守护中国大粮仓:科学用养黑土地是关键
发布时间:2024-11-12 23:30:06 来源:农资网 编辑:郑钦文 本文有2278个字,大约阅读时间6分钟出品:科普中国
制作:李娜、雷琬莹(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
监制:中国科学院计算机网络信息中心
“万物土中生,有土斯有粮”“民以食为天,食以土为本”。
一说起黑土,估计大家会马上想到一句俗语:“攥把黑土能出油,一两土二两油,插根筷子能发芽”。是的,这说的就是我们的黑土。
世界上只有四大黑土区,我国东北黑土区排名第三,她贡献了我国25%的粮食,是我国粮食安全的“压舱石”。黑土不仅养育着东三省一方水土,也承载着我国商品粮供给的重任。
图片来源:Veer图库
东北地区是我国的主要粮食产区,除盛产优质的“东北大米”而闻名外,东北黑土区还享有“黄金玉米带”“大豆之乡”的美喻。而玉米、水稻和大豆的产量领跑全国,这些作物不仅是关乎民生的商品粮,也是国家重要的战略储备粮。
2021年7月,农业农村部、国家发展和改革委员会、财政部、水利部、科学技术部、中国科学院、国家林业和草原局七部门联合印发《国家黑土地保护工程实施方案(2021-2025年)》,明确提出“十四五”期间将完成1亿亩黑土地保护任务,黑土耕地质量明显提升,土壤有机质含量平均提高10%以上。
那么,黑土为什么是黑色的?黑土地如何保护?黑土有机质含量又要如何提升呢?
东北黑土:耕地中的“大熊猫”
2020年7月,习总书记到吉林省视察时,强调要认真总结和推广,采取有效措施切实把黑土地这个“耕地中的大熊猫”保护好、利用好,使之永远造福人民。
黑土地之所以被称为“耕地中的大熊猫”,这和她的资源价值和战略地位密不可分。
首先,东北黑土是稀缺资源,具有独特的自然属性。
黑土是大自然赐予我们的珍贵资源,东北黑土是我国最宝贵的财富。中国东北黑土地耕地面积占东北黑土区耕地面积的50.6%,占中国耕地面积的10.0%。
其次,黑土是粮食生产的沃土。
黑土是一种性状好、肥力高、适宜植物生长的优质土壤类型,与其他类型土壤相比,具有水稳性团粒结构比重大、腐殖质含量高、结构疏松、容重低、持水能力强、通透性良好、微生物活性强等特点,具有良好的保肥与保水性能。
东北黑土区粮食产量和粮食调出量分别占全国总量的四分之一和三分之一。
冰天雪地里,皑皑白雪下覆盖的黑土地是我国的宝贵财富,这个黑白配,也正是我国国宝大熊猫的颜色。
因此,东北黑土地可以媲美我们的国宝神兽大熊猫。
黑土为何黑
东北地区的黑土是从大约200万年前才开始形成的。
200万年前,东北地区的土地主要表现为厚重的沙砾层,随着气候的湿化,东北地区逐渐发育出草原和森林植被。最终在约1.1万年前,形成了广布连片的典型草原、草甸草原、疏林草原。
该区域内夏季温暖湿润,植物生长茂盛,生长季雨热同期,冬季严寒少雪,土壤冻结深且延续时间长,季节性冻层明显。
每年10月中下旬气温迅速转冷而结冰,土壤中的微生物活动受到抑制,植物死亡后的残体不能迅速的分解,逐渐在土壤中积累起来,形成厚重的腐殖质层,为进一步积蓄土壤养分提供了充分的条件。而土壤中的腐殖质成分是黑色的,最终便形成了现今连片的黑土区。
典型厚层黑土土壤剖面(图片来源:李娜)
有机质锐减,黑土不再黑
黑土的形成是一个漫长的过程,但其退化的速度却像坐过山车一样迅速。
每形成1厘米厚度的黑土大约需要400年的时间,但在只用不养的情况下,黑土开垦40年,土壤有机质含量即可下降50%左右,下降速度惊人。
由于开垦后受到生态系统改变和人类活动的双重驱动,东北黑土地出现了严重的退化现象。
水土流失严重、土壤“破皮黄”、秸秆离地不还田、土壤压实板结、有机质下降、土壤质量降低,表现为“变薄、变瘦、变硬”的趋势。
土壤有机质含量和生产能力随开垦时间的变化(图片来源:参考文献1)
快速退化的黑土地已严重威胁到国家粮食安全和东北区域经济发展。如何在利用中保护黑土地、提升土壤肥力、实现黑土持续黑,是亟待解决的关键科学问题。
保护黑土地,守好中国大粮仓
