肥沃的黑土地,是地球上稀有的土壤資源,被譽為“耕地中的大熊貓”。
“一兩黑土二兩油,插根筷子能發芽。”這句順口溜形象地說出了黑土地的肥沃,但在長年的深度開發和重點利用中,黑土地也免不了變薄、變瘦、變硬。
為更好地保護“耕地中的大熊貓”,2021年3月,中國科學院主動“揭榜掛帥”,集結院內27家研究所和院外71家單位,籌劃“黑土糧倉”先導專項重大科技任務,與吉林、遼寧、黑龍江、內蒙古三省一區打造了7個萬畝級示范區,構建了區域適宜性黑土地保護與利用技術模式。
在這場“黑土糧倉”科技會戰中,由中國科學院東北地理與農業生態研究所(以下簡稱“東北地理所”)擔任先鋒軍。作為專項負責人和前線總指揮,東北地理所所長姜明帶領一支支科研攻關團隊將熱愛與信念“種”在東北廣袤的黑土地上。
1.在鹽堿地上奮勇拼搏
“大風卷起層層黃沙,沙粒擊打著臉頰,又隨著呼吸進入鼻喉,一不小心就會鉆入眼睛。”東北地理所研究員、“黑土糧倉”科技會戰大安(吉林西部)示范區負責人黃迎新,回想起多年前籌建大安(吉林西部)示范區長嶺站時感嘆,“吉林西部是世界三大蘇打鹽堿地集中分布區之一,鹽分重、堿化度高,農作物很難生長。”
“長嶺可不僅僅是刮大風!因為草木難生,夏天,蚊蟲圍著人轉;因為地廣人稀,冬天,擋不住的寒風吹得人骨頭都發涼。”團隊成員李強說,面對這么艱苦的條件,隊員們卻越戰越勇,平均每年在長嶺站工作約80天,最多的一年達130天。他們不僅令長嶺站煥然一新,還不斷優化著與良田、良種、良法相配套的農業種植大安模式,在鹽堿地治理方面取得了突破。
“風雨兼程是野外工作的家常便飯。”李強說,“土壤呼吸監測實驗是收集數據的重要途徑,監測期為每兩小時1次、連續監測24小時。有一次,團隊在野外頂著烈日檢測了一整天,結果晚上突然下起暴雨,為了保證數據的完整性,大家堅持在暴雨中完成了最后兩小時的監測。”
2021年,“黑土糧倉”科技會戰啟動當年,團隊探索出“埋秸稈造旱田”鹽堿地治理新模式。黃迎新介紹:“通過實施秸稈改良鹽堿地技術,原來沒辦法種植玉米的重度鹽堿地可實現畝產玉米約300公斤,是當地平均產量的74%~94%。”
2023年春天,團隊又對該技術進行了調整升級。秋天,豐收的喜訊傳來。經過測產,位于吉林省長嶺縣的45畝試驗田,借助“埋秸稈造旱田”鹽堿地治理新模式,在改良成本從兩萬元每公頃降低到7200元每公頃的前提下,畝產達到了341.77公斤。
令黃迎新和團隊成員欣慰的是,隨著試驗田喜獲豐收,當地群眾漸漸明白了科學種田的重要性,不僅主動詢問試驗田的相關研究,還幫忙看守試驗田。“現在越來越多的企業主動提出合作意愿,大家感覺一切付出都是值得的。”黃迎新說。
2.精心為黑土地做“體檢”
在東北地理所研究員劉煥軍心里,2023年4月26日到5月5日是一段難忘的日子。在這段時間里,依托于中國科學院“黑土糧倉”科技會戰三江示范區項目,東北地理所聯合中國科學院空天信息創新研究院等16家單位以及“黑土糧倉”科技會戰的其他團隊,在三江示范區友誼農場開展了一場黑土地航空飛行綜合觀測實驗。
