“懒人耕作”,滋养东北黑土地

作者: 施晶晶

“懒人耕作”,滋养东北黑土地0

2021年,将实施15年的全量秸秆覆盖保护性耕作区与常规耕作区剖面进行对比,可见保护性耕作更有利于根系下扎

在南方,立春一过,农民就开始盘算种地的事了。而位于世界三大黑土区之一的东北地区,黑土地继续封冻,正是韬光养晦的关键时刻。

18年来,中国科学院沈阳应用生态研究所(以下简称:沈阳生态所)研究员张旭东和他的团队一边种地,一边研究这样两个问题:怎样延缓黑土地退化?怎样在保护的同时利用好黑土地,让粮食作物保产稳产增产?

这群科学家的种地法子,一度被认为懒惰,没个农民的样子,哪打得了粮?

但15年后,就在原先这块地力瘦弱、农民也看不上的试验田里,经“懒人耕作”的黑土地里,长出了更为发达的根系,黑土层也更黑更厚了。

如今,保护性耕作逐渐被正视和重视。新的耕作实践中,农业现代化的图景细微具体,绝不只是形式上的机械化。种地人首先需要一场认知变革,以科学的眼光掌握规律,重新理解人、土地和自然的关系。

在“人人都知饭碗重要,种地却后继无人”的现实面前,更需要一批把脚跟扎进田里的守望者,用新的智慧为广袤农田注入科技含量,让种地变得体面而有尊严。

黑土的危机,重新认识土壤

很少有人关注土壤。即便是农民,也是看着土,想着粮。

只有研究它的科学家才知道土壤里的大千世界,那是一个巨大的生物库和食物网。1克土壤当中,活跃着数以亿计的生物,代表成员是细菌、真菌、土壤线虫。这些生命和人一样,时刻为食物和生存而活动,它们的状态对土壤健康和作物生长很重要。

微生物分解土壤中的动植物残渣,过程中会产生一类有机质,衡量土壤功能和质量好不好,它便是关键。人说“攥把黑土冒油花”,就是因为黑土有机质含量高,但它的积累也很容易受影响。

2006年,考察东北黑土时,张旭东就发现,东北黑土的有机质在下降。许多地方的黑土在变薄变瘦变色,出现了“破皮黄”,有机质层被剥离掉了。农民也发觉,土壤养分供不上,地不施肥不打粮,肥料投入越来越大。

张旭东告诉南风窗,黑土的危机,是自然侵蚀和传统耕作方式的缺陷叠加导致的。

土地一经开垦扰动,土壤有机质含量就有加速下降的风险。春天,东北平原大风频发,一场大风能刮走半毫米到1毫米的表层土壤,越细的土壤颗粒有机质含量越高、质量越好,也越容易被刮走。到了夏天,东北降雨强度又大,雨水冲刷侵蚀,也会让有机质层变薄。

传统耕作加剧了侵蚀。以玉米为例,传统的工作方式讲究精耕细作:翻整土地、清理杂草、收获后的秸秆大多移出土地,以便来年播种出苗,而秸秆另作他用,成为能源或养殖牛羊的食物或焚烧。加之农民施肥偏好增产见效快的化肥,而不是有机肥。

时间一长,造成的新问题是:一来,地表裸露,有机质层不受保护,风蚀和水蚀的破坏力更大了。二来,土壤有机质得不到补充,地力下降成为必然,土地可持续利用能力大打折扣。

沈阳生态所研究员解宏图告诉南风窗:“现在就是说寸土寸金,只要有能种上庄稼的地方,他(指农民)都要给种上庄稼,一点都不带留的。”为保证产量,肥料施得更多了,植株密度也增加了,对土壤养分的需求迅速加大,但归还回来的有机物料远抵不上消耗,黑土由此产生退化的风险。”

与此同时,黑土退化后,土地储存养分和保水缓冲的能力、肥料的利用率,也在下降。作物生长离不开氮肥,用量很大,但它的利用率却很低,一半以上没有被作物吸收,是巨大的资源浪费,挥发到大气当中,还产生温室气体,污染地下水。

全球变暖延长了东北黑土地的生长期,利好粮食生产。但新的变量是,升温也会增强微生物的活性,缩短封冻期,使得土壤来不及补充和积累有机质,土壤保持和积累有机质更难,有机质被矿化成二氧化碳了—养护黑土由此更显迫切。

在科学的意义上,精耕细作的传统经验仍然粗放,跟不上环境的变化和粮食生产的需要。但补充有机质、改善土壤生态,不是一件容易的事。

“懒人耕作”的学问

注意到黑土一直在退化的趋势,2006年,张旭东带队在吉林梨树开发试验保护性耕作技术。通过合作社,他们租来农民的15公顷地作为试验田。

但是头两年,围观的农民只觉得,这群科学家没个种地的样。玉米采收完了,秸秆也不清理,全留在地表铺得乱七八糟,来年不翻地、不整地,也不起垄。

张旭东之所以把秸秆覆盖在地里,是为了归还养分,增加土壤有机质,同时为土壤侵蚀提供缓冲和屏障,但农民不解:这么埋汰,还能出苗打粮吗?

