作者：張雙虎 

來源：中(zhōng)國科學報（2022年3月(yuè)29日）

一場鄉(xiāng)村(cūn)教堂婚禮剛結束，馬薩諸塞大學阿默斯特計多分校(xiào)教授艾薩克·拉森和(hé)妻通能子(zǐ)決定到附近走走。

美國明尼蘇達州北部河網密布、平疇千裡。教授夫婦信步走到一片被玉米田弟站包圍的墓地旁，一個(gè)司空見慣的景象卻觸碰對錯到教授的職業(yè)敏感。

“我震驚地發現，田地表面比未耕種的墓地表答視面低了幾英尺。”拉森說，“這不是個(gè)案，一定有很多類似的情況。”

此後，拉森帶領團隊展開調查。從2017年至2019年，他們征得件報土(tǔ)地所有者許可(kě)，用手持GPS在愛荷華州中(zhō東照ng)部，明尼蘇達州、南達科他州、堪薩斯州、内布拉斯加州和(hé我拿)伊利諾伊州進行了數百次測量、記錄各處的高度變化。

獲得原始數據後，團隊用曆史土(tǔ)地使用記錄和(hé)計算機模型，重建了中頻東(zhōng)西部土(tǔ)壤侵蝕率。結果發現，美國中(zhōng)西這雨部地表土(tǔ)壤正以平均每年1.9毫米的速度流失。“換句話說服制，160年來，耕種導緻中(zhōng)西部損失了約和開57.6萬億噸土(tǔ)壤”。

最後，該團隊得出結論，土(tǔ)壤損失的罪魁禍首是耕作。近日，相關(guān笑聽)研究發表于《地球未來》。

黑土(tǔ)保護成效明顯

幾天前，農業(yè)農村(cūn)部在黑土(tǔ)保護方面再放“大女區招”，召開2022年東北黑土(tǔ)地保護性耕作對視行動(dòng)計劃工作部署會，以一系列具體措施持續“擴面提質”，強調完成物自今春8000萬畝稭稈覆蓋免少(shǎo)耕兒關播種目标任務。

“保護性耕作的本質是‘保護水土(tǔ)的筆遠耕作方式’。”中(zhōng)國農業(yè)大學土(tǔ)地科學與技術器線(shù)學院院長李保國對《中(zhōng)國科學報》工飛說。

20世紀三四十年代，美國因過度開發西部，導緻草原弟雨開始出現“黑風暴”。後來，歐洲、烏克蘭一些不房糧食産區也陸續出現黑風暴或沙塵暴。

在滿天沙塵中(zhōng)，人們逐漸意識到，沙塵源于人類耕裡弟作對土(tǔ)壤的擾動(dòng)。尤其是集約了紙化、機械化耕翻後，大面積、統一出現的松軟技快裸露土(tǔ)壤非常容易被風吹起，被雨水帶走。

“我國東北的地貌特征和(hé)土(tǔ)壤條件與美國情況類似。”中(zhōn房雜g)國科學院東北地理與農業(yè)生态所研究員隋躍宇告訴《北玩中(zhōng)國科學報》，“東北地區黑土(tǔ)富含腐殖質，土(t畫街ǔ)壤孔隙度較好、表層土(tǔ)質疏松，冬凍春融後土(tǔ)壤更疏松，音還表層黑土(tǔ)會随着融冰（雪(xuě)）服家水流失，再加上春季東北風很大，水蝕加上風蝕，造成黑土(tǔ)變薄、變硬，飛信甚至一些地區下(xià)部黃土(tǔ)裸露出來，所以就河外有了‘黑土(tǔ)保衛戰’，保護‘耕地中(zhōng)的大熊貓’。”

為改變黑土(tǔ)流失和(hé)退化的局面，中(zhōn城科g)國科學院和(hé)中(zhōng)國農業(yè到事)大學的研究人員在東北地區開始實驗保護性耕作，采用免耕或窗月少(shǎo)耕措施，将稭稈覆蓋在田間保持多話水土(tǔ)。

“這一方面能防止黑土(tǔ)被吹走，引起沙塵暴。另一方面，稭稈在田地裡腐解後又黑也能變成有機肥，改善土(tǔ)壤結構，增進土(tǔ)來時壤養分，穩定土(tǔ)壤碳含量。既保護了環境，同時又增他章強了土(tǔ)壤肥力，防治了黑土(tǔ)退化。”隋躍宇說。

“對東北黑土(tǔ)地的保護性耕作，從試驗到推廣用了20多年時間。”木站 大自然保護協會（TNC）中(zhōng)國可(kě)持續河物農業(yè)總監李穎博士對《中(zhōng)國科學報》說，“近兩年有了國司電家層面的保護規劃，從2020年開始，局面有了很大坐人的改觀。”

目前保護性耕作在吉林、遼甯、黑龍江西部取得了很好的成效。隋躍宇說，東北偏北湖生部區域因為熱量不夠，稭稈埋到耕層下(xià)仍腐解緩慢為很，如(rú)果免耕的根茬、稭稈覆蓋于地表，會阻礙土(tǔ)地吸收熱資窗量，影響土(tǔ)壤水分蒸發，導緻無法春播或難以出苗，說湖所以還沒有大片推行免耕。“但總體來說效果非常見大好，這種措施也被實踐證明是有效的”。

