中國網/中國發展門戶網訊 黑土地是地球上珍貴的土壤資源，是我國非常寶貴的重要資源稟賦。我國東北地區是世界主要黑土帶之一，典型黑土區耕地面積約 2.78 億畝，為國家糧食安全提供了可靠耕地保障。依靠科技創新保護利用好黑土地，促進黑土耕地資源持續利用，是我國農業科技創新的一項重要任務。
探索實踐依靠科技創新保護利用黑土地的發展路徑
黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視糧食安全，深入實施“藏糧于地、藏糧于技”戰略，對依靠科技創新保糧豐産、保護耕地及黑土地作出一系列重要部署。2021 年中央一號文件明確要求，加快推進農業現代化，提升糧食和重要農産品供給保障能力。習近平總書記強調，“只要糧食不出大問題，中國的事就穩得住”“糧食生産根本在耕地，命脈在水利，出路在科技，動力在政策”“要加快綠色農業發展，堅持用養結合、綜合施策，確保黑土地不減少、不退化”。習近平總書記的重要指示為依靠科技創新促進黑土地保護利用指明瞭前進方向。要從根本上解決黑土地保護利用問題，必須向科技創新要方法、要答案，這是黑土地保護利用的不二選擇。
科技創新是保障國家糧食安全的關鍵一招。科學技術部深刻學習領會習近平總書記關於“把飯碗牢牢端在自己手上”的重要指示精神，始終把保障國家糧食安全作為農業科技創新的一項重大任務，組織調動全國優勢科研力量開展科技攻關，在土壤改良利用、糧食豐産增效、模式推廣應用方面打出一套“科技組合拳”。開展“黃淮海平原綜合治理和合理開發研究”，對旱澇鹼低産田的改良和綜合利用形成了綜合治理技術方案，使黃淮海地區糧食年生産能力提高了 2 524 萬噸。以豐收增效為核心，實施“國家糧食豐産科技工程”，開展技術整合示範，“十三五”期間在 13 個糧食主産省份推廣 3.23 億畝，累計增産糧食 1 350 萬噸。組織實施“渤海糧倉科技示範工程”，提高水土資源利用率，破解土壤瘠薄鹽鹼制約糧食增産問題，累計示範推廣 8 017 萬畝，其中“棉改糧” 605.5 萬畝，改良鹽鹼地 324.8 萬畝，累計增糧 1 050 萬噸。實踐證明，科技創新在耕地保護利用、糧食增産豐收方面發揮了重要支撐作用，為我們保護好、利用好黑土地樹立了強大信心。
對依靠科技創新保護利用黑土地進行了成功探索和實踐。2020 年，我國東北黑土區糧食産量達 1.735 億噸，佔全國糧食總産量的 25.9%，是國家糧食安全“壓艙石”。科學技術部始終把黑土地保護利用工作擺在重要位置，部署實施黑土地有機質提升和作物豐産增效、黑土區障礙土壤改良等一批重大科技任務，在黑土區示範推廣秸稈還田、耕層構建、有機肥替代等技術，推動土壤調理劑、新型肥料和保護性耕作裝備等産品的大範圍應用，支援中國科學院、中國農業科學院、東北地區相關高校和科研院所陸續在黑龍江海倫、吉林梨樹、遼寧阜新、內蒙古呼倫貝爾等主要生態類型區建立了 128 個點位的耕地品質定位監測網路，積累了部分黑土品質演變的監測數據，支援中國農業大學等單位創建了以玉米秸稈全覆蓋、免耕播種為核心的“梨樹模式”，支援中國科學院、黑龍江省農業科學院等單位研發了障礙土壤改良、大豆-玉米輪作、基於秸稈還田的肥沃層構建、多樣化生物籬種植等技術模式。2020 年 7 月，習近平總書記在吉林考察了“梨樹模式”，給予充分肯定，並強調“要採取有效措施切實把黑土地這個‘耕地中的大熊貓’保護好、利用好，使之永遠造福人民”。通過多年長期穩定的科研支援，我國已初步形成黑土保護系列技術産品與裝備、可推廣的黑土地保護與利用模式，彰顯了科技支撐黑土地保護利用的巨大潛力，為加快形成黑土地在利用中保護、以保護促利用的可持續發展新格局奠定了堅實科技基礎。
