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18年前,吉林省四平市梨树县农技推广站站长王贵满,在高家村的200亩地上迈出了保护性耕作的第一步。

那时的他肯定没有想到,这份保护家乡黑土地的初心,历经时间的沉淀与众人的推动,会从一个地方性的探索,凝聚成一项被称为“梨树模式”的成熟技术,更从基层自觉上升为国家行动,让黑土地得到前所未有的重视与系统性的保护。

2020年7月22日,习近平总书记来到吉林考察,第一站就走进丰饶的黑土地。在梨树县国家百万亩绿色食品原料(玉米)标准化生产基地核心示范区,总书记语重心长地说,要认真总结和推广梨树模式,采取有效措施切实把黑土地这个“耕地中的大熊猫”保护好、利用好,使之永远造福人民。

如何让这项技术突破观念与地域的限制,扎根于多样化的田野之中,进而推动整个农业生产体系向着可持续的未来演进?这片黑土上的耕作故事,正在悄悄写下新的篇章。

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从试验田到国家工程

在自然条件下,200—400年有机质积累才能形成1厘米厚的黑土层。所以当高家村的试验田刚起步时,王贵满觉得,“10年之后能有效果就成。”

结果十年过去后,试验田的土壤含水量增加了10%~20%,减少土壤流失80%,耕层0至20厘米有机质含量增加近13%,每平方米蚯蚓数量超过100条,是常规垄作土壤的6倍,连续4年亩产超吨粮。

“以前种地要先翻地,再播种、镇压,采用‘梨树模式’的话,播种、施肥一次性完成。”王贵满算了笔账,拿一亩地来说,翻地要50块钱,耙地20块钱,起码这个钱就省了。种的地越多,省的钱也越多。对于一个种了500亩地的大户来说,一年就可以省出一台免耕机的钱。

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2017年,这套以“秸秆还田、免耕播种”为主要措施的黑土地保护性耕作技术在当地已经十分成熟,更因其显著的效果和开拓性的创新,被命名为“梨树模式”。

“‘梨树模式’的核心就是回归自然:多覆盖、少扰动,既保护了黑土地,又减少了作业成本,解决了传统精耕细作带来的问题。”王贵满说。

地方实践的成功经验与显著成效,逐渐进入国家视野,政策开始密集出台。“我干了一辈子,黑土地保护从来没有被提到如此高度。”王贵满常常觉得不可思议,也开始不断思索:如何才能让“梨树模式”走向更广阔的田野,保护更多的黑土地?但他知道,大面积推广“梨树模式”不是一件容易的事,毕竟,改变传统的耕作观念,就像是一场革命,需要更多的人将火种散播开来。

2022年,国家重点研发计划“黑土地保护与利用科技创新”重点专项,针对“梨树模式”提档升级的需求,启动实施了“黑土地耕地保育和粮食产能提升协同的梨树模式创新与示范”(以下简称“黑土地梨树模式项目”)等项目,加速开启星火燎原的探索。

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项目由中国农业大学联合中国农业科学院、吉林农业大学、吉林省康达农业机械有限公司等优势单位牵头,在传统“梨树模式”上不断创新优化,因地制宜打造出适应典型黑土区、风沙土区、坡耕地、低洼地的四种升级版“梨树模式”。

“我国黑土区的土壤、地形和气候等条件差异大,‘梨树模式’要想在‘基础款’上改良升级,提质扩面,首先要论证‘梨树模式’的科学内涵,在科学层面上证明它的作用和价值。”项目负责人、中国农业大学土地科学与技术学院副院长周虎说。

当科学的引擎开始发动,除了实践中已被证明的价值,越来越多的意外惊喜,也开始不断涌现。

提质增产的科学密码

“采用保护性耕作的地块,玉米赤霉烯酮含量比传统耕作方式降低75%,玉米呕吐毒素含量则降低56%,而且秸秆还田30%就可以实现这一水平。”周虎团队的这一最新发现,又拓展了人们对“梨树模式”的认知。“以前人们只知道它能保护黑土地,提高粮食产量,如今看来,这种耕作方式也能提高粮食品质。”周虎介绍。

吉林省长春市九台区兴隆德强农场负责人潘丙国也有新发现,农场有500多垧地,从2017年开始采用“梨树模式”,除了产量年年涨,玉米的品质也变得越来越好,“以前玉米大都卖去做饲料了,现在直接能上餐桌了。”

