【中國(guó)科學(xué)報(bào)】躬耕在黑土地上的科研人
■本報(bào)記者 王晨緋
中國(guó)科學(xué)院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)海倫站）成立于1978年，1988年加入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN），2005年成為國(guó)家站（黑龍江海倫農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站）成員。經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，它已經(jīng)是東北黑土區(qū)綜合性的農(nóng)業(yè)資源、環(huán)境、生態(tài)等多學(xué)科的綜合研究基地。
33年提煉出一組數(shù)字
“黑土地是我國(guó)乃至世界少有的肥沃土壤，對(duì)它的保護(hù)不但對(duì)糧食安全和環(huán)境保護(hù)有重大意義，而且典型黑土的長(zhǎng)期存在，也是對(duì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)，要留給子孫后代持續(xù)利用。” 中科院東北地理所研究員韓曉增說(shuō)。
海倫站的主要研究任務(wù)之一就是退化黑土地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建，開(kāi)展人類(lèi)強(qiáng)烈干預(yù)下黑土地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期演變規(guī)律及影響因子研究；黑土地退化機(jī)理與修復(fù)研究；研究黑土地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理技術(shù)體系，為提高黑土地耕地綜合生產(chǎn)能力提供科學(xué)依據(jù)與優(yōu)化管理方法。
韓曉增常年在野外觀察土壤剖面時(shí)，發(fā)現(xiàn)即使是人們一貫公認(rèn)的肥沃黑土地，表層也發(fā)生了黑土層“變薄、變瘦、變硬”的三大變化，通過(guò)兩組33年的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是土壤腐殖化物質(zhì)不斷減少所致。野外觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)了白漿土的白漿層是限制作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要因子，白漿層是 “干了刀槍不入、濕了滴水不漏”的障礙層。
為了找到解決這些問(wèn)題的辦法，韓曉增在國(guó)內(nèi)外首先提出了肥沃耕層構(gòu)建的理念，進(jìn)行了肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)研發(fā)。他將各種能提升表層黑土腐殖化物質(zhì)的物料和放置不同深度組合起來(lái)開(kāi)展試驗(yàn)：分別設(shè)置0、15、20、35、50厘米深度，采用了耕翻、免耕、淺耕、深松等手段，分別等到旱年、澇年、不旱不澇的年份來(lái)進(jìn)行大自然的檢驗(yàn)。
“35厘米為最優(yōu)的肥沃耕層構(gòu)建深度，實(shí)行三年構(gòu)建一次肥沃耕層頻度效果最優(yōu)。”韓曉增已經(jīng)記不起向多少人說(shuō)過(guò)這組數(shù)字，為了這組數(shù)字他在黑土上躬耕了33年。
韓曉增帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)采用實(shí)驗(yàn)室模擬、田間長(zhǎng)期定位試驗(yàn)和大田對(duì)比試驗(yàn)的方法，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)、核磁技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)等方法，對(duì)我國(guó)東北黑土地表層土壤屬性進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究，最終形成了“黑土肥力形成與調(diào)控”研究成果，該項(xiàng)成果榮獲2017年吉林省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
在理論研究的基礎(chǔ)上，他們又進(jìn)一步研發(fā)黑土地表層調(diào)控技術(shù)，完成了“黑土地肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)及其在黑土地保護(hù)中的應(yīng)用”，于2017年獲得了黑龍江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
豆農(nóng)的“送豆觀音”
海倫站的試驗(yàn)田里，有很大一片樣地是李艷華的育種試驗(yàn)地。
