中國網/中國發展門戶網訊 面對世界百年未有之大變局，建設糧食產業強國、保障糧食安全，是應對疫情、極端氣候等多種風險挑戰的重要支撐，是實現經濟發展、社會穩定，維持國家安全的重要基石。我國東北黑土區面積1.09×106 km2，是世界四大黑土區之一，也是我國最重要的優質商品糧基地，其糧食產量占全國的1/4，是保障我國糧食安全的“壓艙石”。2020年7月，習近平總書記在吉林省考察時強調，“采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”。2020年12月，習近平總書記在中央農村工作會議上指出，“要把黑土地保護作為一件大事來抓，把黑土地用好養好”。2021年中央一號文件指出，要實施國家黑土地保護工程，推廣保護性耕作模式。保護與合理利用黑土地，提升黑土區糧食產能，已上升至國家戰略地位。
當前東北黑土區糧食生產仍面臨黑土地退化、水-土資源利用不合理、土壤障礙和低溫逆境、農田生態屏障功能弱化、田間管理粗放導致局部低產、種植效益下降、秸稈焚燒、沙塵暴及過度施用化肥農藥帶來面源污染等諸多問題，嚴重威脅區域糧食生產和國家糧食安全。科技創新是攻克上述問題、支撐東北黑土區糧食產能提升、實現“藏糧于地、藏糧于技”國家戰略目標的根本途徑。本文聚焦東北黑土區糧食生產過程中水-土-種-肥-藥等資源要素管理存在的關鍵問題，明確推動黑土地保護與利用、提高區域糧食產能的科技創新方向，并提出加快創新科技成果落地的政策建議，以期為保障糧食安全、區域生態安全和可持續發展提供科學支撐。
黑土地保護與糧食生產面臨的問題
黑土地退化嚴重
由于長期不合理耕作和秸稈移除、化肥農藥高量施用等重用輕養的農田管理方式加之土壤侵蝕，我國東北黑土地退化嚴重，其“健康狀況”正面臨著嚴峻考驗，具體表現如下：①黑土變薄、變瘦、變硬。數據顯示，黑土層厚度由20世紀50年代的50—90cm下降到20—50cm，并且仍以每年2mm速度下降；黑土層有機質Benz零件含量平均下降30%，部分農田下降50%以上；與20世紀80年代相比，目前黑土區耕地犁底層深度已由耕層容重由1.08—1.15g/cm3增加到1.21—1.27g/cm3 。②土壤污染。化肥農藥等過量施用使得黑土區土壤酸化趨勢嚴重；黑土中鎘、鉛、鋅的含量呈上升趨勢。 ③土壤生物完整性失衡。長期種植結構單一和作物連作導致黑土地土壤養分失衡、板結、病蟲害危害程度加汽車冷氣芯劇，進而導致土壤生物多樣性和群落結構穩定性下降，土壤生物代謝功能改變，生物原始生態平衡遭到破壞，以及土傳病害發生率提高。因此，急需依靠保育技術的科學創新，為黑土地健康與可持續發展利用提供保障。
東北黑土區地處半濕潤半干旱氣候區，自然災害和人類不合理利用打破了生態系統的良性循環；季節性干旱頻發，尤以春旱為主，黑土區土壤墑情差，嚴重影響春播和作物出苗。據統計近70年來，東北黑土區春旱發生頻率為70%，多年平均受災面積150萬公頃。春季斯柯達零件大風，肥沃表土風蝕嚴重。春季低溫、秋季早霜導致作物減產的現象時有發生；夏季降雨集中且強度大，極易產生洪澇災害。東北黑土區是雨養農業，黑土退化導致農田保水能力下降，對自然降水利用率低；東北地區西部干旱少雨，種植藍寶堅尼零件業生產對地下水利用率低，抗災減災能力弱，嚴重汽車材料報價影響作物穩產高產。
