東北平原
黑土,是目前世界上最肥沃、最適宜耕作的土壤。有著「一兩土,二兩油」的美稱。目前世界上有三大寒地黑土集中分布區,其中一個便是我國的東北地區,正是依託富饒的黑土,東北地區已成為保障國家糧食安全的重要「糧倉」。
雖然黑土非常的肥沃,也是大自然賜予的寶藏,然而世界上黑土地分布的區域並不多。目前世界上有著名的三大塊寒地黑土區,這些地區無一例外都是「大糧倉」,深刻影響著所在國乃至全球糧食的產量和市場價格。
世界上共有三大片黑土,其一分布在烏克蘭,在烏克蘭大平原。烏克蘭大平原的面積約為190萬平方公裡。其二分布在美國密西西比河流域,美國密西西比河流域的面積約為120萬平方公裡,它們和東北黑土地一樣,都分布在四季分明的寒溫帶。其三就分布在我國的黑龍江和吉林兩省境內,北起黑龍江省的嫩江、克東縣,經海倫、綏化、哈爾濱等縣市,向南沿京哈鐵路斷續延伸至吉林省四平市的南部邊界,遼寧北部也有一部分面積。
寒地黑土,是寒溫帶溼潤半溼潤地區草,原始草甸植被下,發育的具深厚均腐殖質層的高寒黑色土壤。母質多為黃土狀粘質沉積物,通體無石灰反應。黑土土層深厚,黑灰色腐殖質層厚30-100cm,表土有機質含量一般3-6%,高者10%以上,屑粒至團粒狀結構。剖面中無鈣積層,但可見小鐵錳結核與灰白色矽粉。土壤交換總量和鹽基飽和度均高,是一種高肥力土壤,現大多已墾為農地。
黑土土類劃分4個亞類,本區分布有3個亞類。黑土亞類具土類典型特徵;草甸黑土亞類為向草甸土過渡類型,心土層以下有明顯鏽色斑紋;白漿化黑土亞類為向白漿土過渡類型,剖面中上部出現白漿化土層。深度80CM--150CM,緯度更高地區,會出現永凍土底冰,無霜期更短。
世界寒地黑土分布概況:世界上共有三大片寒地黑土。
1、烏克蘭大平原
第聶伯河畔的烏克蘭大平原,寒地黑土的面積約為190萬平方公裡。這裡素有「歐洲糧倉」的美稱。第聶伯河是歐洲的第三大河,源出俄羅斯瓦爾代丘陵南麓,流經白俄羅斯東部及烏克蘭中部,注入黑海第聶伯灣。長2200千米。流域面積50.4萬平方千米。
黑土地分布在森林草原地帶和草原地帶。森林草原地帶總面積2020萬公頃,佔烏克蘭國土總面積34%,佔全國已耕地面積37%以上。其中,黑灰色森林土壤佔該地帶的21%、典型的黑土佔51%。草原地帶總面積2300萬公頃,佔國土總面積38%。這一地帶基本為黑土,其中,處於北方氣候條件下的一般黑土佔該地帶耕地面積的64%,處於南方氣候條件下的黑土佔23%。
1928年,「黑風暴」幾乎席捲了烏克蘭整個地區,一些地方的土層被毀壞了5至12釐米,最嚴重的達20多釐米。
2、美國密西西比河流域
美國密西西比河流域的面積約為120萬平方公裡,它們和東北黑土地一樣,都分布在四季分明的寒溫帶,由於植被茂盛,冬季寒冷,大量枯枝落葉難以腐化、分解,歷經千百年形成了厚厚的腐殖質,也就是肥沃的黑土層。黑土有機質含量大約是黃土的十倍,是肥力最高、最適宜農耕的土地,因此世界三大黑土區先後被開發成重要的糧食基地。
美國農業分布
密西西比河發源於美國西部偏北的落基山北段的群山峻岭之中,迤迤千裡,曲折蜿蜒,由北向南縱貫美國大平原,注入墨西哥灣,全長3950公裡。
密西西比河大部分是平原,俄亥俄河口寬25公裡,順流而下谷地逐漸加寬,一直可寬達100多公裡.谷底大部分已經沼澤化了,河身異常彎曲,有許多舊河床和河曲.這裡土壤肥沃,是美國玉米最大產地。
