耕地是糧食生產(chǎn)的命根子，是重要的農(nóng)業(yè)資源和生產(chǎn)要素。我國用占世界9％的耕地養(yǎng)活了世界近20％的人口，這得益于土地釋放的生產(chǎn)潛力。但同時，長期集約化的經(jīng)營，也使得土地的負荷越來越重。近日，記者在中國農(nóng)科院召開的“科技創(chuàng)新引領(lǐng)耕地保護與利用”會上了解到，應(yīng)對耕地退化問題，是我國農(nóng)業(yè)科研的重點領(lǐng)域，未來將加快推進“藏糧于地”系列科技攻關(guān)。
我國耕地退化問題十分嚴峻
據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公報［2020］1號“2019年全國耕地質(zhì)量等級情況公報”顯示，按照《耕地質(zhì)量等級》（GB/T33469-2016）國家標準，全國耕地按質(zhì)量等級由高到低依次劃分一至十等，評價為一至三等的耕地面積為6.32億畝，屬高產(chǎn)田，占耕地面積的31.24％；評價為四至六等的耕地面積為9.47億畝，屬中產(chǎn)田，占耕地面積的46.81％，是今后糧食增產(chǎn)的重點區(qū)域和重要突破口。評價為七至十等的耕地面積為4.44億畝，屬低產(chǎn)田，占耕地面積的21.95％，這部分耕地基礎(chǔ)地力相對較差，生產(chǎn)障礙因素突出，是耕地內(nèi)在質(zhì)量提升的瓶頸和難點。
隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)資源連續(xù)多年的高強度利用、耕地土壤污染的突出問題、我國巨大的人口壓力和水土資源分配不均的現(xiàn)狀，導(dǎo)致耕地資源的壓力愈加嚴峻。目前，我國耕地退化面積占耕地總面積的40％以上。數(shù)據(jù)顯示，我國耕地在土壤酸化、鹽堿化、黑土地退化及耕層變淺等方面表現(xiàn)明顯。
在耕地酸化方面，我國14.5％的耕地已嚴重酸化。近30多年來，湖南、江西、廣西等地土壤pH值小于5.5的酸化耕地面積增加了35％，作物減產(chǎn)20％以上。
在土壤鹽堿化方面，全國鹽堿耕地約1.14億畝，較20世紀80年代增加2600萬畝，增幅近30％。其中，輕度、中度和重度鹽堿耕地占比分別為52％、31％和17％，可造成作物分別減產(chǎn)5％-10％、11％-20％、30％以上，有的地區(qū)因此棄耕撂荒。
在東北，黑土地退化問題突出，我國黑土區(qū)耕地面積2.78億畝，自20世紀50年代開墾以來，耕作層土壤有機質(zhì)含量由開墾前8％-10％下降到2.5％-3.5％，糧食大幅減產(chǎn)。
此外，我國土壤耕層變淺也十分普遍，耕作層小于20厘米的耕地，面積占比71％，由此造成水肥利用率低，作物抗逆性差等問題。
中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所副所長周衛(wèi)表示，總體來看，我國耕地保護與利用工作依然面臨諸多嚴峻挑戰(zhàn)。耕地質(zhì)量平均等級不高，中低等級占2/3以上。長期以來農(nóng)業(yè)粗放經(jīng)營，耕地退化加劇。肥料利用率低，加劇了土壤酸化和農(nóng)業(yè)面源污染。2020年我國水稻、小麥、玉米三大糧食作物化肥利用率為40.2％。如果將耕地地力提高1個等級，則可以新增糧食1200億公斤；如果將化肥利用率提高10個百分點，則可減少氮磷排放50％。因此，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技對耕地保護利用與地力提升的支撐作用，是保障國家糧食安全和生態(tài)安全的迫切需要。
科技創(chuàng)新助力耕地保護與利用
耕地資源緊缺、質(zhì)量退化、污染加劇和農(nóng)業(yè)資源利用率低等亟須解決的問題，是“十三五”期間農(nóng)業(yè)科研攻關(guān)的重點領(lǐng)域。周衛(wèi)介紹，中國農(nóng)科院在東北黑土地地力提升、南方低產(chǎn)水稻土改良以及紅壤區(qū)農(nóng)田酸化防控等方面科研攻關(guān)取得了重要進展。