黑土地資源利用不合理
東北黑土地開墾后，由于長期重利用而輕養護的不合理管理，以及缺乏有機物質輸入等掠奪式經營方式，耕地汽車零件貿易商土壤長期處于超負荷狀態，導致黑土有機質下降迅速，嚴重影響土壤肥力和作物生產力。研究表明，黑土有機質Porsche零件含量每下降0.5%，作物產量下降15%以上。作物高產過分依賴化肥，但化肥過量施用引發了土壤板結、酸化、水體污染和溫室氣體排放等系列問題，這些問題又進一步加劇了黑土地退化。另外，東北黑土地長期種植結構單一，主產區以玉米為主，種植面積為2.33×1011m2，占糧食作物種植面積的56.2%。這導致土壤營養元素比例失調，土壤肥力下降，而且玉米產能過剩和長期連作容易導致病蟲害危害程度加劇，嚴重制約地力提升和糧食增產。
局部地區土壤障礙因子和低溫冷害等自然條件限制糧食產量
東北黑土區土壤類型主要包括黑土、黑鈣土、暗棕壤、棕壤、白漿土和草甸土等。其中，分布于黑龍江省和吉林省東部山麓崗平地和河谷臺地的白漿土土體結構不良，土壤肥力低，易旱易澇，表土板結，成為典型福斯零件障礙性低產土壤，尤其不利于旱田作物種植。位于松嫩平原西部的大面積鹽堿地，被認為是豐富的邊際土地資源。目前，吉林省正在大力推進松嫩平原西部河（松花江、嫩江）湖（泡沼群）連通工程，帶動區域大規模鹽堿地水田開發。但蘇打鹽堿土壤的高氫離子濃度指數（pH）脅迫、滲透脅迫、離子毒害等嚴重影響水稻生長發育，加之鹽堿地氮肥利用率低，從而導致水稻產量低下。除局部土壤障礙以外，黑土區糧食產量還受到低溫等氣候因素影響。特別是黑龍江省北部地區（第四、五、六積溫帶），由于氣溫低，有效積溫低，低汽車機油芯溫冷害頻發，且耐低溫水稻、大豆和玉米品種較少，嚴重限制了該地區糧食產能提升。此外，在氣候變化背景下，極端天氣、病蟲害等發生頻率不斷增加，從而加大了糧食產量不穩的風險。
田間精細化管理程度低，限制了農業生產的高效發展
化肥、農藥的粗放投入導致農業生產資料嚴重浪費，加劇農田面源污染輸出負荷，威脅水環境安全；同時，過量化肥施用也是造成氨揮發、溫室氣體排放的重要誘因。因此，迫切需要定時、定位、定量、定配方的種-肥-藥-水精準、智能投入。實施水肥一體化管理，實現節水、減肥、減藥和增產目標，是現代農業發展的必然趨勢和鮮明標志。目前，東北黑土區大部分農業生產過程中的種-肥-藥-水管理依然以傳統粗放型方式為VW零件主。部分地區，如集約化、建制化程度較高的黑龍江農墾系統，其機械化程度較高，但種-肥-藥-水投入依然相對粗放，缺少田間精細化管理技術。此外，目前已有的智能化管理技術多針對農業生產全鏈條中的某一環節，尚缺乏覆蓋農業生產全周期的智能管理技術體系和平臺。隨著智能化時代的來臨，大數據已經成為重要的農業生產要素，智慧農業成為現代化農業發展的高級階段，然而我國東北黑土區智慧農業發展程度與國際先進國家相比仍有較大差距，這極大地限制了高效農業的發展。
黑土區農業生產與生態保護之間尚未形成協同發展模式，區域農業生態屏障功能有待提升
東北地區既是我國重要的商品糧基地，也是我國最大的濕地分布區，沼澤濕地面積占全國的48.3%，擁有黑龍江扎龍、吉林向海等18個國際重要濕地。我國東北的沼澤濕地是“東亞-澳大利亞”國際間候鳥遷徙通道的重要驛站，是國際重要保護水鳥東方白鸛、丹頂鶴、白鶴等遷徙的主要停歇地和繁殖地，對于維持生物多Skoda零件樣性和我國履行相關國際公約具有重要意義。同時，沼澤濕地的水文調蓄功能是支撐東北黑土區糧食種植所需水資源的重要保障。