保护和利用好黑土地,实现黑土持续黑、粮食持续稳产高产,需要科技的助力和振兴。
中国科学院东北地理与农业生态研究所一直致力于黑土地保护和利用方面的研究。黑龙江海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站创建了一系列不同农田管理措施下黑土质量演变长期定位实验,证实了通过向土壤中增施秸秆或有机肥,可较快速地提高土壤有机质,培肥土壤的同时,提升作物品质和质量。
多年来,通过技术模式的构建、优化和示范推广,研究团队提出了以秸秆粉碎、有机肥混合深翻还田,结合玉米-大豆轮作为关键技术的深耕培土“龙江模式”。
特别是黑土的成土母质肥力恢复的程度和速度,远超过表层黑土的肥力恢复程度和速度,这主要归因于“碳饥饿”状态的母质更有利于有机质的固存。
土壤2:1型黏土矿物吸附、磷钾养分释放、团聚结构周转、微生物生物化学的诸多耦合过程,都深刻影响土壤有机质的周转和稳定,持续影响外源碳进入土壤,形成稳定的土壤有机质。
有机物料施用对典型黑土和黑土母质肥力演变中土壤有机质含量的影响
(图片来源:参考文献1)
秸秆或有机肥还田,可不断地给黑土地“加餐”,将大量的养分返还给土壤,同时增加了土壤的蓄水能力和导气性,改善了土壤结构,提高了土壤微生物的数量和丰富度,促进了土壤中养分元素的循环,提高土壤的碳储量和土壤质量,使土壤更健康,充满生机。
秸秆或有机肥还田效果图(图片来源:李娜)
综上所述,退化的黑土是可以恢复的,只要时间允许、气候得当、外源物料充足、生物因素持续,即使是退化严重的黑土也是可以恢复的!然而,形成现在的黑土层至少要6万年的时间,黑土是这一最珍贵的土壤资源,无法人为重新构建。
所以,利用和保护好黑土地,是一项任重而道远的工程。
科学保护黑土地资源,让黑土持续黑,黑得发光发亮,守好中国大粮仓,时为己任,功在千秋。
中国人的饭碗,靠东北黑土,更需要中国人自己端!只有用科技去守护“中华大粮仓”,才能端好端牢“中国饭碗”。
参考文献:
韩晓增,李娜.中国东北黑土地研究进展与展望[J].地理科学,2018,38(07):1032-1041.
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对于那些渴望成为更大物体一部分的“弱小无助”的机器人来说,这是个好消息:研究人员发现了一种方法,可以创造出“由机器人组成的机器人”,它们可以四处移动,即使单个部件均不能自己移动。 为了创造这个机器人“部落”,研究人员设计了几台智能手机大小的机器,并将其称作“智能粒子”,它们可以上下摆团...
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迎接“全屋智能”时代
【现象】近几年,“全屋智能”的概念逐渐在家装领域流行开来。顾名思义,所谓全屋智能,是指整体的智能家居系统,集智能照明、安防、影音、家电控制等于一体的整体家居解决方案。“全屋智能”实现家居产品智能化操作,可以根据环境及人的需求进行自动化运转。在这一系统中,不仅单个的家居产品能够实现智能团...
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与其畏惧人工智能,不如自我约束
中国工程院院士、中国人工智能协会理事长李德毅在2019世界人工智能大会“科学前沿”主论坛上表示,人工智能就是人类智能的体外延伸,可以脱离意识而存在,应该将其看作一种工具。 不是正在崛起的人工智能会给人类带来威胁,智能时代要约束的是人类的伦理道德和行为规范。李德毅认为团...
最新更新
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水貂养殖的科学配种
水貂配种方式可根据母貂周期性发情特点选择,分为周期复配和异期复配两种。周期复配:在一个发情周期内,母貂连续两天或隔一天交配两次。异期复配:在两个以上的发情周期里进行两次以上的交配。 水貂配种期一般分为以下三个阶段:初配阶段:从初配开始到配种旺期来临前的1周左右时团...