科技創新是保護好、利用好黑土地的根本出路。中國東北黑土區是世界主要黑土區之一。土壤翻耕、耕層裸露、大肆開墾等長期不合理開發利用，曾導致全球黑土地出現嚴重土壤侵蝕。歐洲和南美洲對土壤保護主要採取休耕、輪作等措施。美國大力開展保護黑土地的耕作技術創新，強調少耕免耕、多樣化種植，有效降低了黑土地侵蝕，土壤有機質進入上升階段。由於人多地少這一基本國情，我國黑土區的耕作強度和集約化程度遠高於世界其他黑土區；有效提升黑土地耕地潛力、提高糧食綜合生産能力的同時還要保護好黑土地這一“耕地中的大熊貓”，這就必須大力研發新品種、新技術、新裝備、新産品，不斷提高勞動生産率、土地産出率和資源利用率，實現黑土地的土壤改良、産能提高、持續利用。
強化問題導向和需求導向，全面提升科技創新支撐黑土地保護利用的體系化能力
當前，我國黑土地出現嚴峻退化趨勢，黑土地土壤侵蝕嚴重、有機質衰減、耕層板結硬化、生態功能退化等問題日益凸顯，導致黑土地“變薄、變瘦、變硬”，對我國糧食安全和農業可持續發展造成直接威脅。找準黑土地保護利用亟待解決的科學問題和技術難題，進一步健全完善黑土地保護利用的科技支撐服務體系，是當前農業農村領域科技創新的一項重要任務。科學技術部多次組織土壤、水資源、生態環境等多領域專家赴東北地區考察調研，主動與農業農村部、中國科學院等部門、單位及有關省份進行會商，充分了解黑土地保護利用的科技需求。黑土地保護利用必須破解兩大科學問題，建立四大技術體系。
破解黑土耕層“變薄”、有機質退化的科學機理問題。目前，60% 的東北黑土旱地發生了水土流失，水力、風力、凍融等多營力作用的複合侵蝕，治理難度較之黃土高原、南方紅壤丘陵等其他單一營力水蝕區更大。近數十年來，東北黑土區是我國旱地農田土壤有機碳表現為下降趨勢的唯一地區，因此，亟待加強黑土地退化過程與驅動機制科學研究，為黑土地保護利用提供科學理論支撐。
研究黑土肥力産能協同提升的科學機理問題。土壤結構是土壤肥力的物質基礎，決定水、肥、氣、熱的供應與蓄存。良好的土壤結構能夠提高土壤抗蝕性。如何培育良好的土壤結構是黑土肥力産能協同提升的關鍵。需要從保護性耕作、深耕、增施有機肥、糧飼輪作等多個維度協同提升黑土肥力産能，研究黑土區主要耕作/輪作模式下土壤結構演變規律和有機質累積的機理、典型土壤主要農作物水分養分轉化運移和典型土壤營養元素高效利用原理。
研發黑土地侵蝕治理技術體系。針對黑土地侵蝕退化及其影響農業生産等問題，要厘清風蝕、水蝕和溶蝕空間格局與驅動因子，明確複合侵蝕對土壤有機碳和養分流失的影響機制，攻克坡耕地侵蝕阻控的新型保護性耕作技術、坡面研發溝毀耕地再造關鍵技術，構建複合侵蝕阻控的耕作、生物、工程相融合的綜合技術體系，以及農田集水區蓄導排一體化徑流調控技術體系。
研發黑土地土壤障礙消減技術體系。我國東北黑土區 50% 的農田存在壓實、白漿化與鹼化等障礙，導致土壤緊實緻密、通氣透水性差，嚴重限制了作物生長和産能發揮。針對蘇打鹽鹼土和白漿土均存在土壤結構不良、水分養分有效性低、生産力低等共性問題，迫切需要研發鹼化層和白漿層障礙消減耕作技術、蘇打鹽鹼土和白漿土地力提升的綠肥作物種植與有機培肥技術等關鍵技術，有效推動黑土地障礙因子消減和産能提升。針對長期機械化耕作導致的黑土地壓實板結，應研究農機具作業對黑土地土壤結構、力學性質、作物生長等影響，研發土壤壓實板結消減的厚沃耕層構建技術、保護性耕作技術等。