但是，長期大規模農業開發導致東北的濕地缺水退化嚴重。水利基礎設施建設改變了原有水文格局，切斷濕地地表補給水源，稻田灌溉大量抽取地下水，致使地下水位下降。例如，建三江地區因水稻種植1997—2017年地下水位下降德系車零件1.60—9.29m。區域地下水位下降引發濕地地表積水垂向補給地下水加強，濕地干化現象嚴重，直接影響水文調蓄等功能，致使黑土區糧食種植面臨水資源保障的巨大挑戰，由此形成糧食-水-濕地關聯系統的不協調發展及惡性循環。汽車零件報價此外，坡耕地和集約化水稻種植區的面源污染不容忽視。氮、磷排放加劇地表水富營養化風險，威脅黑龍江、烏蘇里江、興凱湖等界江、界湖水環境安全，給我國環境外交帶來壓力；有毒有害農藥可能沿食物鏈富集，威脅瀕危珍稀鳥類的安危。除濕地、河流以外，森林和草地生態系統因具有調節氣候、蓄水保土、屏障風沙等多種功能，對農業生產具有重要的生態服務和保障作用，其生態系統健康與穩定性也將直接影響區域糧食安全的可持續性。但是，目前我國黑土區農業生產與多種生態系統保護之間，尚未形成協同發展模式。
推進黑土地保護與糧食產能提升的科技創新方向與關鍵技術
加強黑土地保護和作物穩產高產技汽車空氣芯術及裝備研發
加強黑賓士零件土地保護關鍵技術研究與攻關，聚焦黑土區土壤保護、地力提升的關鍵科學和技術問題，開展黑土退化過程及其阻控、土壤健康保育與可持續利用等基礎理論研究、關鍵技術與農機裝備研發。重點在加大優質品種選育、保護性耕作技術、肥沃耕層構建技術、水土流失治理、作物種植制度布局、種-養一體化循環農業技術方面的科技投入。強化科技集成創新，構建適于不同地理環境特點和農業生產需求的黑土地保護性利用區域模式。總結黑土地保汽車零件進口商護試點、黑土區侵蝕治理的工作經驗，融合循環農業、生態農業、觀光農業等模式，形成完善的、可復制、可推廣的模式和運行機制，保障黑土地健康保育與糧食穩產增產。全面實施《東北黑土地保護性耕作行動計劃（2020—2025年）》，實現黑土地可持續利用、糧食安全、農民增收、產業增效目標。
構建土壤障礙因子消減技術體系和抗逆作物優化種植模式，降低不利自然條件對糧食產量的影響
針對白漿土障礙，研發淺翻深松耕層構建技術和相應的先進裝備，同時以功能性微生物菌劑的研發應用為突破口，攻克寒區低溫環境下微生物功能下降導致秸稈腐熟效率低下的問題，構建以秸稈還田為核心的肥沃耕層構建和保護性耕作技術體系。針對鹽堿地土壤障礙，主要以土壤改良劑的研發應用為主。例如，中國科學院東北地理與農業生態研究所研發的“脫堿3號”復合調理劑可將蘇打鹽堿地水稻產量提升3倍。但上述土壤障礙消除措施，均需進一步從品種培育與遴選、肥料高效利用、作業過程、配套農機研發、成本投入等方面優化技術，形成更易于推廣的土壤障礙消減技術體系。在東北寒區氣候水箱水下，應加強洪澇、干旱、低溫冷害、冰雹等農業氣象災害的監測預警和預防，加強作物病蟲害監測預警，提高防御和減輕自然災害的能力，加大作物抵御逆境脅迫研究，加快抗逆作物品系的篩選和選育，構建適宜于不同積溫帶和土壤環境的優質種質資源庫；同時，結合作物生長調理劑、苗期管理優化等措施，提升作物產量。
