國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目研究表明 黑土地保護(hù)需因地制宜

□靜月

近日，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)業(yè)技術(shù)中心鄒文秀研究員主持的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“黑土地農(nóng)用土壤質(zhì)量退化過程與阻控途徑”研究表明，黑土地保護(hù)利用技術(shù)模式具有區(qū)域適宜性，需根據(jù)不同區(qū)域選擇適宜的技術(shù)。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以中國東北玉米和大豆生產(chǎn)為研究對象，整合105篇論文和1104個(gè)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用薈萃分析與機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，系統(tǒng)評估了施肥管理、耕作方式和種植制度對作物產(chǎn)量的影響，并進(jìn)一步解析了其驅(qū)動(dòng)機(jī)制與區(qū)域適宜性差異。結(jié)果表明，土壤管理措施整體平均使玉米和大豆產(chǎn)量提升36.9%，增產(chǎn)效果明顯。化肥與有機(jī)肥配施效果最顯著，產(chǎn)量提升42.2%；深松/深翻和旋耕分別增產(chǎn)18.8%和17.1%；免耕在東北冷濕條件下效果有限，僅提高2.2%。種植制度方面玉米-大豆輪作比單作更具優(yōu)勢。隨機(jī)森林與結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)一步揭示了土壤有機(jī)碳提升是作物產(chǎn)量增加的核心，而氣溫、降水和土壤黏粒含量對管理措施的增產(chǎn)效應(yīng)具有顯著調(diào)控作用，體現(xiàn)了氣候-土壤-管理三者之間的耦合關(guān)系。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)確定了秸稈覆蓋和秸稈與土混施兩種方式對作物產(chǎn)量的影響。秸稈還田總體可增產(chǎn)約5%，其中秸稈覆蓋平均增產(chǎn)5%，秸稈與土混勻平均增產(chǎn)4%。氣候與土壤條件是調(diào)控還田效果的關(guān)鍵因子。在低溫、干旱及中度侵蝕條件下秸稈覆蓋還田效果最好，而在高溫、多雨及重度侵蝕條件下秸稈與土混勻效果更佳。

研究還表明，不同土壤管理措施在東北黑土區(qū)的適用性存在明顯空間差異：深松和輪作在黑土區(qū)大部分地區(qū)具有普遍適用性；免耕的有效范圍相對有限，僅在遼寧東部和吉林中南部部分區(qū)域表現(xiàn)較好；玉米-大豆輪作在黑龍江南部、吉林北部及三江平原東部具有突出增產(chǎn)潛力；秸稈與土混勻在東北大部分區(qū)域具有更廣泛的增產(chǎn)潛力（平均增產(chǎn)幅度達(dá)9%），尤其在西南與東南地區(qū)適宜性較高；而秸稈覆蓋增產(chǎn)幅度較低（平均3%），且在中部部分區(qū)域不適宜。這項(xiàng)研究不僅量化了土壤管理措施的作物增產(chǎn)效應(yīng)，還揭示了其對氣候與土壤依賴性，為因地制宜開展東北黑土地保護(hù)利用提供了科學(xué)依據(jù)。