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記者了解到，東北黑土地糧食總產(chǎn)量和商品糧現(xiàn)在分別占全國總產(chǎn)量的1/4和1/3，已成為我國糧食生產(chǎn)的“穩(wěn)壓器”和“壓艙石”。關(guān)義新提及的良技來自東北黑土區(qū)以秸稈覆蓋少免耕技術(shù)為核心的保護性耕作技術(shù)過程，該過程又被稱為“梨樹模式”。
對關(guān)義新來說，“梨樹模式”包含了很多內(nèi)容，“更包含了中國科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位與吉林省梨樹縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣專家團結(jié)協(xié)作、艱苦奮斗、不怕困難、百折不撓的精神”。
免耕播種機問世
“不合理的耕作生產(chǎn)模式，不可避免地造成東北黑土地的肥力透支。”關(guān)義新介紹，東北黑土地已經(jīng)出現(xiàn)土壤有機質(zhì)下降等問題，威脅國家糧食安全。
“一些地區(qū)黑土層薄了15~20厘米，土壤肥力瘦了30%~50%，黑土生產(chǎn)力下降了20%。為了維持和提高糧食產(chǎn)量，農(nóng)戶慣用的做法是不斷提高化肥使用量。”關(guān)義新告訴記者，照此速度，再過幾十年東北部分糧食主產(chǎn)區(qū)的優(yōu)質(zhì)黑土資源將不復(fù)存在。
他指出，在東北黑土區(qū)，當前退化最為嚴重的是旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，尤其是玉米種植帶。傳統(tǒng)耕作制度下的玉米連作模式、玉米秸稈長期離田、土地常年翻耕，土壤土地生物有機物料投入嚴重不足，土壤隨風(fēng)蝕水蝕流失嚴重，是導(dǎo)致土壤退化的根本原因。
退耕還林、退耕還草，輪作休耕、等高種植，以及秸稈覆蓋少免耕保護性耕作是世界其他黑土區(qū)治理黑土退化的成功經(jīng)驗。“然而，我國的基本國情是人多地少、糧食安全壓力大，保護性耕作成為我們用好、養(yǎng)好黑土地的首選策略。”關(guān)義新表示，玉米連作保護性耕作是世界性難題，加上我國東北地區(qū)春季干旱等因素，秸稈覆蓋少免耕在很多地區(qū)難以保證播種質(zhì)量，保護性耕作技術(shù)的實施在中國應(yīng)用面臨巨大挑戰(zhàn)。
2007年10月1日，是一個讓關(guān)義新難忘的特別日子。“我在吉林省梨樹縣高家村和中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所研究員張旭東等人相聚，這一天我們有了一個共同的夢想——有生之年將保護性耕作技術(shù)在中國推廣開。”從這一天開始，關(guān)義新等人開始探索黑土地的保護性耕作技術(shù)。
2007年10月，關(guān)義新帶領(lǐng)團隊開展免耕播種機的研發(fā)。2008年4月，他們研發(fā)出第一臺高性能免耕精量施肥播種機樣機2BMZF-2。2009年，該樣機被專家鑒定為“國內(nèi)性能領(lǐng)先，基本達到了國外同期的先進水平，填補了東北地區(qū)高性能免耕播種機的空白”。
隨后，在吉林省補貼政策的支持下，該免耕播種機迅速產(chǎn)業(yè)化。關(guān)義新透露，目前，該類型系列免耕播種機已經(jīng)成為東北地區(qū)的主流播種機。
技術(shù)硬、效益高
關(guān)義新在免耕播種機保護性耕作的示范推廣中發(fā)現(xiàn)，我國玉米的行距與北美地區(qū)有所不同。關(guān)義新說：“我們的玉米連作壟距小、秸稈量大，若按照北美的做法，秸稈分不開，播種質(zhì)量不好控制，單純引入的國外免耕技術(shù)很難推廣。”