構建黑土地保護長效機制，加大土地托管政策支持力度，全面推進土地集約化經營和機械化生產
由于土地過度分散，耕地流轉水平低，限制了農業生產的集約化、規模化發展。此外，黑土地保護與利用新型技術的實施缺乏總體規奧迪零件劃和保障機制，導水箱精致農戶、農業合作社、新型農業經營主體等生產主體投入積極性不高，沒有發揮出政策扶持應有的效果。建議探索和建立黑土地保護獎勵政策和補償制度，健全補償途徑，撬動政策型金融資本投入，引導商業型金融資本進入，調動各級政府、農民和社會各方力量參與黑土地保護的積極性。加大政府在土地全程托管、規模化經營方面的補貼資金和支持力度，以土地托管和土地入股為引擎，將農業綜合直補資金向規模化經營傾斜，鼓勵種植大戶、家庭農場、合作社等新型經營主體適度擴大規模。在保證基礎農戶種地利益不減的前提下，通過科技成果轉化、生產資料團購等辦法實現降本惠農，促進土地集約規模經營，提高土地流轉水平。加大農業機械化發展政策的扶持力度，切實推進農機購置補貼政策和農業機械報廢更新補貼政策的實施，簡化補貼政策落德系車材料實的程序和過程，加快黑土地保護工作的實施。
加快糧食生產向精準化、智慧化轉型，實現全過程科學管理
建議加快黑土區糧食生產向精準化、智慧化轉型，系統解決當前施肥施藥粗放、生產資料浪費、生產效率低下及環境污染等問題。綜合應用“3S”、自動化、人工智能、物聯網、大數據等關鍵技術實施“精準農業”，是現代農業發展的必然趨勢。通過精準化管理，以田塊為單元，對作物在不同生育期的土壤、水分、光熱條件、病蟲害、作物長勢進行診斷，優化配方，實現化肥、農藥的智能噴施；通過對各類作業機械精準控制，為生產者和管理者提供智慧化服務；通過構建農產品溯源信息系統，為消費者提供產品追溯查詢服務，實現大規模農作物生產全過程的智能管理。智慧農業在東北黑土區具有一定的應用基礎，但還需加快腳步及Bentley零件時構建農業時空大數據，同時集成中國科學院所屬科研院所等優勢科研單位的先進技術，形成完善的智慧農業系統與服務平臺。
打造山水林田湖草生命共同體，構建多種生態系統協同發展安全模式
濕地、森林和草地等生態系統對農田生態系統安全具有重要的保障作用，打造山水林田湖草生命共同體，實現多種生態系統協同發展是保障糧食安全的基礎。在明確不同生態系統退化機制與安全閾值的基礎上，加快對退化生態系統的修復與保育，優化維持多種生態系統功能穩定和農業可持續發展的區域生態安全格局。特別是針對糧食生產與濕地水資源供需矛盾凸顯的問題，建立區域水資源監測預警平臺，研發黑土區“水-濕地-糧食”協同安全保障關鍵技術，構建濕地生態精準補水、農田節水灌溉、農田退水循環再利用等水資源高效利用技術模式。以水質安全為目標，兼顧多種污染物協同治理、多介質環境污染協同管控，克服低溫、鹽堿脅迫等不利環境對生態凈化技術效果的限制，構建植草帶、壟作區田等坡耕地面源污染攔截技術，以及生態溝渠、小微濕地等水田面源污染凈化技術模式。
推保時捷零件動科技創新技術落地的政策建議
圍繞黑土地保護與糧食產能提升的科技創新方向與關鍵技術模式，加快科技創新成果落地是實現黑土地可持續利用與區域糧食穩產增產目標的關鍵。