这其中的原因,就是玉米毒素减少了。“这是因为采用保护性耕作之后,土壤微生物的种类增多,抵抗外界侵害的能力更强,生态更加稳定。”项目组成员、中国农业大学博士研究生陈梦添说,此外,秸秆还田之后土壤有机质增加,土壤也更加健康了,所以毒素才会降低。

“对农民来说,最直观的表现就是玉米不容易发霉了。”陈梦添解释道,霉就是真菌,发霉其实就是真菌产生了毒素,且没法消除,牛羊吃了发霉的玉米后,其生殖系统会遭到破坏,很容易流产,严重的还有死亡的风险。但我们发现,采用保护性耕作种出来的玉米,产生的毒素更少,不仅如此,玉米茎腐病、穗腐病的发病率都会降低。

至于农民最关心的能否增产,研究表明,保护性耕作相比传统耕作方式,普遍增产5%以上,部分地区能增产10%以上,干旱年份甚至增产更多。“这是因为‘梨树模式’能够增加水分入渗,减少蒸发和径流损失,提高水资源的利用率,作物整个生长期大概能节水50毫米。”周虎说,哪怕作物生长后期遭遇干旱,也能维持相对好的生长状态,因为秸秆覆盖的作用就是保墒,能保证植株后期生长所需要的水分。

此外,科学上的研究结论,也能更好地消解人们的固有观念。比如有农民担心,秸秆还田会导致病虫害增多。但研究表明,采用保护性耕作的地块,蚜虫、红蜘蛛等病虫害都是减少的,还会吸引很多玉米螟虫的天敌,比如白僵菌和赤眼蜂。

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“其实道理很简单,保护性耕作帮助农田建立了稳定的生态系统,土壤微生物多样性增加,就能够抑制病虫害的发生。”周虎说,就算是焚烧秸秆,后期也会产生蚜虫等病害,而且没有天敌的制衡。此外,覆盖秸秆的话,风蚀问题的发生率可降低85%以上。杂草也少,因为地表覆盖秸秆后,草萌发后无法进行光合作用,生长受到抑制。

还有农民觉得,不翻地,地会不会变硬?“其实秸秆覆盖有保水的作用,地里有水就会更加松软,而且随着秸秆在地里腐烂,也会有疏松土壤的作用。靠着微生物或者蚯蚓等的分解,它们上下传导,还把有机质渗透到土壤中了。”周虎说。

打造“梨树模式”升级版

千百年来,勤劳的农民都喜欢“板正田”,地里弄得干干净净的,但地里盖上秸秆后,看着难受,是“埋汰田”。此外,地里盖上秸秆,地表接受太阳辐射就少,升温慢,播种时间就会推迟,有时秸秆还会挡到、压到苗,农民就会各种担心:“别家翻了地的,苗都长得老高了,我们家的苗才这么矮。”

“对于农民担心的问题,我们就要优化技术细节。比如以前秸秆是全部覆盖,现在只盖一半,把要播种的地块空出来,只浅浅旋就可以,这个技术就叫条带耕作宽窄行种植。”周虎说,这样还顺道解决了秸秆易堵机器的问题。这项技术也跟当地的耕作方式相吻合。“东北的玉米是宽窄行种植,窄行种植两行玉米,中间的宽行是空的,这样正好把秸秆放在宽行。”

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周虎说,“这下农民普遍就接受了,毕竟跟他们的想法冲突不大,产量还能提高。”说白了,农技人员不能一味觉得农民思想落后,而是要解决他们的实际困难,用跟他们的思想观念冲突最小的办法,来让他们逐步接受一项新技术。

此外,再好的技术,也有个适应性的问题,没有一项技术从实验室出来后,便能放之四海而皆准。

“黑土地梨树模式项目”在制度设计和管理实践上着力破解技术推广与区域适应性问题,因地制宜研究适配的技术,让不同区域拥有自己的“梨树模式”。

比如辽宁由于温度合适,就用不着条耕技术,只要在农机上加个拨草轮就可以了,播种的时候,前面拨秸秆,后面播种,一次性完成。再比如内蒙古科尔沁地区,每年春天都会刮8级大风,地上的秸秆很容易被大风刮走。针对这个情况,当地采用了秸秆高留茬覆盖,就是留30厘米高的秸秆在地里,大风吹不走。这样不仅能保墒培肥,还能起到防风的作用。