在密西西比河下遊,有最大的港口城市孟菲斯.是美國農畜產品的一個大的集散地,尤以生產棉花、棉籽油和硬木等著名.現已形成了農機製造、汽車裝配、製藥、木材和農產品加工基地。
3、東北平原
黑土主要在我國東北地區的黑龍江和吉林兩省境內,北起黑龍江省的嫩江、克東縣,經海倫、綏化、哈爾濱等縣市,向南沿京哈鐵路斷續延伸至吉林省四平市的南部邊界,遼寧北部也有一部分面積。區域主要分布於松遼流域和三江草原,面積約100萬平方公裡,被譽為「北大倉」,也是我國重要的商品糧基地。這裡是我國重要的糧食產區,玉米、水稻和黃豆的產量在全國領先,這些作物不僅是關乎民生的商品糧,也是重要的戰略儲備糧。黑土適種性廣,尤適黃豆、玉米、水稻、穀子、小麥等生長,寒地黑土的地下水埋藏深度多在10~20米以下,並不影響土壤形成過程。
該地區屬於溫帶季風氣候,7-9月的降雨量佔年降水量的70%左右。耕地面積約2130萬公頃,也是我國石油、化工、鋼鐵、汽車、木材加工和生產等產業基地。黑土資源墾殖指數高,耕地比重大,自然肥力高,在吉林和黑龍江兩省的農業生產中佔有極其重要的地位。東北黑土區的開墾歷史已有100-300年之久。黑土開墾後,黑土的肥力性狀發生了變化,有部分土壤向著不斷培肥熟化的方向發展,但大量的、比較普遍的則是土壤的自然肥力呈不斷下降趨勢。黑土退化主要表現在土壤侵蝕嚴重,有機質含量下降,作物養分減少並失去平衡,土壤理化性狀惡化,動植物區系減少等。
黑土的形成
黑土的土壤表面被豐茂的草甸植物覆蓋,土壤上層含水量豐富,這種狀態被稱為「上層滯水」。到了漫長、寒冷的冬季,土壤的含水層形成季節性凍土,抑制了微生物的活動。枯草、落葉等有機殘體的分解變得緩慢,從而轉化成腐殖質。經過成千上萬年,最終累積出了黑土表面那層深厚的腐殖質層,土壤裡儲存了大量養分的腐殖質,這也正是黑土肥沃的秘密所在。
黑土的形成過程示意圖
面臨的問題與解決方案
黑土是耕地中的大熊貓,也需要我們科學保護。中國科學院東北地理與農業生態研究所的調查報告表明:黑土區的耕層土壤正面臨著嚴峻的退化問題,土壤養分得不到彌補和再生、肥力逐漸下降、有機質喪失。該報告的結論是:黑土的退化與翻耕有著直接關係。
一直以來,人們習慣翻地耕作。但久而久之,翻耕造成土壤下層裸露水分蒸發流失,黑土層的穩定結構被破壞。有機質在日曬雨淋下快速分解,導致土地肥力大幅下降,作物減產。用當地人的話說,就是黑土地「乏了」,而且,缺乏有機質的土壤更易板結,變得十分堅硬,進而存不住水分和養分抗旱能力也隨之降低。雖然其他土壤也面臨翻耕破壞土壤結構的問題,但黑土受到破壞後,恢復起來卻要艱難得多。在自然狀態下,植物一歲一枯榮,每年產生的枯枝落葉進入土壤。在東北特殊的氣候條件下,經過長年累月的累積才會逐漸轉化為腐殖質,進而形成黑土層,這是一個漫長的過程。但沉睡萬年的黑土,正在短時間內經歷著前所未有的開發。
此外,無論是傳統的農耕方式,還是現代的機械化、產業化耕作,作物每年都要從土壤中索取養分。在收割後,秸稈等作物殘茬也會被收走。年復一年,黑土層中富含的氮、磷、鉀等元素就會枯竭。久而久之,土地的肥力自然就降低了。其實我們的祖先早就遇到過這個問題,他們想出了一個樸素卻行之有效的方法:休耕。也就是在某一時期不種植農作物,讓土地自行「休養生息」。但在今天人口不斷增長而土地有限的壓力下,這樣的辦法已經很難實行了。
梨樹模式
那麼,有沒有一種方法。既可以少翻土還照樣能保證作物的高產呢?