（1）發揮建制化力量和學科布局完備的優勢，集中國科學院全院力量，強化科技創新，開展黑土地保護與利用的關鍵技術攻關，支撐黑土地糧食和農產品產能提升。為貫徹落實習近油氣分離器改良版平總書記關于“把黑土地用好養好”的重要指示精神，中國科學院賓利零件聯合地方政府啟動了“黑土糧倉”科技會戰，組織院內外優勢科研和農技力量開展協同攻關和成果應用示范，科技支撐“用好養好黑土地”。借鑒在“黃淮海戰役”和“渤海糧倉”等農業科技攻關任務中積累的豐富經驗，集成最新科學技術體系與模式，發揮多學科、建制化和體系化優勢，組織力量開展跨學科、跨地區、跨部門聯合攻關。針對東北黑土區糧食生產中存在的具體問題，以黑土地可持續利用為目標，圍繞黑土退化機制、優良作物品種培育、農機裝備研發、生物綠色技術等方面，攻克黑土地保護與利用過程中急需解決的關鍵技術難題，實現黑土增肥、糧食增產、農業增效、農民增收，為保護好利用好黑土地提供科技支撐。
（2）全國相關優勢科研單位聯合地方政府，建立黑土地保護與利用技術模式核心示范區，打造黑土地可持續利用模式示范樣板，為黑土地Audi零件保護性利用提供系統解決方案。東北黑土區區域面積大，土壤類型和氣候條件區域差異大。中國科學院所屬研究院所等全國優勢科研單位與我國東北“三省一區”地方政府建立合作機制，在不同典型區域開展黑土地保護性利用模式典型示范。家庭農場、農民合作社、專業大戶和農業產業化龍頭企業等新型農業經營主體可作為黑土地可持續利用示范工作的實施主體。示范模式的構建要綜合統籌水-土-種-肥-藥和栽培等多種生產要素，綜合運用農機、農藝、生物和工程等措施，打造黑土地保護與利用的系統解決方案。
（3）建立技術攻關團隊與農業推廣部門示范推廣聯合團隊，推動黑土地保護與利用技術模式落地，保障國家糧食安全，支撐東北黑土地農業現代化和東北振興戰略。基于中國科學院等相關優勢研究機構與東北“三省一區”的合作機制，推動黑土地保護成熟技術列入地方政府主推農業技術。強化技術研發團隊與農業技術推廣部門的對接，建立黑土地保護與利用技術示范推廣聯合團隊，推動黑土地保護與利用新技術和新模式的落地。以核心示范區基地為核心，帶動建設多個輻射臺北汽車材料基地，示范輻射周邊縣市。引導農業技術推廣機構、科研院校和專業合作社等單位建立合作機制汽車零件，提升農業技術服務到位率，加快先進技術成果轉化和新型裝備應用。通過示范引領，逐步實現退化黑土由臺北汽車零件區域分散治理到集中連片治理，由示范基地擴大到整鄉推進、整縣推進，再到全省推進的遠景目標。
結語
黑土區糧食產能提升取決于水-土-種-肥-藥等農業資源要素的綜合管理，只有準確識別土壤質量與地力提升、農業水資源供給、優質種質資源獲取、化肥農藥的精準施用、農業生態屏障功能維持所涉及的關鍵科學與技術問題，把握科技創新方向，系統解決問題，才能實現糧食增產穩產。在新時代，我們應以科技創新為汽車材料引領，以實現農業科技強國為目標，發揮全國優勢科研機構作用，尤其是中國科學院多學科優勢，集智攻關，以黑土地保護、區域水土資源優化、生態系統保育支撐農業現代化建設，保障國家糧食安全、區域生態安全和可持續發展。
（作者：梁愛珍，中國科學院東北地理BMW零件與農業生態研究所；李祿軍，中國科學院東北地理與農業生態研究所；祝惠，中國科學院東北地理與農業生態研究所。《中國科學院院刊》供稿）
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