2015年，關(guān)義新團隊與吉林省梨樹縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站聯(lián)合提出了寬窄行秸稈覆蓋少免耕技術(shù)。該技術(shù)也被稱為“梨樹模式”保護性耕作的主體技術(shù)模式。
“過去，吉林省梨樹縣的農(nóng)民大多是均勻壟栽玉米，壟距60厘米。我們經(jīng)過反復(fù)試驗，改變了傳統(tǒng)等行種植法，將兩壟或三壟合并成兩行，改為80厘米和40厘米，或50厘米和80厘米的壟距交替排列。”關(guān)義新向記者解釋道，壟距交替排列的種植規(guī)則是，今年窄行種玉米，寬行覆蓋秸稈，那么來年寬行種玉米，窄行就覆蓋秸稈。
據(jù)悉，梨樹基地在經(jīng)過連續(xù)14年的秸稈覆蓋少免耕地塊試驗后證實，玉米播種質(zhì)量有了很大的提高，不僅提升了黑土地農(nóng)田土壤增碳培肥、抗旱保墑、節(jié)肥增效等功能，還為黑土地產(chǎn)能提升提供了長效保障。
另外，張旭東團隊在梨樹縣高家村15年的全量秸稈覆蓋還田少免耕技術(shù)實施效果也表明，15年來黑土土壤養(yǎng)分庫容增加了10%~20%，養(yǎng)分利用效率提高10%~15%，土壤水分貯存容量增加10%以上，可抑制80%的土壤流失。
關(guān)義新介紹：“15年來，玉米產(chǎn)量從畝產(chǎn)650千克增加到800千克，條耕地塊連續(xù)3年每畝產(chǎn)量為1000千克。與此同時，生產(chǎn)成本降低10%，種植效益增加了10%~15%。”
針對部分地區(qū)免耕推廣存在的苗期低溫大小苗、增產(chǎn)效果不穩(wěn)定等問題，2018年，關(guān)義新團隊還研發(fā)了秸稈覆蓋還田條帶耕作技術(shù)，研制了配套機具——條耕機，并聯(lián)合東北三省農(nóng)機推廣部門，建立了產(chǎn)學(xué)研政推為一體的示范推廣體系，在東北中北部、中東部地區(qū)示范推廣。
農(nóng)戶得實惠
從2007年在梨樹縣高家村建立了第一塊225畝試驗基地以來，“梨樹模式”里的黑土地保護性耕作技術(shù)內(nèi)容經(jīng)歷了不斷豐富和完善的過程，逐步發(fā)展出600個百畝示范戶、60個千畝核心區(qū)和20個萬畝示范片，累計32萬畝示范田。示范帶動全縣實施保護性耕作土地200萬畝，占玉米種植面積的70%。
記者了解到，保護性耕作已在吉林省長春農(nóng)安、松原長嶺、四平雙遼等8個縣市開展整縣推進，實施面積均在100萬畝以上，其中雙遼市基本實現(xiàn)全覆蓋。
2010—2020年是雙遼市保護性耕作技術(shù)推廣面積突飛猛進的十年。關(guān)義新告訴記者，雙遼市的示范地經(jīng)歷了從“沒人理”的免費作業(yè)到“排長隊”的有償服務(wù)的蛻變。
統(tǒng)計顯示，2020年雙遼市免耕播種機保有量達2300臺以上，保護性耕作面積達160萬畝。2021年，雙遼市計劃實施保護性耕作面積達180萬畝，確保90%以上玉米種植面積實施保護性耕作技術(shù)，為抗旱保苗奪豐收提供有力保障。
保護性耕作開展到今天，很多農(nóng)機合作社、農(nóng)戶都說，地里能看到蚯蚓了，土質(zhì)變得疏松了，糧食產(chǎn)量穩(wěn)中有升，每年增產(chǎn)5%~10%左右。每到秋收結(jié)束時，家家戶戶都緊盯著自家的地，生怕誰把自己地里的秸稈給燒了，擔心影響秸稈全覆蓋、地力得不到培肥、免耕播種效果不好。
關(guān)義新感嘆道：“示范起步階段總是艱難的，基礎(chǔ)鞏固階段我們也堅持了下來，如今蓬勃發(fā)展的保護性耕作模式，讓每一家農(nóng)戶都能笑著度過每一年的春夏秋冬。”（中國科學(xué)報見習(xí)記者辛雨）
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