就这样,“梨树模式”产生了不同的变种,根据不同的气候环境、土壤条件,技术细节略有不同。

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“有的地方全部免耕,有的地方采用条耕,有的地方秸秆全量覆盖,有的只覆盖一部分,有的则需要将秸秆打碎后还田。”项目组成员、辽宁省农业科学院副研究员李娜一再强调,不管以什么方式,秸秆都一定要还田。

“此外,技术落地见效,离不开政策保驾护航,唯有技术与政策形成合力,才能让好技术真正走进田间地头。”李娜表示,以秸秆还田技术推广为例,辽宁实行差异化补助,秸秆还田越多,补贴越多,最高每亩地可以补贴90元。她觉得这些补贴十分必要,“毕竟农民把秸秆拿去卖掉或者留作自用有直接收益,政策补贴正好弥补了农民的损失,能有效调动大家参与秸秆还田的积极性。”

除了能适应不同的地域,科学家们还要让“梨树模式”适应不同的地形。

“原来人们总觉得在低洼地区无法适用保护性耕作,因为那里容易积水,温度低,但其实只要做好排水,条耕技术在那里同样适用。”项目组成员、中国农业大学梨树实验站高级农艺师王影说,只要用开沟机,在玉米中间空的地方开一条30厘米的沟,再在地下埋暗管,做好排水就行。

从耕种到运营

当所有的技术、政策都到位,接下来要做的,就是要让更多的人享受到红利。采用“梨树模式”,需要一定的成本,比如一台免耕播种机,就至少要4万块钱,一个小农,顶多种10到20亩地,投入这么高成本的话,根本不划算。“所以我们的推广对象主要是大户,让大户带动小户。”周虎说。

黑土地保护与利用联盟也应运而生,联盟成员囊括了不同地区的黑土地保护代表性人物,每年都要互相交流经验,并实地走访解决困难。

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周虎介绍道,联盟里面至少有100多个农民合作社,每年都要请他们去分享经验,毕竟农民现身说法的效果,比谁说都强,这样能带动更多人认识、使用“梨树模式”。

联盟还搞起了自媒体,比如周虎就经常在“梨树模式”视频号上发一些相关视频,有人看到后,就会发私信询问技术细节。“能改变一个是一个。哪怕让一个农民改变他一直以来的种植方式,对他来说都是一件很大很难的事。”

陈玉萍就是被改变的那一个。

她在黑龙江鸡西市麻山区麻山镇农业综合技术中心干了几十年,眼睁睁地看着当地的黑土地变薄、变瘦、变硬。

“之前也试过一些办法,但都不管用,不适用于我们山区。”她平时就在网上关注黑土地保护的相关信息,有一天无意间刷到了周虎的视频,觉得里面讲得很靠谱,她决定再试一次,私信联系上周虎后,就驱车几百公里到了梨树试验站。看完了之后觉得靠谱,回来之后就在8个村划定了240亩地做试验田。“我当时心里有三个疑问:覆盖秸秆后能不能保全苗?会不会加重病虫害?会不会地温低导致晚熟?去了一趟都弄明白了。”

“我觉得条耕是最适合我们的,耕作带是50厘米,闲置带是80厘米,这样就不会打破垄。”具体落地的时候,陈玉萍也做了些细微的改良,比如先把秸秆打一遍再归行,这样归出来的地板正,看着就不像埋汰田了。

在日积月累中,陈玉萍的理论也逐渐丰富了,面对一些人的质疑,她也能“怼”回去了,“有人说烧秸秆能把虫卵烧没了,其实也就烧死一部分,但地表的土壤微生物也给烧死了,烧完的地也又硬又板。”

当技术落地生根、模式渐次推开,要让“梨树模式”释放的长远红利真正惠及千家万户,就不能仅停留在“如何种”的层面,更需探索“如何经营”。在这种观念的引导下,现代农业生产单元的概念应运而生。“就是让一些认可‘梨树模式’的种植大户,在300公顷的土地上采用标准化的方式去种植。”周虎说。

目前现代农业生产单元已经搞了70多个,“梨树模式”也已累计推广了5000多万亩。

但这不是终点,黑土地上的故事,还会一年一年,一亩一亩,继续生长下去。“农民都可满意了,这比平时能多收一车粮,至少增产10%,明年我打算再推广个千八百亩。”陈玉萍说。

作者:农民日报全媒体记者曹茸颜旭

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原标题:“十四五”农业科技硬核成果|“梨树模式”何以提档升级?

监制:张燕 编辑:张轩铭 何沁屿

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