用智慧守護(hù)“耕地中的大熊貓”

【人才強國新征程】

中國科學(xué)院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)東北地理所團(tuán)隊：

用智慧守護(hù)“耕地中的大熊貓”

光明日報記者 任爽 光明日報見習(xí)記者 許天舒

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(fā)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(fā)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(hù)“耕地中的大熊貓”，2021年3月，中國科學(xué)院主動“揭榜掛帥”，集結(jié)院內(nèi)27家研究所和院外71家單位，籌劃“黑土糧倉”先導(dǎo)專項重大科技任務(wù)，與吉林、遼寧、黑龍江、內(nèi)蒙古三省一區(qū)打造了7個萬畝級示范區(qū)，構(gòu)建了區(qū)域適宜性黑土地保護(hù)與利用技術(shù)模式。

在這場“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)中，由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡稱“東北地理所”)擔(dān)任先鋒軍。作為專項負(fù)責(zé)人和前線總指揮，東北地理所所長姜明帶領(lǐng)一支支科研攻關(guān)團(tuán)隊將熱愛與信念“種”在東北廣袤的黑土地上。

黃迎新在調(diào)研鹽堿地返堿情況。資料圖片

1.在鹽堿地上奮勇拼搏

“大風(fēng)卷起層層黃沙，沙粒擊打著臉頰，又隨著呼吸進(jìn)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(zhàn)大安(吉林西部)示范區(qū)負(fù)責(zé)人黃迎新，回想起多年前籌建大安(吉林西部)示范區(qū)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(qū)之一，鹽分重、堿化度高，農(nóng)作物很難生長。”

“長嶺可不僅僅是刮大風(fēng)!因為草木難生，夏天，蚊蟲圍著人轉(zhuǎn);因為地廣人稀，冬天，擋不住的寒風(fēng)吹得人骨頭都發(fā)涼。”團(tuán)隊成員李強說，面對這么艱苦的條件，隊員們卻越戰(zhàn)越勇，平均每年在長嶺站工作約80天，最多的一年達(dá)130天。他們不僅令長嶺站煥然一新，還不斷優(yōu)化著與良田、良種、良法相配套的農(nóng)業(yè)種植大安模式，在鹽堿地治理方面取得了突破。

“風(fēng)雨兼程是野外工作的家常便飯。”李強說，“土壤呼吸監(jiān)測實驗是收集數(shù)據(jù)的重要途徑，監(jiān)測期為每兩小時1次、連續(xù)監(jiān)測24小時。有一次，團(tuán)隊在野外頂著烈日檢測了一整天，結(jié)果晚上突然下起暴雨，為了保證數(shù)據(jù)的完整性，大家堅持在暴雨中完成了最后兩小時的監(jiān)測。”

2021年，“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)啟動當(dāng)年，團(tuán)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(shù)，原來沒辦法種植玉米的重度鹽堿地可實現(xiàn)畝產(chǎn)玉米約300公斤，是當(dāng)?shù)仄骄�產(chǎn)量的74%～94%。”

梁愛珍在測定土壤二氧化碳排放量。資料圖片

2023年春天，團(tuán)隊又對該技術(shù)進(jìn)行了調(diào)整升級。秋天，豐收的喜訊傳來。經(jīng)過測產(chǎn)，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(chǎn)達(dá)到了341.77公斤。

令黃迎新和團(tuán)隊成員欣慰的是，隨著試驗田喜獲豐收，當(dāng)?shù)厝罕姖u漸明白了科學(xué)種田的重要性，不僅主動詢問試驗田的相關(guān)研究，還幫忙看守試驗田。“現(xiàn)在越來越多的企業(yè)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(xué)院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)項目，東北地理所聯(lián)合中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院等16家單位以及“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)的其他團(tuán)隊，在三江示范區(qū)友誼農(nóng)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(wèi)星15顆，過境達(dá)120次，使用航空遙感飛機搭載多種高精尖設(shè)備在天空進(jìn)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(jiān)測。”劉煥軍說，多頻次的全面“體檢”提高了黑土地耕地產(chǎn)能與質(zhì)量監(jiān)測能力，構(gòu)建出黑土地耕地檔案，建立了黑土地資源大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)“數(shù)字黑土地”和農(nóng)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(jìn)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(shè)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(tuán)隊成員王軼昂說。

團(tuán)隊成員在進(jìn)行土壤剖面調(diào)查。資料圖片

如今，團(tuán)隊已經(jīng)完成了友誼農(nóng)場近200個樣方的地面調(diào)查工作，為摸清測區(qū)黑土地土壤與耕地質(zhì)量家底，診斷黑土地土壤與耕地質(zhì)量及退化狀況獲取了科學(xué)數(shù)據(jù)。

依托于“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)三江示范區(qū)項目打下的良好基礎(chǔ)，2021年11月，劉煥軍負(fù)責(zé)的國家重大研發(fā)計劃項目“黑土地耕地質(zhì)量多尺度天空地立體監(jiān)測技術(shù)與預(yù)警系統(tǒng)”正式立項，項目將首次得出黑土地耕地質(zhì)量的天空地完整監(jiān)測數(shù)據(jù)，為東北地區(qū)的黑土地耕地“保駕護(hù)航”。

3.堅守一線發(fā)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(yán)寒和酷暑，在黑土地上奉獻(xiàn)著青春。

“我們團(tuán)隊從2001年開始，就從事保護(hù)性耕作的研究與推廣工作，建立了東北黑土區(qū)第一個保護(hù)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(zhàn)打響，她又作為“薄層退化黑土保育與糧食產(chǎn)能提升長春示范區(qū)”負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)巾幗隊伍繼續(xù)把論文書寫在廣袤的黑土地上。

團(tuán)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(fā)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(shè)備需要人工輸入?yún)��?shù)、完成設(shè)置，所以每一次野外測量，團(tuán)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。”

劉煥軍(右二)組織專家在三江示范區(qū)實地考察。資料圖片

冬日里的吉林，黑土地已然結(jié)凍。拎著設(shè)備和大量的備用電池，梁愛珍帶著團(tuán)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(fēng)鉆進(jìn)毛孔里，冰冷刺骨。”黃丹丹回憶。

“盡管我們團(tuán)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(zhǔn)確、更完整的實驗數(shù)據(jù)。”梁愛珍驕傲地說。

而團(tuán)隊的成績也值得驕傲：“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)萬畝示范區(qū)逐漸落地，為吉林省黑土地保護(hù)事業(yè)起到了重要的引領(lǐng)帶動作用。在團(tuán)隊多年的努力下，東北黑土區(qū)土壤有機質(zhì)含量增加0.1%～0.5%、土壤入滲速率提升44%～69%，糧食平均增產(chǎn)10%，成本節(jié)約10%～20%;團(tuán)隊關(guān)鍵技術(shù)入選2023年吉林省農(nóng)業(yè)主推技術(shù)。

“接下來，東北地理所將繼續(xù)開展集中攻關(guān)，為保護(hù)好、利用好黑土地提供更全面的系統(tǒng)解決方案，借助‘黑土糧倉’科技會戰(zhàn)項目大幅推進(jìn)吉林2035年實現(xiàn)‘千億斤糧食’產(chǎn)能的進(jìn)程，推動我國糧食產(chǎn)能和農(nóng)業(yè)強國建設(shè)再上新臺階。”姜明說。

《光明日報》(2023年12月03日07版)