東北是我國重要的商品糧基地，糧食產(chǎn)量占全國的1/4。針對東北黑土區(qū)耕層厚度減少，有機質(zhì)含量下降等問題，中國農(nóng)科院組織全國優(yōu)勢單位聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)了黑土地地力提升與可持續(xù)利用技術(shù)，明確了東北黑土地過去30年的有機質(zhì)演變特征與高強度種植影響，探明了有機物料長期利用效率平均為16.3％，實現(xiàn)了土壤有機質(zhì)培育目標的定量化。通過研究東北黑土地地力提升、水肥資源高效利用及種植制度優(yōu)化等技術(shù)，土壤有機質(zhì)提高12％-16％，玉米平均增產(chǎn)5％。
我國南方低產(chǎn)水稻土占1/3，水稻產(chǎn)量僅為高產(chǎn)田的一半。針對低產(chǎn)水稻土障礙因素不明、改良技術(shù)缺乏等問題，中國農(nóng)科院研發(fā)了南方低產(chǎn)稻田土改良與地力提升技術(shù)，明確了我國南方低產(chǎn)水稻土資源狀況及養(yǎng)分特征，創(chuàng)建了黃泥田有機熟化、白土厚沃耕層、潛育化稻田排水氧化、反酸田/酸性田酸性消減、冷泥田廂壟除障等一系列改良關(guān)鍵技術(shù)，解決了低產(chǎn)水稻土“瘦、板、爛、酸、冷”等問題。農(nóng)田地力提升1個等級，水稻平均增產(chǎn)超過100千克/畝。
此外，針對化肥過量使用、肥料利用率低等問題，中國農(nóng)科院研發(fā)的“主要糧食作物養(yǎng)分資源高效利用技術(shù)”，創(chuàng)建的基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學效率的推薦施肥新方法，在糧食主產(chǎn)區(qū)近三年共推廣應(yīng)用7990萬畝，平均增產(chǎn)5％-10％，減施化學氮肥10％-30％、化學磷肥10％-20％，氮肥利用率提高10-15個百分點，增收節(jié)支122億元。針對農(nóng)業(yè)面源污染問題，開發(fā)了面源污染監(jiān)測與防控技術(shù)，據(jù)湖北、山東等9省統(tǒng)計，2015-2017年應(yīng)用1.99億畝，節(jié)約氮磷化肥（折純）87.0萬噸，減排氮磷6.41萬噸，經(jīng)濟效益68.3億元。
加快推進“藏糧于地”技術(shù)攻關(guān)
面向“十四五”，保護耕地、保障糧食安全仍是農(nóng)業(yè)工作中的重中之重。據(jù)介紹，在保護耕地方面，中國農(nóng)科院將繼續(xù)推進多項“藏糧于地”技術(shù)攻關(guān)。
中國農(nóng)科院將加快建設(shè)“國家耕地質(zhì)量科學研究中心”，面向國際耕地科學前沿和我國耕地保護重大需求，聚焦耕地質(zhì)量重大基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，創(chuàng)建耕地質(zhì)量監(jiān)測、保護和利用的理論、方法、技術(shù)、產(chǎn)品和標準，建設(shè)覆蓋我國全部土壤類型、服務(wù)全域耕地管理的國家級耕地科學研究與技術(shù)創(chuàng)新中心。
同時，還將面向高標準農(nóng)田建設(shè)的需求，推進農(nóng)田建設(shè)、監(jiān)測、評價與管理的數(shù)字化改造，繼續(xù)支撐“全國農(nóng)田建設(shè)綜合監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)”的運行。
在土壤改良方面，“三塊地”仍是未來科技攻關(guān)的重點。據(jù)介紹，中國農(nóng)科院將“針對我國農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量退化，中低產(chǎn)田比例高等突出問題，開展土壤培肥與地力提升重大科技攻關(guān)，進一步闡明東北黑土、南方紅黃壤、北方旱地‘三塊地’的土壤質(zhì)量演變規(guī)律、退化過程與保育機制，研發(fā)土壤障礙因子消減及耕地質(zhì)量提升關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品裝備”。