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设施蒜苗种植的管理措施
温室蒜苗 适期栽培:9月中下旬到翌年1月间,随时插茬播种,陆续收获。 整地播种:整地时,混施少量腐熟肥料,畦面先铺4~6厘米厚沙,将浸泡和整理过的鳞茎密栽于畦内。小鳞茎下面可垫沙,使上面平齐,用散瓣填补缝隙,栽后用木板压平,使蒜的生长点团...
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茶叶种植测土配方施肥技术
茶叶测土配方施肥,应在坚持有机肥与无机肥相结合基础上,控制氮肥总量,特别是控制后期氮肥用量,提高茶叶质量,注意氮磷钾三要素肥料的配合施用和中微量元素的平衡施用。 施肥方式上,基、追肥深施,施 后立即盖土,盖土深度需要在6.5厘米以上。严禁施用含氯化肥,大力推广含团...
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土元养殖之人工养殖技术
地鳖虫又名土元等,是一种传统的中药材,以前靠捕抓野生作为家庭副业,现因长期使用化肥、农药及工农业建设等方面的污染,使地鳖的自然繁殖逐渐减少而紧缺,全国十大药材市场上收购价格连年上涨,人工养殖前景看好,现介绍协会养殖基地的饲养经验供养殖爱好者参考。 小规模饲养用盆团...
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拐枣种植霉斑病的防治
主要为害叶片。叶面现褪绿黄斑,背面现近圆形霉斑,边缘不变色,数个霉斑汇合成斑块,或霉斑密布致整个叶背覆满霉状物,终致全叶变黄或干枯,果实干瘪不堪食用。 (1)定期喷施植宝素、叶面宝等,促植株早生快发,可减轻受害。 (2)发病初期开始喷洒50%琥胶肥团...
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鹅的疾病防治
1、小鹅瘟:是由鹅细小病毒引起的雏鹅急性败血性传染病。 (1)主要症状:精神萎顿、食欲废绝,下痢,神经紊乱,渗出性肠炎。具有很高的传染性和死亡率,主要发生于20日龄以下的雏鹅。可分三个类型: A 最急性型:常发生于1周龄以内雏鹅,发病急,突然病团...
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多肉灯泡种植的越冬技巧
多肉灯泡安全越冬温度为5度以上。在零度以下,叶子里的水分很快会被冻结。到了这时候,便是它的生命终结之时。 种在花盆里。进入11月以后,应尽量将花盆移到室内阳光充足的地方。 进入11月份就要控制水分供给量,让泥土保持干燥。待泥土完全干燥后,将多肉团...
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生姜种植的平衡施肥技术
一、土壤养分及施肥现状 1、生姜产区土壤养分状况。通过对我县4个生姜主产区36个有代表性土壤养分测定结果表明,有机质平均含量为1.40%,属四级低水平;全氮平均含量0.101%,碱解氮70毫克/千克,属三级水平;速效磷含量10毫克/千克,属四级低水平;速团...
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山鸡养殖技术之养殖场的建设
山鸡场应选地势高燥、砂质地、排水良好、地势稍向南倾斜的地方。山区应选背风向阳、面积宽敞、通风、日照、排水均良好的地方。山鸡场应建在肃静、安全的地方,远离居民区、工厂、主要交通干道,但又要考虑到饲料、产品运输问题。要有清洁的水源,水质不被污染。要有可靠的电源,不仅维持正常的光照,尤团...
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北瓜种植技术
1、气候: 生长温度为10℃至35℃,最佳生长度结瓜温度为18℃至25℃。幼苗比其它瓜类耐低温,可忍耐3℃至―5℃的短时低温,但长期低于10℃:或高于35℃时发育不良。植株春季喜日照,长期阴雨易发生病害。 2、播种: 团...
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橘子无病苗的培育
根据柑桔生产的发展,首先确定需繁殖种苗的柑桔品种。通过广泛的选种,选择各品种丰产稳产、品质优良、遗传稳定、目测无检疫性病虫害的单株作母树。严禁从黄龙病果园选种,或把未经选种、结果不正常的树作为母树。 在广东,脱毒要检测的主要对象是柑桔黄龙病。树体感染黄龙病后并不团...