农民的担忧不无道理。东北玉米的秸秆量大,每种出1吨玉米,秸秆量与之齐平甚至更多,铺在地上老厚了,原垄播种,出苗是个挑战。东北的春天升温慢,苗也长得慢,许多人起初不看好这个做法。

直到研发了特殊的免耕播种机,高质量播种和施肥,出苗率才有了保障。“现在我们的出苗率可以达到93%,老农民能达到85%就已经很高了。”张旭东说,“我们不仅保苗率高,出苗的时间也齐,苗齐苗壮才是产量的基础。”

虽然前期拔苗起步慢,但采样数据发现,因为土壤有机质得到了补充,土壤得以更好地保水和储存养分,玉米的根须长得要好得多。后期再一升温,不仅长得快,根系也发达。这样种了几年,不仅能打粮,产量还高,肥料利用率上去了,抗旱抗倒伏能力也好。

在沈阳生态所研究员何红波看来,保护性耕作最突出的意义不仅是高产,还是在极端气候下的稳产。因为在东北,半个月没有有效降雨,在春天很常见。一个大旱年,当地普通农田的苗子大面积死亡绝收,但在保护性耕作的试验田里要好很多。

2022年,在梨树基地试验15年后,他们挖了一个土壤剖面,对比保护性耕作和相邻传统耕作对改善土壤的实效。在一张剖面照片里,传统耕作根系深度在五六十厘米,而保护性耕作的根系超过了1米,且更为粗壮茂密。

何红波记得,挖剖面时,围观的农民也惊讶,过去这块田的黑土层所剩无几,一锹下去就黄,种不出多少粮食,没想到这回一锹半都是黑的。

监测土壤微生物及其生态变化的过程中,沈阳生态所研究员鲍雪莲发现,和传统耕作相比,经秸秆覆盖归还耕作的黑土,土壤微生物的数量和多样性都在增加,蚯蚓也肉眼可见地多了。

“从土壤微生物的视角来看,保护性耕作归还秸秆就是要给微生物更多更好的食物,让它们在土壤中活得好,反过来,微生物也能更好地行使它的功能,对物质和能量进行转化,反哺作物生长。”何红波说。

土壤不是死物,“它本身就是无数个生命的协同作用”,身处其中的人类,不断观察自然的规律和系统变化,也永远在为趋利避害而调适活动,更新耕作技术和经验。

然而,农业新技术模式的接受和应用超越了理论和知识,是关于人的学问。

创新的扩散

扎根黑土的18年间,研究团队投入大量人力物力研发保护性耕作技术,即便被证明有效,也尽力推广,农民却不见得都领情。

何红波常和农民打交道,哪怕农户看得出试验田的出苗率高,也缺乏尝新的动力。何红波转述一位农民的回应:“他说你们出苗率高我知道,但我的地,是村里免费农机给种的,哪怕只有七成苗,我也能收入七八百块钱。”对他来说,因为田地小,多也不过就是300来块钱的差别,他也不眼红。

常有农民来看新鲜,说起试验田这地种得可真好,产量一看就高,但还是不愿意把地承包给合作社做保护性耕作。或是不信任合作社,或是不想闲着,觉得自己还能下地,甭管种多种少,自给自足挺好;或是想着秸秆拉出去能卖钱,丢在田里短时间也看不出个效果来,要产量,就多下点肥,养土太麻烦了。

“农民挣钱最终要靠节本增效而不仅仅是增产,因为粮价一低,农民增产不增收。好些农民认识不到这一点,一个劲下肥,产量上去了,收入却没增加。”解宏图说,很多农民不大在意,地养肥了,是多条腿走路,良性循环更牢靠。

即便如此,还是有越来越多农民在转变观念,关心土地耕作的可持续性,愿意钻研怎么把地种得更好,逐渐接受保护性耕作。

鲍雪莲认识的一位合作社理事长叫盛铁雍,很有种地、管地的本事。他知道怎么看天选种,从花里胡哨的名字里选择真正实用的肥料,甚至自己配肥,还愿意学习新东西。和他解释保护性耕作、秸秆还田,他听得仔细,沟通顺畅,提供了许多支持。头一年种覆盖作物,试验垄距没调好,作物没长起来,但他对试错成本也想得开,反倒安慰起鲍雪莲:没事,这块地由你折腾。

解宏图认识的一个合作社长张学武,他种的地原先每亩只能打七八百斤粮,按保护性耕作模式覆盖归还秸秆后,如今能打1000多斤,对新模式心服口服。现在他是村里的秸秆焚烧封杀者,但凡有人烧秸秆,他带头去灭火。

农村还有许多类似的能人,他们不一定都有高学历,但懂种地、爱钻研、不跟风,愿意学习新知识,他们是稀缺的专业农民。

“凡事就怕研究。”解宏图说,有人还趁着过年,在家用泡沫箱子做种子发芽测试,为来年春天选种。“如果全东北甚至全中国的合作社社长,都能达到他们这个水平,咱们就可以安心了。”

观念和能力之余,张旭东认为,保护性耕作最大的限制是经营方式。家庭联产承包责任制下,农民都是小农户,守着一亩三分田,缺少大的生产主体,缺少集中经营模式。可只有在规模化的土地上,保护性耕作的稳产高效才足够显著,尤其保护性耕作是全程机械化的工作方式,细碎的土地会降低效率。这也是他们把试验重心转向昌图基地的原因之一,其所在合作社有3万亩地,每亩地多挣100块钱,利润才可观。

20世纪70年代,中国开始引进和试验保护性耕作技术;2020年,《东北黑土地保护性耕作行动计划(2020—2025年)》出台,以政策补贴加速推进。但创新的扩散并非水到渠成,一蹴而就。

“现在秸秆量的归还,还是不多。”但张旭东知道,技术推进不能操之过急。“美国保护性耕作进行80年了,我们这真正算起来才20年,认识和接受都有个过程。”技术扩散和自然一样自有规律。

在保护性耕作的试验田里,张旭东和何红波都觉得,一年之中,春天出苗时最美。玉米苗长出七八片绿叶,高矮胖瘦均匀,哨兵般排成一条条直线。边上覆盖着上年的黄色秸秆,遏制大风的侵蚀,在分解作用下,缓慢地回馈土壤,默默维持黑土的成色。

土地变黑了,他们也变老了。

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