答案就在作物自身。美國地質學家戴維·R·蒙哥馬利在他的著作《耕作革命:讓土壤煥發生機》中,介紹了一個行之有效的可持續性發展體系:保護性耕作。其中一種代表性的方法稱為「免耕」,顧名思義,即不翻動或少翻動表層土壤,並全年在土壤表層留下可用來覆蓋保護土壤的作物殘茬,也就是在收割農作物的種子(果實)之後,留下作物的根、莖、葉,在土壤表層形成一定的覆蓋。這樣的保護性耕作體系,能夠有效地防止水土流失,恢復土地肥力,重建土壤的腐殖質層,並減少土地汙染。
在東北,我國科學家已經行動起來了。在中國農業大學、中國科學院瀋陽應用生態研究所、中國科學院東北地理與農業生態研究所等科研院所和吉林四平市梨樹縣農業技術推廣總站等部門共同的努力下,科研人員與當地村民一起運用免耕法對土壤進行修復和保護。
黑土層
這是一塊「理想型」黑土的剖面。它是黑龍江綏化海倫市的一塊大豆田,屬於土壤發生分類學中的典型黑土。得益於優越的水分條件和比較低洼的地勢,這塊土壤受到的侵蝕很少,烏黑的腐殖質層已經超過皮尺上1米的刻度。可惜,東北大多數土地並沒有這樣的好運氣,特別是中南部地區,黑土的侵蝕尤為嚴重,免耕法的效果也尤為顯著。
走訪了梨樹縣的高家保護性耕作研發基地和一些私人農場,那裡的一切對於我們來說,簡直像是打開了一扇通往新世界的大門。梨樹縣所在的吉林省就位於世界黃金玉米帶上,當地廣種玉米。他們的免耕法便以「秸稈還田」為基礎,來到試驗田裡,眼前的地面微微起壟,玉米整齊排列其中。乍一看與普通翻耕的玉米地差不多,但地面鋪滿了打碎的秸稈,有了秸稈的保護,風蝕對土壤的傷害得到了有效控制。
使用免耕法的田地,通常每年只需要讓大型機械開進田間兩次:第一次是用專門的免耕播種機,一次性完成播種和施肥等一系列操作。而且播種時不需要挖開土地,而是通過「排種器」,將種子精準地埋進地裡,儘量避免對土壤的擾動;第二次則是用帶有秸稈處理功能的收割機,一邊收穫作物,一邊將秸稈切斷,均勻覆蓋在土壤表面。此外,免耕其實不等於完全不耕,在播種前少量翻動土壤表層,將秸稈與土壤表層緊密結合,才會有利於土壤吸收秸稈分解產生的有機質,也不會因風吹雨淋而流失表層黑土。
經過十多年的努力,王貴滿等農業技術人員取得了多項技術成果:
首先是土壤肥力得到改善——秸稈還田5年後的耕地,地表以下2釐米內的土壤有機質含量增加了約40%,20釐米內土壤有機質含量增加了約13%;
其次,由於免耕法減少了對土壤的翻動,最大程度保護了土壤原本的分層結構。對蚯蚓等土壤生物也起到了保護作用,它們可以幫助在土壤內構造大孔隙,讓養分更好地流通。
更大的好處是,表層的秸稈覆蓋能夠減少雨水形成的地表徑流,也能減少日曬時土壤的水分蒸發。土壤蓄水量增加,抗旱能力提升。在西北風盛行期還能抑制「沙塵暴」的形成。此外,秸稈還田後無需再去焚燒,也減少了春秋兩季霾的形成。他們的技術成果和推廣方法,已經被業內譽為「梨樹模式」。東北地域遼闊,需要我們去科學保護黑土、保護耕地、保護資源。
擴展
寒地黑土目前並不是濫用的,是需要有地域範圍和證明商標的。
寒地黑土綠色物產協會《「寒地黑土」證明商標使用管理規則》:
第五條 使用「寒地黑土」證明商標的產品的生產地域範圍:東經125°~127°、北緯44°~49°的黑土地,北起黑龍江,南至遼寧盤錦市、西到內蒙古東部大興安嶺山地邊緣,東達烏蘇里江和圖們江的寒地黑土區域,總面積101.85萬平方公裡。
第六條 使用「寒地黑土」證明商標的產品品質特徵是:具有寒地黑土綠色物產特有的營養品質、口感和外觀特徵,產自優良生態環境的天然、無汙染、優質、營養、安全的無公害食品、綠色食品、有機食品及相關物產。
第七條 使用「寒地黑土」證明商標的產品在加工過程中,必須達到綏化市質量技術監督局制定的《綏化寒地黑土綠色物產協會行業標準》中規定的加工標準。
第八條 申請使用「寒地黑土」證明商標的使用者應向綏化寒地黑土綠色物產協會遞交《證明商標使用申請書》。
目前我國寒地黑土的商標認證均在黑龍江省綏化市,綏化的綠色農業、綠色食品全國領先。
寒地黑土文化:
肇東國畫、海倫剪紙、北林風箏、慶安版畫、綏稜農民畫、望奎皮影、明水篆刻、蘭西掛錢等。
註:南美洲的潘帕斯草原也可以算是黑土之一,但並不是寒地黑土,面積也跟其他幾個區域比稍小。南美洲阿根廷延至烏拉圭的潘帕斯大草原,面積有76萬平方公裡。該地也是黑土地,耕地面積佔阿根廷總的87%,氣候溫和,農牧業特別發達。成千上萬個農莊牧場,像一顆顆璀璨的明珠,星羅棋布散落在碧綠的潘帕斯大草原。