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日光温室丝瓜种植技术
1 品种选择 丝瓜有两个栽培种,即有棱丝瓜和普通丝瓜。有棱丝瓜宜选用华南农业大学培育的新品种夏棠1号,普通丝瓜则选用江苏姜堰地区农家品种五叶香丝瓜。 2 育苗 冬春茬丝瓜一般在10月上中旬播种,以保证在春节前形团...
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提高长毛兔毛产量和质量
1 选择良种,加强选种选配 目前我国饲养的各系长毛兔中,德系长毛兔产毛量较高,每只兔年产毛可达1600~1800g,细毛含量达95%,粗毛含量2%~5%,且毛不易缠结,品质好,适于生产兔绒。法系长毛兔产毛量中等,粗毛率较高。近年来,我国也相继培育出一些高产优质的团...
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做好长毛兔引种工作
引种是否成功直接关系到养长毛兔的成败,因此,在引种时应注意以下几个方面的问题。 一、切实做好引种前的准备工作。首先应仔细阅读有关的养兔书籍,初步掌握家兔的生活习性、管理技术、疫病防治等技术要点,根据实际需要筹建养兔场。兔舍的建造力求做到便于管理、利于防病、适于生团...
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水貂养殖的科学配种
水貂配种方式可根据母貂周期性发情特点选择,分为周期复配和异期复配两种。周期复配:在一个发情周期内,母貂连续两天或隔一天交配两次。异期复配:在两个以上的发情周期里进行两次以上的交配。 水貂配种期一般分为以下三个阶段:初配阶段:从初配开始到配种旺期来临前的1周左右时团...
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设施蒜苗种植的管理措施
温室蒜苗 适期栽培:9月中下旬到翌年1月间,随时插茬播种,陆续收获。 整地播种:整地时,混施少量腐熟肥料,畦面先铺4~6厘米厚沙,将浸泡和整理过的鳞茎密栽于畦内。小鳞茎下面可垫沙,使上面平齐,用散瓣填补缝隙,栽后用木板压平,使蒜的生长点团...
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茶叶种植测土配方施肥技术
茶叶测土配方施肥,应在坚持有机肥与无机肥相结合基础上,控制氮肥总量,特别是控制后期氮肥用量,提高茶叶质量,注意氮磷钾三要素肥料的配合施用和中微量元素的平衡施用。 施肥方式上,基、追肥深施,施 后立即盖土,盖土深度需要在6.5厘米以上。严禁施用含氯化肥,大力推广含团...
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土元养殖之人工养殖技术
地鳖虫又名土元等,是一种传统的中药材,以前靠捕抓野生作为家庭副业,现因长期使用化肥、农药及工农业建设等方面的污染,使地鳖的自然繁殖逐渐减少而紧缺,全国十大药材市场上收购价格连年上涨,人工养殖前景看好,现介绍协会养殖基地的饲养经验供养殖爱好者参考。 小规模饲养用盆团...
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拐枣种植霉斑病的防治
主要为害叶片。叶面现褪绿黄斑,背面现近圆形霉斑,边缘不变色,数个霉斑汇合成斑块,或霉斑密布致整个叶背覆满霉状物,终致全叶变黄或干枯,果实干瘪不堪食用。 (1)定期喷施植宝素、叶面宝等,促植株早生快发,可减轻受害。 (2)发病初期开始喷洒50%琥胶肥团...
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鹅的疾病防治
1、小鹅瘟:是由鹅细小病毒引起的雏鹅急性败血性传染病。 (1)主要症状:精神萎顿、食欲废绝,下痢,神经紊乱,渗出性肠炎。具有很高的传染性和死亡率,主要发生于20日龄以下的雏鹅。可分三个类型: A 最急性型:常发生于1周龄以内雏鹅,发病急,突然病团...
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多肉灯泡种植的越冬技巧
多肉灯泡安全越冬温度为5度以上。在零度以下,叶子里的水分很快会被冻结。到了这时候,便是它的生命终结之时。 种在花盆里。进入11月以后,应尽量将花盆移到室内阳光充足的地方。 进入11月份就要控制水分供给量,让泥土保持干燥。待泥土完全干燥后,将多肉团...
