國家重點研發(fā)計劃項目研究表明 黑土地保護需因地制宜

□靜月

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

項目團隊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個田間試驗數(shù)據(jù)，采用薈萃分析與機器學習的方法，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，并進一步解析了其驅動機制與區(qū)域適宜性差異。結果表明，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。隨機森林與結構方程模型進一步揭示了土壤有機碳提升是作物產(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)效應具有顯著調控作用，體現(xiàn)了氣候-土壤-管理三者之間的耦合關系。

項目團隊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控還田效果的關鍵因子。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。這項研究不僅量化了土壤管理措施的作物增產(chǎn)效應，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利用提供了科學依據(jù)。