【中國科學(xué)網(wǎng)】黑土守護(hù)者
多年來，張曉平和他的團(tuán)隊(duì)在推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的道路上不遺余力。值得慶幸的是，他們的呼聲正日漸得到社會各界的重視。
霧霾肆虐，東北也不能幸免。
中科院大氣灰霾追因與控制專項(xiàng)研究組發(fā)布的監(jiān)測結(jié)果顯示，機(jī)動車、采暖、餐飲排放和秸稈焚燒對強(qiáng)霾污染的貢獻(xiàn)最大。已有的研究表明，吉林省霧霾事件與秸稈焚燒密不可分。
與傳統(tǒng)的耕作方法相比，保護(hù)性耕作的核心技術(shù)就是秸稈還田。要防治霧霾，保護(hù)性耕作技術(shù)是減少秸稈焚燒的有效途徑。中科院東北地理所研究員張曉平告訴《中國科學(xué)報》記者。
多年來，張曉平和他的團(tuán)隊(duì)在推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的道路上不遺余力。值得慶幸的是，他們的呼聲正日漸得到社會各界的重視。
傳統(tǒng)耕作急需改變
吉林省是產(chǎn)糧大省，耕地面積近400萬公頃，其主要作物為玉米。2013年玉米產(chǎn)量為500多億斤，秸稈量在600億斤左右。近年來，吉林的玉米單產(chǎn)和總量在逐年上升，秸稈的生物量也在逐年提高。
盡管近年來秸稈發(fā)電，做生物燃料、建材制品等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但由于受制于高成本，一直沒有大范圍展開。目前，吉林大約有30％～50%的秸稈，即近200億~300億斤的秸稈沒有得到有效的利用。
那么，這么多秸稈最終都去了哪里呢？大部分被直接燒了。
在張曉平看來，根源還是在于傳統(tǒng)的、粗放的耕作方式。其長期以來造成農(nóng)田土壤水土流失嚴(yán)重、土地生產(chǎn)力下降、沙塵暴和霧霾天氣頻率和強(qiáng)度增加、生態(tài)環(huán)境惡化。一方面使土壤退化，在很大程度上嚴(yán)重制約了吉林省農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，另一方面嚴(yán)重破壞了吉林省的生態(tài)環(huán)境。
從長遠(yuǎn)來看，要發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，應(yīng)優(yōu)先推廣保護(hù)性耕作技術(shù)。張曉平說。
保護(hù)性耕作優(yōu)勢明顯
張曉平介紹，保護(hù)性耕作是北美科學(xué)家發(fā)明的一種新型耕作方法，是以保護(hù)和持續(xù)利用農(nóng)田土壤為目標(biāo)的耕作技術(shù)體系，它有別于傳統(tǒng)的耕作方法，主要包括免耕播種、施肥、化學(xué)除草、秸稈還田以及秸稈處理等技術(shù)。與傳統(tǒng)的耕作方法相比，保護(hù)性耕作的核心技術(shù)就是秸稈還田。
秸稈還田具有明顯的保水固土效果，可減少風(fēng)蝕和水蝕，同時還可增加有機(jī)質(zhì)含量和土壤肥力，提高糧食產(chǎn)量，以達(dá)到保護(hù)和持續(xù)利用土地資源的目的。由于保護(hù)性耕作的先進(jìn)性，這項(xiàng)技術(shù)被聯(lián)合國糧農(nóng)組織稱之為耕作革命。
據(jù)張曉平介紹，保護(hù)性耕作技術(shù)投入低，節(jié)省勞動時間和強(qiáng)度，同常規(guī)耕作技術(shù)相比，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢。如果全省400萬公頃耕地的一半實(shí)行保護(hù)性耕作，僅減少耕作次數(shù)一項(xiàng)改革，就可為吉林省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)約機(jī)耕費(fèi)用6億元（按每公頃節(jié)約1500元計(jì)算），實(shí)現(xiàn)低碳清潔農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
免耕就是保護(hù)性耕作的一種。張曉平說。免耕主要包括以下關(guān)鍵技術(shù)：秸稈100％還田條件下進(jìn)行播種；采用聯(lián)合作業(yè)播種機(jī)，在不拖移地表殘留物的前提下開溝播種、覆土和鎮(zhèn)壓，施肥與播種同時進(jìn)行，一次完成作業(yè)；化學(xué)除草和防蟲。
