大家好,我是李保國,我從事的工作是土壤和農業對水土資源的利用。今天我演講題目是《給黑土地加加油》。
近十幾年來,我經常去東北的田間地頭,這是我在吉林省四平市梨樹縣玉米大豆田里面拍攝的。東北地區盛產優質的農產品,現在的城里人還要網購東北的優質農產品。
為什么東北盛產這樣的優質農產品呢?因為東北有我們國家唯一一塊黑土地。
黑土地原來是豐美的草原,牧草類型多樣,有深厚的黑土層。大家可能不知道,這樣肥厚的黑土層的形成,至少需要一萬年時間。肥沃的黑土適合于開墾種植農作物,所以在東北地區,任何一年一季的農作物,長勢都很茂盛。
經過一百多年的歷史,現在黑土地已經全部開墾完畢,包括我們國家最北邊的三江平原,在新中國成立以后五十年代到六十年代也已經開發完畢。現在的黑土地占全國耕地面積的27%,雖然一年只能種一季,但是它的產量占到全國的1/4,商品率占到1/3。
什么是商品率?
除了滿足自己需求以外,還可以調去其他的省市,比如不生產糧食的大城市。我們國家能調出糧食的省市不多,去年只有五個省市可以調出,東北(三市一盟)就占有三席:黑龍江、吉林、內蒙古東四盟。
2009年,我去四平市梨樹縣,從事黑土地保護工作。當時就聽畜牧局的局長說:北京人得感謝我們東北,北京市場上的六頭豬中,有一頭就來自四平市批發市場。
實際上,十幾年前的豬、牛、羊這些優質農副產品,都是基于東北生產的玉米和大豆生產出來的。從開墾到現在,我們其實一直受到東北這塊黑土地產出的恩惠。而且隨著農業科技的發展,黑土地的糧食產量也在不斷地增長。改革開放接近40年,光玉米的單產(一畝地的產量)已經增長到兩到三倍。
產量增長這么多,是不是意味著黑土地的質量變好了?事實恰恰相反,黑土地一直在退化。
曾經的黑土地非常厚,那是它肥沃優質的標志,但開墾以后,每年土層會降低兩毫米左右。兩毫米聽上去不多,但其實是一個很快的速度,因為一米黑土層的形成大概需要一萬年,假如每年降低兩毫米,不用太久黑土地就沒有了;而且,黑土層變得越來越瘦,或者說顏色變得越來越黃,這意味著黑土地變得貧瘠化了;另外,機械地、反復地耕作,使黑土地變得越來越硬,結構發生了退化。
退化的主要原因有三個:黑土地開墾后,從豐美的草原成為農田,地表就缺少了覆蓋,導致表土容易流失;而且耕種過程會不斷地耕翻,黑土地有機質就會加速分解,黑土變黃變瘦,進而板結變硬;另外我們種植的農作物和草原相比,類型多樣性極大地降低了,我們叫單一化種植,這些問題都導致了黑土地退化。
發生退化后會怎么樣?
生活在北方的人,很多都見過沙塵暴吧。2020年4月3日,東北吉林起了沙塵暴,天氣非常差。這種天氣每年大大小小要發生十次左右。
東北上空飄浮的沙塵暴,來自上風向地區,比如內蒙古。但因為風是氣旋性的,東北地區黑土地的表土就被刮到沙塵里了。
其實,沙塵暴里的表土應該待在農田里,但是由于耕作造成的地表裸露,導致表土在大風天,被吹到幾百公里甚至上千公里以外的地方,這是黑土地變薄的一個原因。
除了風吹以外,還有雨淋、水沖,雨滴直接打到裸露的土壤上,就會把土壤打得顆粒分散,然后和雨水混跡在一起,沖向下游,就把表土帶到下游沉積,甚至可以帶到遠處的河流沉積下來。這樣也會造成土壤變薄。假如水遇到大的洪水,還可以形成沖溝,這就把黑土地搞得支離破碎。
無論是風刮,還是水沖,最主要的問題是,農業利用以后地表的裸露。但除此之外,黑土地還遇到一個挑戰,就是秸稈的焚燒。
糧食增產以后,大量的秸稈無處可放。自然界生長的草是一歲一枯榮,按照自然規律,秸稈回到土壤里,慢慢地腐爛,最后會結成肥厚的黑土層。但是為了方便耕作,現在處理秸稈的方式是焚燒。焚燒就打亂了自然界生態的循環,同時也會破壞土壤微生物的系統,還造成周圍區域環境的污染,只要一焚燒秸稈,PM2.5肯定爆表。
如果秸稈不燒的話,很多農戶就會把它從田里移走,但實際上這個過程要進行機械操作,而機械的反復進地,也會造成土壤結構的破壞。
那怎么辦?