建立黑土地保護利用分類評價技術體系。我國東北黑土區幅員遼闊，土壤退化類型多、退化程度不一、退化成因複雜，且受氣候變化影響較為敏感。綜合利用黑土區多源、多維、多尺度的土壤資源及環境資訊，構建定量化的土壤退化評價技術體系、黑土地保護利用分類分級評價體系，建成黑土區高精度、高解析度的土壤退化類型、退化程度空間分佈數據産品，將為系統解決用好養好黑土地問題提供關鍵科學數據支撐。
完善黑土地智慧監測與資訊服務技術體系。利用網際網路、物聯網技術、天-空-地一體化監測技術體系獲取高時空解析度黑土地農業資源環境、農機農藝、技術模式等農業大數據，實現多源異構農業大數據的融合分析，掌握作物生長、自然災害、土壤品質等農業生産全過程的時空變化規律；通過農業災害與作物脅迫的智慧診斷與預警，實現種、肥、藥、水和農業自然資源與社會資源的智慧管控，以及多尺度農業生産管理的智慧決策，將為黑土地智慧農業和用好養好黑土地提供資訊服務，促進黑土地農業現代化的進程。
整合優勢科研力量和各方創新資源，加快推進黑土地保護利用科技創新
全面落實習近平總書記關於黑土地保護利用的重要指示精神，按照黨中央部署，進一步強化面向黑土地保護利用的科技攻關和創新體系建設。堅持黑土地保護利用的公益性、基礎性、長期性，按照“強監測、攻技術、推模式、走新路”的工作思路，強化部門協同、部省聯動、區域協同，統籌推動政策、項目、基地、人才、資金一體化配置，加快實現黑土地土壤改良、産能提高、持續利用的戰略目標，有效支撐國家糧食安全。
強化科技支撐黑土地保護利用的組織實施體系。科學技術部牽頭與東北四省（區）聯合實施黑土地保護利用科技行動，在黑土地保護工程中充分發揮科技支撐作用；大力支援中國科學院開展“黑土糧倉”科技會戰，加強力量統籌、資源優化配置、任務行動協調，形成工作合力。
攻克一批黑土地保護利用關鍵核心技術。以保障黑土地品質提升和保證糧食穩産增産為核心，加強原創性、引領性科技攻關。積極探索“揭榜挂帥”、部省聯動、企業創新聯合體等科技攻關任務組織實施的新模式，著力攻克黑土區水蝕風蝕治理、地力培育與提升、土壤結構性障礙消減、黑土保育與作物豐産增效協同等關鍵技術，建立黑土地保護利用整合技術體系。
建設一批黑土地保護利用科技支撐平臺。支援建設黑土地保護利用相關國家重點實驗室、國家野外觀測臺站、國家技術創新中心和國家農業高新技術産業示範區，推動部門和省市的高校、科研機構、企業開展産學研用協同創新，突出多學科交叉融合，強化科技成果轉化示範。支援科技領軍企業發揮市場需求、整合創新、組織平臺的優勢，開展黑土地保護利用共性關鍵技術研發、科技資源共用服務，提升産業鏈現代化水準。
示範推廣科技支撐黑土地保護利用的有效模式。在東北黑土區五大生態區開展黑土地耕地保育和糧食産能提升協同的“梨樹模式”推廣示範，加快形成黑土地品質、産能、生態三位一體協同的“保、育、用”模式。
培育壯大黑土地保護利用科技人才隊伍。培養黑土地保護利用領域的創新型人才、青年人才和各類技能人才，穩定支援一批高水準科研和創新團隊，形成關鍵核心技術聯合攻關優勢。完善扶持激勵政策，鼓勵引導更多科技特派員開展黑土地保護利用技術推廣示範。
奮進新時代、走好新征程，我們要更加緊密地團結在以習近平同志為核心的黨中央周圍，堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，自覺肩負起實現高水準科技自立自強的使命擔當，努力為用好養好黑土地提供強有力科技支撐，為實現第二個百年奮鬥目標和中華民族偉大復興的中國夢作出新的更大貢獻！
（作者：王志剛 科學技術部部長、黨組書記；《中國科學院院刊》供稿）