此外，將針對化肥過量使用、肥料利用率低、農(nóng)用微生物資源不足、土壤生態(tài)失衡等突出問題，繼續(xù)推進科技攻關(guān)，為國家耕地保護與利用提供科技支撐。
我國耕地退化問題十分嚴峻
據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公報［2020］1號“2019年全國耕地質(zhì)量等級情況公報”顯示，按照《耕地質(zhì)量等級》（GB/T33469-2016）國家標準，全國耕地按質(zhì)量等級由高到低依次劃分一至十等，評價為一至三等的耕地面積為6.32億畝，屬高產(chǎn)田，占耕地面積的31.24％；評價為四至六等的耕地面積為9.47億畝，屬中產(chǎn)田，占耕地面積的46.81％，是今后糧食增產(chǎn)的重點區(qū)域和重要突破口。評價為七至十等的耕地面積為4.44億畝，屬低產(chǎn)田，占耕地面積的21.95％，這部分耕地基礎(chǔ)地力相對較差，生產(chǎn)障礙因素突出，是耕地內(nèi)在質(zhì)量提升的瓶頸和難點。
隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)資源連續(xù)多年的高強度利用、耕地土壤污染的突出問題、我國巨大的人口壓力和水土資源分配不均的現(xiàn)狀，導(dǎo)致耕地資源的壓力愈加嚴峻。目前，我國耕地退化面積占耕地總面積的40％以上。數(shù)據(jù)顯示，我國耕地在土壤酸化、鹽堿化、黑土地退化及耕層變淺等方面表現(xiàn)明顯。
在耕地酸化方面，我國14.5％的耕地已嚴重酸化。近30多年來，湖南、江西、廣西等地土壤pH值小于5.5的酸化耕地面積增加了35％，作物減產(chǎn)20％以上。
在土壤鹽堿化方面，全國鹽堿耕地約1.14億畝，較20世紀80年代增加2600萬畝，增幅近30％。其中，輕度、中度和重度鹽堿耕地占比分別為52％、31％和17％，可造成作物分別減產(chǎn)5％-10％、11％-20％、30％以上，有的地區(qū)因此棄耕撂荒。
在東北，黑土地退化問題突出，我國黑土區(qū)耕地面積2.78億畝，自20世紀50年代開墾以來，耕作層土壤有機質(zhì)含量由開墾前8％-10％下降到2.5％-3.5％，糧食大幅減產(chǎn)。
此外，我國土壤耕層變淺也十分普遍，耕作層小于20厘米的耕地，面積占比71％，由此造成水肥利用率低，作物抗逆性差等問題。
中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所副所長周衛(wèi)表示，總體來看，我國耕地保護與利用工作依然面臨諸多嚴峻挑戰(zhàn)。耕地質(zhì)量平均等級不高，中低等級占2/3以上。長期以來農(nóng)業(yè)粗放經(jīng)營，耕地退化加劇。肥料利用率低，加劇了土壤酸化和農(nóng)業(yè)面源污染。2020年我國水稻、小麥、玉米三大糧食作物化肥利用率為40.2％。如果將耕地地力提高1個等級，則可以新增糧食1200億公斤；如果將化肥利用率提高10個百分點，則可減少氮磷排放50％。因此，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技對耕地保護利用與地力提升的支撐作用，是保障國家糧食安全和生態(tài)安全的迫切需要。
科技創(chuàng)新助力耕地保護與利用
耕地資源緊缺、質(zhì)量退化、污染加劇和農(nóng)業(yè)資源利用率低等亟須解決的問題，是“十三五”期間農(nóng)業(yè)科研攻關(guān)的重點領(lǐng)域。周衛(wèi)介紹，中國農(nóng)科院在東北黑土地地力提升、南方低產(chǎn)水稻土改良以及紅壤區(qū)農(nóng)田酸化防控等方面科研攻關(guān)取得了重要進展。
東北是我國重要的商品糧基地，糧食產(chǎn)量占全國的1/4。針對東北黑土區(qū)耕層厚度減少，有機質(zhì)含量下降等問題，中國農(nóng)科院組織全國優(yōu)勢單位聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)了黑土地地力提升與可持續(xù)利用技術(shù)，明確了東北黑土地過去30年的有機質(zhì)演變特征與高強度種植影響，探明了有機物料長期利用效率平均為16.3％，實現(xiàn)了土壤有機質(zhì)培育目標的定量化。通過研究東北黑土地地力提升、水肥資源高效利用及種植制度優(yōu)化等技術(shù)，土壤有機質(zhì)提高12％-16％，玉米平均增產(chǎn)5％。
