東北地區(qū)的土地主要表現(xiàn)為厚重的沙礫層,隨著氣候的濕化,東北地區(qū)逐漸發(fā)育出草原和森林植被。最終在約1.1萬年前,形成了廣布連片的典型草原、草甸草原、疏林草原。
該區(qū)域內(nèi)夏季溫暖濕潤,植物生長茂盛,生長季雨熱同期,冬季嚴寒少雪,土壤凍結深且延續(xù)時間長,季節(jié)性凍層明顯。
每年10月中下旬氣溫迅速轉冷而結冰,土壤中的微生物活動受到抑制,植物死亡后的殘體不能迅速的分解,逐漸在土壤中積累起來,形成厚重的腐殖質(zhì)層**,**為進一步積蓄土壤養(yǎng)分提供了充分的條件。而土壤中的腐殖質(zhì)成分是黑色的,最終便形成了現(xiàn)今連片的黑土區(qū)。
典型厚層黑土土壤剖面(圖片來源:李娜)
有機質(zhì)銳減,黑土不再黑
黑土的形成是一個漫長的過程,但其退化的速度卻像坐過山車一樣迅速。
每形成1厘米厚度的黑土大約需要400年的時間,但在只用不養(yǎng)的情況下,黑土開墾40年,土壤有機質(zhì)含量即可下降50%左右,下降速度驚人。
由于開墾后受到生態(tài)系統(tǒng)改變和人類活動的雙重驅動,東北黑土地出現(xiàn)了嚴重的退化現(xiàn)象。
水土流失嚴重、土壤“破皮黃”、秸稈離地不還田、土壤壓實板結、有機質(zhì)下降、土壤質(zhì)量降低,表現(xiàn)為“變薄、變瘦、變硬”的趨勢。
土壤有機質(zhì)含量和生產(chǎn)能力隨開墾時間的變化(圖片來源:參考文獻1)
快速退化的黑土地已嚴重威脅到國家糧食安全和東北區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。如何在利用中保護黑土地、提升土壤肥力、實現(xiàn)黑土持續(xù)黑,是亟待解決的關鍵科學問題。
保護黑土地,守好中國大糧倉
保護和利用好黑土地,實現(xiàn)黑土持續(xù)黑、糧食持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),需要科技的助力和振興。
中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所一直致力于黑土地保護和利用方面的研究。黑龍江海倫農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站創(chuàng)建了一系列不同農(nóng)田管理措施下黑土質(zhì)量演變長期定位實驗,證實了通過向土壤中增施秸稈或有機肥,可較快速地提高土壤有機質(zhì),培肥土壤的同時,提升作物品質(zhì)和質(zhì)量。
多年來,通過技術模式的構建、優(yōu)化和示范推廣,研究團隊提出了以秸稈粉碎、有機肥混合深翻還田,結合玉米-大豆輪作為關鍵技術的深耕培土“龍江模式”。
特別是黑土的成土母質(zhì)肥力恢復的程度和速度,遠超過表層黑土的肥力恢復程度和速度,這主要歸因于“碳饑餓”狀態(tài)的母質(zhì)更有利于有機質(zhì)的固存。
土壤2:1型黏土礦物吸附、磷鉀養(yǎng)分釋放、團聚結構周轉、微生物生物化學的諸多耦合過程,都深刻影響土壤有機質(zhì)的周轉和穩(wěn)定,持續(xù)影響外源碳進入土壤,形成穩(wěn)定的土壤有機質(zhì)。
有機物料施用對典型黑土和黑土母質(zhì)肥力演變中土壤有機質(zhì)含量的影響
(圖片來源:參考文獻1)
秸稈或有機肥還田,可不斷地給黑土地“加餐”,將大量的養(yǎng)分返還給土壤,同時增加了土壤的蓄水能力和導氣性,改善了土壤結構,提高了土壤微生物的數(shù)量和豐富度,促進了土壤中養(yǎng)分元素的循環(huán),提高土壤的碳儲量和土壤質(zhì)量,使土壤更健康,充滿生機。
秸稈或有機肥還田效果圖(圖片來源:李娜)
綜上所述,退化的黑土是可以恢復的,只要時間允許、氣候得當、外源物料充足、生物因素持續(xù),即使是退化嚴重的黑土也是可以恢復的!然而,形成現(xiàn)在的黑土層至少要6萬年的時間,黑土是這一最珍貴的土壤資源,無法人為重新構建。
所以,**利用和保護好黑土地,**是一項任重而道遠的工程。
科學保護黑土地資源,讓黑土持續(xù)黑,黑得發(fā)光發(fā)亮,守好中國大糧倉,時為己任,功在千秋。
中國人的飯碗,靠東北黑土,更需要中國人自己端!只有用科技去守護“中華大糧倉”,才能端好端牢“中國飯碗”。
參考文獻:
1.韓曉增,李娜.中國東北黑土地研究進展與展望[J].地理科學,2018,38(07):1032-1041.
2.https://www.zhihu.com/question/26702027.