張曉平強(qiáng)調(diào)，免耕播種機(jī)的使用，還有助于水土保持。大量的秸稈留存在地表，可以為蚯蚓等動物提供食物。蚯蚓的數(shù)量增加后，其在地表活動時形成的孔隙，有助于將雨水引入地下。此外，玉米本身的根系腐化后可形成更大的孔隙，也有助于土壤涵養(yǎng)更多水分。
它完全改變了傳統(tǒng)的耕作方式，不再進(jìn)行中耕作業(yè)，減少土壤的擾動。這樣既可減少作業(yè)次數(shù)，節(jié)省人力物力和燃料，減少廢氣的排放，又有利于土壤有機(jī)質(zhì)的保存。”張曉平說。保護(hù)性耕作技術(shù)在美國、加拿大等國家已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，推廣面積已經(jīng)達(dá)到耕地面積的40%左右，但在我國還是剛剛起步。
發(fā)力關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化
在多年農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，中科院東北地理所在黑土保護(hù)性耕作研究中積累了很多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。截至目前，該所黑土保護(hù)性耕作技術(shù)已在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
免耕播種的核心設(shè)備是免耕播種機(jī)，從2001年起，我們開始在德惠黑土區(qū)進(jìn)行長期的定位實(shí)驗(yàn)，已連續(xù)進(jìn)行了13年，關(guān)鍵設(shè)備已實(shí)現(xiàn)了小型化和國產(chǎn)化。張曉平介紹說。為了推廣免耕播種機(jī)，他們將技術(shù)以無償?shù)姆绞教峁┙o協(xié)作單位康達(dá)農(nóng)機(jī)公司，生產(chǎn)出第一代免耕播種設(shè)備，并進(jìn)行推廣。目前該公司生產(chǎn)的這種免耕播種機(jī)，每年有兩三千臺的銷量。
在研發(fā)免耕播種機(jī)的同時，張曉平團(tuán)隊(duì)還建立了一套適合吉林省黑土區(qū)的技術(shù)體系。2007年他們在梨樹縣梨樹鎮(zhèn)高家村建立黑土保護(hù)性耕作技術(shù)示范區(qū)，截至2013年在梨樹縣推廣面積已經(jīng)達(dá)到300公頃。
目前，張曉平團(tuán)隊(duì)的這套技術(shù)在吉林省梨樹縣、德惠市、九臺市和大安市數(shù)十個鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行大面積推廣，農(nóng)田秸稈覆蓋度達(dá)到30%以上，肥料利用率提高5%，春季土壤含水量增加2%~8%，耕層土壤有機(jī)碳含量增加7%~30%，風(fēng)蝕和水蝕強(qiáng)度減少了80%，黑土生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善，農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值超億元。
在第一代免耕播種機(jī)問世，并不斷在東北地區(qū)推廣后，我們進(jìn)行了設(shè)備的升級改造，致力于開發(fā)更高效、省力的第二代免耕播種機(jī)。張曉平介紹說。在第一代產(chǎn)品基礎(chǔ)上，經(jīng)過他和團(tuán)隊(duì)近5年的生產(chǎn)實(shí)踐，目前新一代免耕播種機(jī)已經(jīng)問世。
我們預(yù)計(jì)，保護(hù)性耕作會在不久的將來大面積取代傳統(tǒng)的耕作方式，免耕播種機(jī)也將會全面取代已使用了數(shù)千年的老式三角鏵犁播種機(jī)。當(dāng)然，我們也希望地方政府進(jìn)一步加大保護(hù)性耕作的示范區(qū)域，同時給予從事保護(hù)性耕作的農(nóng)民一定的補(bǔ)貼，讓這項(xiàng)技術(shù)能夠更快地得到推廣。張曉平說。（彭科峰 王超）
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