1990年，海倫人李艷華本科畢業(yè)后，成為海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的一員。28年過(guò)去，如今52歲的李艷華大部分時(shí)間仍然是在試驗(yàn)田里度過(guò)。
育種需要和農(nóng)民種地一樣經(jīng)歷春種、夏管秋收的過(guò)程。不一樣的是，平時(shí)她要更頻繁地記錄大豆生長(zhǎng)進(jìn)度，抗蟲(chóng)、抗草、抗風(fēng)特性，每一點(diǎn)都不能落下；收獲季節(jié)，她要坐在地上篩選裝袋，每一個(gè)豆莢、每一個(gè)豆粒都反復(fù)觀察。
“育種，有時(shí)比照顧孩子還費(fèi)功夫，特別是遴選品種的過(guò)程，必須要純手工處理。”李艷華說(shuō)。
20多年來(lái)，她做了3000多個(gè)雜交組合，從中選育出優(yōu)質(zhì)大豆品種十多個(gè)，單產(chǎn)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，累計(jì)推廣優(yōu)質(zhì)大豆5000多萬(wàn)畝，增產(chǎn)20多億斤，為農(nóng)民增加效益40多億元，農(nóng)民們親切地稱(chēng)她為“送豆觀音”。
“這是東生1號(hào)特別抗病，籽粒色澤濃黃，非常圓，做豆芽好，生出的豆芽直又長(zhǎng)，產(chǎn)品率高，口感好，幾乎成了發(fā)豆芽專(zhuān)用品種；做豆腐也好，蛋白高，出豆腐，收購(gòu)價(jià)高，每斤高出其他品種一毛五分。這是東生7號(hào)，有非常好的加工品質(zhì)，做出來(lái)的豆?jié){純正濃香，入口綿柔，永和豆?jié){很大一部分用的是東生7號(hào)……”李艷華拎起一袋袋金黃的豆種，如數(shù)家珍。
2015年，因科技成果轉(zhuǎn)化成績(jī)突出，李艷華被破格晉升為正高級(jí)工程師。
2017年，李艷華被選為“中國(guó)科學(xué)院關(guān)鍵技術(shù)人才”——“在解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新方面取得較好的成果”。中科院東北地理所建所以來(lái)一共有3人獲此殊榮。
“機(jī)理研究必須跑步前進(jìn)”
“都說(shuō)黑土退化了，可這個(gè)退化過(guò)程究竟是怎么演變的，我們還要繼續(xù)深入地研究，揭示其內(nèi)在機(jī)理和過(guò)程。” 海倫站常務(wù)副站長(zhǎng)李祿軍研究員，2010年博士畢業(yè)后找工作，就是看上了海倫站的長(zhǎng)期樣地，下定決心要留在海倫站。
通過(guò)幾年“泡”在站里的觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)，李祿軍發(fā)現(xiàn)，根據(jù)許多研究結(jié)果，秸稈還田能提升土壤有機(jī)碳含量，但秸稈的輸入同時(shí)又會(huì)加劇土壤有機(jī)碳分解，導(dǎo)致了有些地方秸稈還田效果還可以，有的地方卻沒(méi)那么顯著。李祿軍苦苦思索這個(gè)中間過(guò)程是受區(qū)域土壤類(lèi)型影響，還是受降水等氣候因素影響，抑或其他因素造成？
他最近頻繁奔波于北京、南京，向同行前輩請(qǐng)教新建平臺(tái)的科學(xué)問(wèn)題。新建的黑土農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是海倫站建站以來(lái)，田間實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中科技含量最高、經(jīng)費(fèi)投入最多的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了田間原位、同步和實(shí)時(shí)觀測(cè)土壤溫室氣體通量及其穩(wěn)定同位素豐度的動(dòng)態(tài)變化。
“這是四個(gè)野外臺(tái)站聯(lián)合的項(xiàng)目，由幾位老師一起設(shè)計(jì)出來(lái)的。落在我們海倫站就是黑土農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。”他說(shuō)。
這是個(gè)更注重過(guò)程的平臺(tái)。談起這個(gè)平臺(tái)，李祿軍有點(diǎn)兒興奮：“人們通常通過(guò)簡(jiǎn)單比較土壤養(yǎng)分含量的時(shí)空變化，得出黑土退化的結(jié)論，整個(gè)退化過(guò)程并不清晰。新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就是要通過(guò)田間原位過(guò)程觀測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)解決這個(gè)模糊的問(wèn)題。”
“我們必須加快進(jìn)度，黑土退化治理刻不容緩，機(jī)理研究必須跑步前進(jìn)。” 李祿軍說(shuō)。
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