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生姜种植的平衡施肥技术
一、土壤养分及施肥现状 1、生姜产区土壤养分状况。通过对我县4个生姜主产区36个有代表性土壤养分测定结果表明,有机质平均含量为1.40%,属四级低水平;全氮平均含量0.101%,碱解氮70毫克/千克,属三级水平;速效磷含量10毫克/千克,属四级低水平;速团...
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山鸡养殖技术之养殖场的建设
山鸡场应选地势高燥、砂质地、排水良好、地势稍向南倾斜的地方。山区应选背风向阳、面积宽敞、通风、日照、排水均良好的地方。山鸡场应建在肃静、安全的地方,远离居民区、工厂、主要交通干道,但又要考虑到饲料、产品运输问题。要有清洁的水源,水质不被污染。要有可靠的电源,不仅维持正常的光照,尤团...
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北瓜种植技术
1、气候: 生长温度为10℃至35℃,最佳生长度结瓜温度为18℃至25℃。幼苗比其它瓜类耐低温,可忍耐3℃至―5℃的短时低温,但长期低于10℃:或高于35℃时发育不良。植株春季喜日照,长期阴雨易发生病害。 2、播种: 团...
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橘子无病苗的培育
根据柑桔生产的发展,首先确定需繁殖种苗的柑桔品种。通过广泛的选种,选择各品种丰产稳产、品质优良、遗传稳定、目测无检疫性病虫害的单株作母树。严禁从黄龙病果园选种,或把未经选种、结果不正常的树作为母树。 在广东,脱毒要检测的主要对象是柑桔黄龙病。树体感染黄龙病后并不团...
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日光温室丝瓜种植技术
1 品种选择 丝瓜有两个栽培种,即有棱丝瓜和普通丝瓜。有棱丝瓜宜选用华南农业大学培育的新品种夏棠1号,普通丝瓜则选用江苏姜堰地区农家品种五叶香丝瓜。 2 育苗 冬春茬丝瓜一般在10月上中旬播种,以保证在春节前形团...
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提高长毛兔毛产量和质量
1 选择良种,加强选种选配 目前我国饲养的各系长毛兔中,德系长毛兔产毛量较高,每只兔年产毛可达1600~1800g,细毛含量达95%,粗毛含量2%~5%,且毛不易缠结,品质好,适于生产兔绒。法系长毛兔产毛量中等,粗毛率较高。近年来,我国也相继培育出一些高产优质的团...
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做好长毛兔引种工作
引种是否成功直接关系到养长毛兔的成败,因此,在引种时应注意以下几个方面的问题。 一、切实做好引种前的准备工作。首先应仔细阅读有关的养兔书籍,初步掌握家兔的生活习性、管理技术、疫病防治等技术要点,根据实际需要筹建养兔场。兔舍的建造力求做到便于管理、利于防病、适于生团...
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水貂配种方式可根据母貂周期性发情特点选择,分为周期复配和异期复配两种。周期复配:在一个发情周期内,母貂连续两天或隔一天交配两次。异期复配:在两个以上的发情周期里进行两次以上的交配。 水貂配种期一般分为以下三个阶段:初配阶段:从初配开始到配种旺期来临前的1周左右时团...
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设施蒜苗种植的管理措施
温室蒜苗 适期栽培:9月中下旬到翌年1月间,随时插茬播种,陆续收获。 整地播种:整地时,混施少量腐熟肥料,畦面先铺4~6厘米厚沙,将浸泡和整理过的鳞茎密栽于畦内。小鳞茎下面可垫沙,使上面平齐,用散瓣填补缝隙,栽后用木板压平,使蒜的生长点团...
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茶叶种植测土配方施肥技术
茶叶测土配方施肥,应在坚持有机肥与无机肥相结合基础上,控制氮肥总量,特别是控制后期氮肥用量,提高茶叶质量,注意氮磷钾三要素肥料的配合施用和中微量元素的平衡施用。 施肥方式上,基、追肥深施,施 后立即盖土,盖土深度需要在6.5厘米以上。严禁施用含氯化肥,大力推广含团...
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1 选择良种,加强选种选配 目前我国饲养的各系长毛兔中,德系长毛兔产毛量较高,每只兔年产毛可达1600~1800g,细毛含量达95%,粗毛含量2%~5%,且毛不易缠结,品质好,适于生产兔绒。法系长毛兔产毛量中等,粗毛率较高。近年来,我国也相继培育出一些高产优质的团...
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