我國南方低產(chǎn)水稻土占1/3，水稻產(chǎn)量僅為高產(chǎn)田的一半。針對低產(chǎn)水稻土障礙因素不明、改良技術(shù)缺乏等問題，中國農(nóng)科院研發(fā)了南方低產(chǎn)稻田土改良與地力提升技術(shù)，明確了我國南方低產(chǎn)水稻土資源狀況及養(yǎng)分特征，創(chuàng)建了黃泥田有機熟化、白土厚沃耕層、潛育化稻田排水氧化、反酸田/酸性田酸性消減、冷泥田廂壟除障等一系列改良關(guān)鍵技術(shù)，解決了低產(chǎn)水稻土“瘦、板、爛、酸、冷”等問題。農(nóng)田地力提升1個等級，水稻平均增產(chǎn)超過100千克/畝。
此外，針對化肥過量使用、肥料利用率低等問題，中國農(nóng)科院研發(fā)的“主要糧食作物養(yǎng)分資源高效利用技術(shù)”，創(chuàng)建的基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學效率的推薦施肥新方法，在糧食主產(chǎn)區(qū)近三年共推廣應(yīng)用7990萬畝，平均增產(chǎn)5％-10％，減施化學氮肥10％-30％、化學磷肥10％-20％，氮肥利用率提高10-15個百分點，增收節(jié)支122億元。針對農(nóng)業(yè)面源污染問題，開發(fā)了面源污染監(jiān)測與防控技術(shù)，據(jù)湖北、山東等9省統(tǒng)計，2015-2017年應(yīng)用1.99億畝，節(jié)約氮磷化肥（折純）87.0萬噸，減排氮磷6.41萬噸，經(jīng)濟效益68.3億元。
加快推進“藏糧于地”技術(shù)攻關(guān)
面向“十四五”，保護耕地、保障糧食安全仍是農(nóng)業(yè)工作中的重中之重。據(jù)介紹，在保護耕地方面，中國農(nóng)科院將繼續(xù)推進多項“藏糧于地”技術(shù)攻關(guān)。
中國農(nóng)科院將加快建設(shè)“國家耕地質(zhì)量科學研究中心”，面向國際耕地科學前沿和我國耕地保護重大需求，聚焦耕地質(zhì)量重大基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，創(chuàng)建耕地質(zhì)量監(jiān)測、保護和利用的理論、方法、技術(shù)、產(chǎn)品和標準，建設(shè)覆蓋我國全部土壤類型、服務(wù)全域耕地管理的國家級耕地科學研究與技術(shù)創(chuàng)新中心。
同時，還將面向高標準農(nóng)田建設(shè)的需求，推進農(nóng)田建設(shè)、監(jiān)測、評價與管理的數(shù)字化改造，繼續(xù)支撐“全國農(nóng)田建設(shè)綜合監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)”的運行。
在土壤改良方面，“三塊地”仍是未來科技攻關(guān)的重點。據(jù)介紹，中國農(nóng)科院將“針對我國農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量退化，中低產(chǎn)田比例高等突出問題，開展土壤培肥與地力提升重大科技攻關(guān)，進一步闡明東北黑土、南方紅黃壤、北方旱地‘三塊地’的土壤質(zhì)量演變規(guī)律、退化過程與保育機制，研發(fā)土壤障礙因子消減及耕地質(zhì)量提升關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品裝備”。
此外，將針對化肥過量使用、肥料利用率低、農(nóng)用微生物資源不足、土壤生態(tài)失衡等突出問題，繼續(xù)推進科技攻關(guān)，為國家耕地保護與利用提供科技支撐。
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