我們應該向大自然學習。第一,秸稈覆蓋地表,土地不裸露了很多問題都會解決。再一個,盡量不動土,不要把土翻上來裸露在地表。最后,種地的時候采取輪作的方式,不要只種植一種作物,玉米、大豆、春小麥、油菜 、花生等可以進行輪作,保持作物類型的多樣性。
這是2020年6月份拍的照片,在秸稈的覆蓋情況下種的玉米,苗起得又壯又好,而且作物的產量也沒有降低。春天,覆蓋的秸稈可以保護土和水,防止流失。等到七八月份了,溫度上來以后,秸稈就腐爛在土里,又歸還成土壤的養分或者是肥料。
那么這樣就有一個關鍵技術問題——怎么在秸稈覆蓋下播好種、施好肥?
答案是免耕播種機。這個機器是美國發明的,我們國家大概十幾年前引進,經過消化和吸收,開發出適合我們國家的免耕播種機。因為我們的土地制度是包產到戶的,所以不需要非常大的機械,一般兩行或者六行的免耕播種機就夠了。
現在國產研制的免耕播種機,在全面秸稈的覆蓋下,都可以做好播種了,播種質量有保證。
那么有了這樣的機器,怎么去推廣呢?一開始是通過農村合作社進行推廣。
為什么通過合作社?因為國家對東北的合作社支持力度很大,每一個合作社用的農機設備都很齊全,大概都有千萬以上的投資,增添免耕播種機問題不大。
不過,一開始推廣的時候,農戶其實不太愿意接受,因為他們不了解效果,覺得你這不是“懶漢種地”嗎?秸稈天天鋪在地里,收成沒法保證。
所以在這種情況下,一開始我們把研制的免耕播種機的樣機,免費給合作社和種田大戶。周圍的農民和合作社看到播種以后,苗長得很好,對播種機的性能才有信心。
逐漸地,我們再給農戶推廣秸稈還田的好處。通過十幾年的努力,這種種植模式已經推廣到2000多萬畝,我們叫它——梨樹模式。
我給大家看一個用梨樹模式種地的實際效果。
以玉米為例,第一年收獲時,把秸稈就折斷鋪在大地里過冬。春天,就用兩行的播種機進行播種,假如有必要的話還可以進行除草作業。然后玉米就在秸稈覆蓋的情況下逐漸長大,一直到收獲,進而接著循環。
這樣種地就可以做到對地表的終年覆蓋。
防風沙效果怎么樣呢?
下圖是同一天,在不同地點拍攝的照片。右圖是農大秸稈覆蓋的試驗田,這么大的風,地表卻很少起沙子。但沒有覆蓋的土地,就有很多沙塵。可見地表覆蓋的重要性。
地表覆蓋以后,還可以改善生態循環,因為不動土之后,蚯蚓的活動就會增加。蚯蚓的活動范圍可以達到一米多深,還會出現蚯蚓洞。這樣下雨時,雨水就能滲入得很深,同時根系也下扎得很深,這就能抗旱。如果遇到臺風,還能抗倒伏。
下圖也是很明顯的對比。左邊是傳統耕作的作物,右邊用的是梨樹模式。很明顯能看到,右邊的作物遇到風雨天氣也可以不倒伏,這就能保證作物的豐產高產。
所以,給黑土地怎么加油?實際上道理很簡單,向大自然學習、秸稈覆蓋、少動土,讓黑土有機質得到一定的恢復,疏松的黑土層也可以得到保持,還能形成一個良好的生態系統。
很榮幸,2020年7月22號,我把這個工作也向總書記匯報過。總書記強調:一定要很好地總結梨樹模式,采取有效的措施,保護好黑土地這一耕地中的大熊貓。
現在我們進入了生態文明的新時代,那么在新的發展階段,我從事的土壤學的專業,要繼續為國家耕地保護服務,保護好耕地中的這一大熊貓,從而為東北的農業現代化、鄉村振興做出新的貢獻。
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