“在這次實驗中,我們共組織衛星15顆,過境達120次,使用航空遙感飛機搭載多種高精尖設備在天空進行觀測,還組織地面近百人的大部隊一同實施黑土地天空地立體監測。”劉煥軍說,多頻次的全面“體檢”提高了黑土地耕地產能與質量監測能力,構建出黑土地耕地檔案,建立了黑土地資源大數據平臺,實現“數字黑土地”和農場黑土地資源“一張圖”。
“隊員們每天早上5點就要前往試驗田,趕上洪澇就得穿著靴子蹚過及膝的水,水灌進靴筒,就像腿上綁了沙袋走在沼澤地里一樣。每個人還要提著兩個設備采樣,騰不出手扒開玉米葉子,大家就用頭頂出了一條路,臉上免不了被葉子劃傷。晚上回寢室,刷掉靴子里的泥,就得晚上12點多了。第二天早上5點,又要開始新一天的采樣。”團隊成員王軼昂說。
如今,團隊已經完成了友誼農場近200個樣方的地面調查工作,為摸清測區黑土地土壤與耕地質量家底,診斷黑土地土壤與耕地質量及退化狀況獲取了科學數據。
依托于“黑土糧倉”科技會戰三江示范區項目打下的良好基礎,2021年11月,劉煥軍負責的國家重大研發計劃項目“黑土地耕地質量多尺度天空地立體監測技術與預警系統”正式立項,項目將首次得出黑土地耕地質量的天空地完整監測數據,為東北地區的黑土地耕地“保駕護航”。
3.堅守一線發揮巾幗力量
眼鏡后面是一雙帶笑的眼睛,說起話來溫和而親切。誰能想到,這位知性而溫婉的女士,不僅自己做科研,還帶著一群女性科技工作者頂著嚴寒和酷暑,在黑土地上奉獻著青春。
“我們團隊從2001年開始,就從事保護性耕作的研究與推廣工作,建立了東北黑土區第一個保護性耕作長期定位試驗基地。”東北地理所研究員梁愛珍介紹,2021年“黑土糧倉”科技會戰打響,她又作為“薄層退化黑土保育與糧食產能提升長春示范區”負責人,帶領巾幗隊伍繼續把論文書寫在廣袤的黑土地上。
團隊成員黃丹丹說:“我常常在早上醒來時,看到梁愛珍老師凌晨三四點發來的消息。這么多年,我對梁老師的印象就沒有變過,她仿佛就是為科研而生的,腦子里每時每刻都在想科研的事情。”
因為設備需要人工輸入參數、完成設置,所以每一次野外測量,團隊成員都全程堅守。“夏天,蚊蟲一層層地圍在身邊。更令人害怕的是夜里有野生動物的影子閃過,看不清是什么,也不敢看。”黃丹丹說,“這都還好,最難的還是冬天。”
冬日里的吉林,黑土地已然結凍。拎著設備和大量的備用電池,梁愛珍帶著團隊成員,在空曠的雪地里穿行。“最冷的一次,接近零下30攝氏度。我們雖然穿著兩件羽絨服和厚厚的雪地靴,貼著暖寶寶,但還是感覺寒風鉆進毛孔里,冰冷刺骨。”黃丹丹回憶。
“盡管我們團隊有75%的成員是女生,但每一次實地測量,她們都和男生一樣堅持到底,只為了拿到更準確、更完整的實驗數據。”梁愛珍驕傲地說。
而團隊的成績也值得驕傲:“黑土糧倉”科技會戰萬畝示范區逐漸落地,為吉林省黑土地保護事業起到了重要的引領帶動作用。在團隊多年的努力下,東北黑土區土壤有機質含量增加0.1%~0.5%、土壤入滲速率提升44%~69%,糧食平均增產10%,成本節約10%~20%;團隊關鍵技術入選2023年吉林省農業主推技術。
“接下來,東北地理所將繼續開展集中攻關,為保護好、利用好黑土地提供更全面的系統解決方案,借助‘黑土糧倉’科技會戰項目大幅推進吉林2035年實現‘千億斤糧食’產能的進程,推動我國糧食產能和農業強國建設再上新臺階。”姜明說。
(記者 任爽 見習記者 許天舒)