免耕的優勢

“侵蝕使土(tǔ)壤退化，它降低了糧食産量，再加上全球人口和(hé)氣候壓力老術增加，我們遇到真正的問(wèn)題。”拉森在論文(wén)結尾建議說，我們需要錯海可(kě)持續的農田管理，如(rú)免耕等措施，将中(zhōng)西部的弟畫土(tǔ)壤侵蝕率降到能維持土(tǔ)壤生産力、生态系統長期繁榮的問個水平。

“如(rú)果沒有人類幹涉，土(tǔ)壤的透氣性是非常好的呢媽。”李穎說，“土(tǔ)壤微生物、小昆蟲在地下(xià)活動(玩路dòng)，會讓土(tǔ)壤像海綿一樣透氣、透水吧友。而且蚯蚓等能将動(dòng)物糞便、爛樹(shù)葉甚至是泥如窗土(tǔ)當食物，将有機物分解為無機物，讓土(tǔ)壤真正‘活’起來。醫海但翻耕對土(tǔ)壤微生物及地下(xià)生态系統來說就像地震、火山、看亮龍卷風一樣破壞力巨大。”

微生物減少(shǎo)，土(tǔ)壤活性和(hé)肥力下(x那樹ià)降，為了提高産量，人們不得不施更多化肥，這就形成惡站煙性循環。而且，翻耕不但破壞土(tǔ)壤生态系統，還導緻土(tǔ)壤結構被破壞。筆綠

“剛翻耕後，土(tǔ)壤比較松軟，滲水性也很強，但結構和(h林中é)生态系統被破壞後，土(tǔ)壤顆粒會粉化到一起，像面舞不粉一樣，水、空氣都進不去了，過段時間就會闆結，第二年不翻耕就沒法種了，所以必讀信須不斷翻耕。”李穎說。

“翻耕在墾荒時有其必要性，主要為了清除原生的草地植被。變市嗎成耕地後，耕翻就像吃(chī)止疼藥治痛一樣，會形成依哥子賴。”李保國說，“這導緻土(tǔ)壤生态系統服務功能越來越弱。”

在中(zhōng)國和(hé)東南亞地區，業看以前主要是小農戶耕作，一家一小塊地，所種莊有月稼不同，收割翻耕時間也不同，風蝕水蝕問(wè數務n)題并不突出。但現在我國逐漸開始集約化耕作，收、種節奏統議章一了，土(tǔ)地同時裸露出來，問(wèn)題就凸顯出來。錢討

此外，常規翻耕涉及收割、稭稈粉碎、深耕、平整、播種、鎮壓等環節技呢，需要農機進入田間作業(yè)。而保護性耕作收、種同時進行，一綠爸次就能解決全部問(wèn)題。

“再回”黃土(tǔ)區

“華北地區的保護性耕作最早從上世紀80年代末就開大樂始了。”李保國說，“初衷是為了應對黃土(t訊麗ǔ)高原區的水土(tǔ)流失和(hé)華有媽北地區嚴重的沙塵暴，但當時我們的農機水平、農業(yè)一又技術(shù)水平都很低，所以并沒推廣開。”

華北地區作物是一年兩季，收種之間時間非常緊迫。李保國內日補充說，小麥收割後免耕種玉米沒什麼問(wèn)題，但玉米收刀月獲後，玉米稭稈或根茬量比較大，如(rú)那公果免耕播種小麥需要較高的農業(yè)技術(shù)水平支持，同時對播種話雨機的要求也非常高。當時因為播種機不甚過關(g工懂uān)，導緻種下(xià)小麥後出苗率無法保障。

15年來，李保國等人除科研外，很大一部分精力都用能唱在推廣保護性耕作上，在一年一季的東北黑土(tǔ)流失嚴數山重地區，取得了很大進展與成效。

“通(tōng)過這些年在東北的實踐，不斷改進的技術(shù爸北)，現在農機和(hé)農藝技術(shù)水平都有了很大提高。”李保國說習師，“目前我們在黃土(tǔ)高原、華北平原進行了初步實驗，效果很家樹好，達到預想到的目的。”

李保國認為，過去我們土(tǔ)地利用強度太高，過多索取，沒西鄉有保護。無論東北黑土(tǔ)退化還是華北地月近下(xià)水超采，都是過度開發利用所緻，現在強調可(kě)持續發展，比如(計司rú)黃土(tǔ)高原地區，首先是保持水土(tǔ)，然後是醫地産量不降低，再逐步提高産量。

“我們主張科技先行。”李保國說，“但推廣保歌煙護性耕作涉及種植制度改革，農業(yè)技術(s她從hù)進步和(hé)農戶觀念改變，也需要一個(黑男gè)過程。”

李保國解釋說，很多農業(yè)科技人員都認為免耕種小道呢麥很難保證小麥出苗，也有人擔心免耕會帶來病蟲害問(wèn)題，但技術(shù說工)問(wèn)題都不難解決，反而是規模化經營些又、土(tǔ)地耕作制度、耕地保護觀念，還有免耕要淘汰部關看分農業(yè)機械等問(wèn)題需要逐步解決。

3月(yuè)中(zhōng)旬，大自然保護協會（TNC）和(h短厭é)中(zhōng)國農業(yè)大學等機構在河南省安陽市安陽縣瓦店鄉(制計xiāng)王貴莊考察保護性耕作的小麥長車鐘勢，評估結果顯示，小麥出苗和(hé)生長良好，預估産量同常年持平暗錯。

“現在國家非常重視生态文(wén)明建設，行聽鼓勵這種土(tǔ)地可(kě)持續利用的耕作方式。”李保國說，“所以，也藍推廣保護性耕作是遲早的事。”