用科技守护“粮食生产的命根子”

中国农科院农业资源与农业区划研究所工作人员在东北开展土壤调查。资料图

耕地是粮食生产的命根子，是重要的农业资源和生产要素。我国用占世界9％的耕地养活了世界近20％的人口，这得益于土地释放的生产潜力。但同时，长期集约化的经营，也使得土地的负荷越来越重。近日，记者在中国农科院召开的“科技创新引领耕地保护与利用”会上了解到，应对耕地退化问题，是我国农业科研的重点领域，未来将加快推进“藏粮于地”系列科技攻关。

我国耕地退化问题十分严峻

据农业农村部公报［2020］1号“2019年全国耕地质量等级情况公报”显示，按照《耕地质量等级》（GB/T33469-2016）国家标准，全国耕地按质量等级由高到低依次划分一至十等，评价为一至三等的耕地面积为6.32亿亩，属高产田，占耕地面积的31.24％；评价为四至六等的耕地面积为9.47亿亩，属中产田，占耕地面积的46.81％，是今后粮食增产的重点区域和重要突破口。评价为七至十等的耕地面积为4.44亿亩，属低产田，占耕地面积的21.95％，这部分耕地基础地力相对较差，生产障碍因素突出，是耕地内在质量提升的瓶颈和难点。

随着我国工业化、城镇化的快速发展，农业资源连续多年的高强度利用、耕地土壤污染的突出问题、我国巨大的人口压力和水土资源分配不均的现状，导致耕地资源的压力愈加严峻。目前，我国耕地退化面积占耕地总面积的40％以上。数据显示，我国耕地在土壤酸化、盐碱化、黑土地退化及耕层变浅等方面表现明显。

在耕地酸化方面，我国14.5％的耕地已严重酸化。近30多年来，湖南、江西、广西等地土壤pH值小于5.5的酸化耕地面积增加了35％，作物减产20％以上。

在土壤盐碱化方面，全国盐碱耕地约1.14亿亩，较20世纪80年代增加2600万亩，增幅近30％。其中，轻度、中度和重度盐碱耕地占比分别为52％、31％和17％，可造成作物分别减产5％-10％、11％-20％、30％以上，有的地区因此弃耕撂荒。

在东北，黑土地退化问题突出，我国黑土区耕地面积2.78亿亩，自20世纪50年代开垦以来，耕作层土壤有机质含量由开垦前8％-10％下降到2.5％-3.5％，粮食大幅减产。

此外，我国土壤耕层变浅也十分普遍，耕作层小于20厘米的耕地，面积占比71％，由此造成水肥利用率低，作物抗逆性差等问题。

中国农科院农业资源与农业区划研究所副所长周卫表示，总体来看，我国耕地保护与利用工作依然面临诸多严峻挑战。耕地质量平均等级不高，中低等级占2/3以上。长期以来农业粗放经营，耕地退化加剧。肥料利用率低，加剧了土壤酸化和农业面源污染。2020年我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物化肥利用率为40.2％。如果将耕地地力提高1个等级，则可以新增粮食1200亿公斤；如果将化肥利用率提高10个百分点，则可减少氮磷排放50％。因此，充分发挥农业科技对耕地保护利用与地力提升的支撑作用，是保障国家粮食安全和生态安全的迫切需要。

科技创新助力耕地保护与利用

耕地资源紧缺、质量退化、污染加剧和农业资源利用率低等亟须解决的问题，是“十三五”期间农业科研攻关的重点领域。周卫介绍，中国农科院在东北黑土地地力提升、南方低产水稻土改良以及红壤区农田酸化防控等方面科研攻关取得了重要进展。

东北是我国重要的商品粮基地，粮食产量占全国的1/4。针对东北黑土区耕层厚度减少，有机质含量下降等问题，中国农科院组织全国优势单位联合攻关，研发了黑土地地力提升与可持续利用技术，明确了东北黑土地过去30年的有机质演变特征与高强度种植影响，探明了有机物料长期利用效率平均为16.3％，实现了土壤有机质培育目标的定量化。通过研究东北黑土地地力提升、水肥资源高效利用及种植制度优化等技术，土壤有机质提高12％-16％，玉米平均增产5％。

我国南方低产水稻土占1/3，水稻产量仅为高产田的一半。针对低产水稻土障碍因素不明、改良技术缺乏等问题，中国农科院研发了南方低产稻田土改良与地力提升技术，明确了我国南方低产水稻土资源状况及养分特征，创建了黄泥田有机熟化、白土厚沃耕层、潜育化稻田排水氧化、反酸田/酸性田酸性消减、冷泥田厢垄除障等一系列改良关键技术，解决了低产水稻土“瘦、板、烂、酸、冷”等问题。农田地力提升1个等级，水稻平均增产超过100千克/亩。

此外，针对化肥过量使用、肥料利用率低等问题，中国农科院研发的“主要粮食作物养分资源高效利用技术”，创建的基于产量反应和农学效率的推荐施肥新方法，在粮食主产区近三年共推广应用7990万亩，平均增产5％-10％，减施化学氮肥10％-30％、化学磷肥10％-20％，氮肥利用率提高10-15个百分点，增收节支122亿元。针对农业面源污染问题，开发了面源污染监测与防控技术，据湖北、山东等9省统计，2015-2017年应用1.99亿亩，节约氮磷化肥（折纯）87.0万吨，减排氮磷6.41万吨，经济效益68.3亿元。

加快推进“藏粮于地”技术攻关

面向“十四五”，保护耕地、保障粮食安全仍是农业工作中的重中之重。据介绍，在保护耕地方面，中国农科院将继续推进多项“藏粮于地”技术攻关。

中国农科院将加快建设“国家耕地质量科学研究中心”，面向国际耕地科学前沿和我国耕地保护重大需求，聚焦耕地质量重大基础与应用研究，创建耕地质量监测、保护和利用的理论、方法、技术、产品和标准，建设覆盖我国全部土壤类型、服务全域耕地管理的国家级耕地科学研究与技术创新中心。

同时，还将面向高标准农田建设的需求，推进农田建设、监测、评价与管理的数字化改造，继续支撑“全国农田建设综合监测监管系统”的运行。

在土壤改良方面，“三块地”仍是未来科技攻关的重点。据介绍，中国农科院将“针对我国农业土壤质量退化，中低产田比例高等突出问题，开展土壤培肥与地力提升重大科技攻关，进一步阐明东北黑土、南方红黄壤、北方旱地‘三块地’的土壤质量演变规律、退化过程与保育机制，研发土壤障碍因子消减及耕地质量提升关键技术及产品装备”。

此外，将针对化肥过量使用、肥料利用率低、农用微生物资源不足、土壤生态失衡等突出问题，继续推进科技攻关，为国家耕地保护与利用提供科技支撑。