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記者了解到，東北黑土地糧食總產量和商品糧現在分別占全國總產量的1/4和1/3，已成為我國糧食生產的“穩壓器”和“壓艙石”。關義新提及的良技來自東北黑土區以秸稈覆蓋少免耕技術為核心的保護性耕作技術過程，該過程又被稱為“梨樹模式”。
對關義新來說，“梨樹模式”包含了很多內容，“更包含了中國科學院、中國農業大學等單位與吉林省梨樹縣農業技術推廣專家團結協作、艱苦奮斗、不怕困難、百折不撓的精神”。
免耕播種機問世
“不合理的耕作生產模式，不可避免地造成東北黑土地的肥力透支。”關義新介紹，東北黑土地已經出現土壤有機質下降等問題，威脅國家糧食安全。
“一些地區黑土層薄了15~20厘米，土壤肥力瘦了30%~50%，黑土生產力下降了20%。為了維持和提高糧食產量，農戶慣用的做法是不斷提高化肥使用量。”關義新告訴記者，照此速度，再過幾十年東北部分糧食主產區的優質黑土資源將不復存在。
他指出，在東北黑土區，當前退化最為嚴重的是旱作農業區，尤其是玉米種植帶。傳統耕作制度下的玉米連作模式、玉米秸稈長期離田、土地常年翻耕，土壤土地生物有機物料投入嚴重不足，土壤隨風蝕水蝕流失嚴重，是導致土壤退化的根本原因。
退耕還林、退耕還草，輪作休耕、等高種植，以及秸稈覆蓋少免耕保護性耕作是世界其他黑土區治理黑土退化的成功經驗。“然而，我國的基本國情是人多地少、糧食安全壓力大，保護性耕作成為我們用好、養好黑土地的首選策略。”關義新表示，玉米連作保護性耕作是世界性難題，加上我國東北地區春季干旱等因素，秸稈覆蓋少免耕在很多地區難以保證播種質量，保護性耕作技術的實施在中國應用面臨巨大挑戰。
2007年10月1日，是一個讓關義新難忘的特別日子。“我在吉林省梨樹縣高家村和中國科學院沈陽應用生態研究所研究員張旭東等人相聚，這一天我們有了一個共同的夢想——有生之年將保護性耕作技術在中國推廣開。”從這一天開始，關義新等人開始探索黑土地的保護性耕作技術。
2007年10月，關義新帶領團隊開展免耕播種機的研發。2008年4月，他們研發出第一臺高性能免耕精量施肥播種機樣機2BMZF-2。2009年，該樣機被專家鑒定為“國內性能領先，基本達到了國外同期的先進水平，填補了東北地區高性能免耕播種機的空白”。
隨后，在吉林省補貼政策的支持下，該免耕播種機迅速產業化。關義新透露，目前，該類型系列免耕播種機已經成為東北地區的主流播種機。
技術硬、效益高
關義新在免耕播種機保護性耕作的示范推廣中發現，我國玉米的行距與北美地區有所不同。關義新說：“我們的玉米連作壟距小、秸稈量大，若按照北美的做法，秸稈分不開，播種質量不好控制，單純引入的國外免耕技術很難推廣。”
2015年，關義新團隊與吉林省梨樹縣農業技術推廣站聯合提出了寬窄行秸稈覆蓋少免耕技術。該技術也被稱為“梨樹模式”保護性耕作的主體技術模式。
“過去，吉林省梨樹縣的農民大多是均勻壟栽玉米，壟距60厘米。我們經過反復試驗，改變了傳統等行種植法，將兩壟或三壟合并成兩行，改為80厘米和40厘米，或50厘米和80厘米的壟距交替排列。”關義新向記者解釋道，壟距交替排列的種植規則是，今年窄行種玉米，寬行覆蓋秸稈，那么來年寬行種玉米，窄行就覆蓋秸稈。
據悉，梨樹基地在經過連續14年的秸稈覆蓋少免耕地塊試驗后證實，玉米播種質量有了很大的提高，不僅提升了黑土地農田土壤增碳培肥、抗旱保墑、節肥增效等功能，還為黑土地產能提升提供了長效保障。
另外，張旭東團隊在梨樹縣高家村15年的全量秸稈覆蓋還田少免耕技術實施效果也表明，15年來黑土土壤養分庫容增加了10%~20%，養分利用效率提高10%~15%，土壤水分貯存容量增加10%以上，可抑制80%的土壤流失。
關義新介紹：“15年來，玉米產量從畝產650千克增加到800千克，條耕地塊連續3年每畝產量為1000千克。與此同時，生產成本降低10%，種植效益增加了10%~15%。”
針對部分地區免耕推廣存在的苗期低溫大小苗、增產效果不穩定等問題，2018年，關義新團隊還研發了秸稈覆蓋還田條帶耕作技術，研制了配套機具——條耕機，并聯合東北三省農機推廣部門，建立了產學研政推為一體的示范推廣體系，在東北中北部、中東部地區示范推廣。
農戶得實惠
從2007年在梨樹縣高家村建立了第一塊225畝試驗基地以來，“梨樹模式”里的黑土地保護性耕作技術內容經歷了不斷豐富和完善的過程，逐步發展出600個百畝示范戶、60個千畝核心區和20個萬畝示范片，累計32萬畝示范田。示范帶動全縣實施保護性耕作土地200萬畝，占玉米種植面積的70%。
記者了解到，保護性耕作已在吉林省長春農安、松原長嶺、四平雙遼等8個縣市開展整縣推進，實施面積均在100萬畝以上，其中雙遼市基本實現全覆蓋。
2010—2020年是雙遼市保護性耕作技術推廣面積突飛猛進的十年。關義新告訴記者，雙遼市的示范地經歷了從“沒人理”的免費作業到“排長隊”的有償服務的蛻變。
統計顯示，2020年雙遼市免耕播種機保有量達2300臺以上，保護性耕作面積達160萬畝。2021年，雙遼市計劃實施保護性耕作面積達180萬畝，確保90%以上玉米種植面積實施保護性耕作技術，為抗旱保苗奪豐收提供有力保障。
保護性耕作開展到今天，很多農機合作社、農戶都說，地里能看到蚯蚓了，土質變得疏松了，糧食產量穩中有升，每年增產5%~10%左右。每到秋收結束時，家家戶戶都緊盯著自家的地，生怕誰把自己地里的秸稈給燒了，擔心影響秸稈全覆蓋、地力得不到培肥、免耕播種效果不好。
關義新感嘆道：“示范起步階段總是艱難的，基礎鞏固階段我們也堅持了下來，如今蓬勃發展的保護性耕作模式，讓每一家農戶都能笑著度過每一年的春夏秋冬。”（中國科學報見習記者辛雨）
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