集成技术应用可解黑土地力恢复难题

 

黑土侵蚀退化是影响我国东北黑土区粮食生产的突出限制因子。“十五”的一项调查显示，东北黑土区近20年黑土有机质含量仍以年平均5‰的速率下降，水土流失严重的地区年平均下降13.5‰以上。严重的水土流失逐年剥离肥沃的黑土表层，受侵蚀退化黑土土地生产力下降明显，近20%的中高产田已变为低产田。如何恢复和提高侵蚀退化黑土的生产力已成为黑土区粮食发展所面临的一项重要课题。

 

东北地理所黑土生态重点实验室的科研人员在取得大量试验数据基础上，集成栽培、耕作、施肥等先进技术，在松嫩平原黑土区中部黑龙江省海伦市前进乡选择一典型水土流失地块开展攻关试验，试区耕地1.4公顷、坡度4.5度。采取的主要措施为：选择高产大豆品种；改顺坡垄作为横坡等高垄作；大型拖拉机深耕，耕层由原来不足15厘米增深至20厘米；除正常施用化肥外每亩增施1吨干牛粪。试验过程中，他们以试验前的2004年和实验后的2008年产量为对比进行了全坡面大样本调查，并利用空间分析的地统计学方法绘制了试验前后的大豆产量及增产空间分布图。结果表明，通过先进技术的集成应用，大豆产量由攻关前的平均2670斤/公顷增加到攻关后的5036斤/公顷，全坡面平均增产88.6％，变幅55%～140％，低产田一举上升为中高产田。研究小组通过对不同时期田块耕层含水量、土壤有机质、全氮等与大豆产量的空间相关分析，对侵蚀退化黑土的增产机理进行了深入的理论探讨。主要结论为，坡耕地大豆产量首先受水分胁迫影响，其次为养分胁迫。实施等高垄作，使生育期降雨不出田块，提高了水分利用效率，而攻关前所采用的顺坡垄作有30％以上的降水通过地表径流移出田地，坡降越大，保水越差，产量越低；深耕的作用主要体现为打破犁底层，增加降雨入渗速率，减少地表径流；牛粪的主要作用是改善土壤结构、促进作物生长、提供部分养分。

 

该项研究证明，只要采取科学的技术措施，仅增加有限的物质投入就可以快速提升侵蚀退化黑土的地力，乃至当年就可使严重侵蚀退化的低产田提升为中高产田。有关专家认为，这一研究结果对于提高约占东北黑土农田60％的中低产田的土地生产力，具有重要的实践意义。