文|辛心榕

（作者單位：中國科學報）

耕地是糧食安全的基石。早在1954 年，毛澤東主席首次提出“農(nóng)業(yè)八字憲法”，即“土、肥、水、種、密、保、管、工”，“土、肥”首當其沖，可見耕地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有極為重要的地位。

時隔60 多年，習近平總書記再次強調(diào)“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上，我們的飯碗應該主要裝中國糧”，“耕地是糧食生產(chǎn)的命根子”。2020 年中央經(jīng)濟工作會議把“解決好種子和耕地問題”作為重點任務單獨列出，明確要求牢牢守住18 億畝耕地紅線，采取長牙齒的硬措施，落實最嚴格的耕地保護制度，建設高標準農(nóng)田，真正實現(xiàn)旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

當前我國耕地基本情況

“我國用占世界9%的耕地養(yǎng)活了世界近20%的人口，得益于土地釋放的生產(chǎn)潛力。”中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃研究所研究員楊鵬說。

據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公報顯示，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。

我國用占世界9%的耕地養(yǎng)活了世界近20%的人口，得益于土地釋放的生產(chǎn)潛力。（資料圖）

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，如東北黑土有機質(zhì)下降，南方紅黃壤酸化，水稻土低產(chǎn)障礙，北方土壤干旱鹽漬化，障礙退化耕地面積占比高達40%。

人多地少的國情使我國一直采用高投入、高產(chǎn)出模式，平均化肥用量是歐美國家的2-3 倍，由此導致肥料利用率低，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%，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。

1200

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%，則可減少氮磷排放50%。

地力提升與保護技術持續(xù)創(chuàng)新

中國農(nóng)科院資劃所研究員周衛(wèi)介紹，近年來，資劃所在三種主要土壤的地力提升和保護利用技術方面持續(xù)創(chuàng)新，取得了顯著成效。

東北黑土地地力提升與可持續(xù)利用技術。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)科院牽頭全國優(yōu)勢單位聯(lián)合攻關，明確了東北黑土地過去30 年的有機質(zhì)時空演變特征，定量評估高強度種植對黑土地保護利用的影響，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)定向培育目標的定量化。

通過研究推廣適合東北典型生態(tài)區(qū)的黑土地地力提升、水肥資源高效利用及種植制度優(yōu)化等技術與規(guī)范，使東北黑土地有機質(zhì)提高12%-16%，玉米平均增產(chǎn)5%。

南方低產(chǎn)水稻土改良與地力提升關鍵技術。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。針對南方低產(chǎn)水稻土障礙因素不明、改良技術缺乏等問題，中國農(nóng)科院集中優(yōu)勢科研力量持續(xù)攻關，闡明了我國南方低產(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、冷泥田廂壟除障等分類改良關鍵技術，集成了低產(chǎn)水稻土改良與地力提升技術模式。

經(jīng)過多年改良，解決了南方低產(chǎn)水稻土“瘦、板、爛、酸、冷”等問題：黃泥田有機碳平均增加18%，白土表層粘粒含量增加7%，反酸田/ 酸性田pH 提高1.0-1.7 個單位，農(nóng)田地力提升1個等級，水稻平均增產(chǎn)超過100公斤/畝。

典型紅壤區(qū)農(nóng)田酸化特征及防治關鍵技術構建與應用。針對南方農(nóng)田酸化特征不明和酸化防治技術不足等突出問題，中國農(nóng)科院通過祁陽站近30 年的長期試驗與監(jiān)測及實踐驗證，首次闡明了我國紅壤農(nóng)田土壤酸化的時空演變規(guī)律，創(chuàng)建了防控與修復土壤酸化的關鍵技術，集成了區(qū)域農(nóng)田酸化綜合改良技術模式。

經(jīng)南方6 省多點大面積示范，土壤pH 提高0.2-1.0 個單位，農(nóng)作物增產(chǎn)12%-27%。研究成果促進了我國紅壤區(qū)農(nóng)田土壤酸度改良和肥力提升協(xié)調(diào)發(fā)展。

為實現(xiàn)兩減目標提供技術支撐

周衛(wèi)介紹，圍繞化肥減量增效國家重大需求，針對我國化肥過量施用，肥料利用率低，危害生態(tài)環(huán)境安全等問題，經(jīng)過十余年攻關，資劃所相關團隊創(chuàng)建了主要糧食作物養(yǎng)分資源高效利用關鍵技術。

基于產(chǎn)量反應和農(nóng)學效率的水稻、小麥和玉米推薦施肥新方法，他們創(chuàng)新了有機肥、秸稈等養(yǎng)分資源高效利用新技術，集成了主要糧食作物化肥減施增效新模式。

在糧食主產(chǎn)區(qū)玉米、小麥和水稻上近三年共推廣應用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%，增收節(jié)支122 億元。研究成果大幅度提高了養(yǎng)分資源利用效率、作物產(chǎn)量和綜合效益。

同時，針對我國農(nóng)田肥料大量投入，氮、磷流失引起農(nóng)業(yè)面源污染日益突出，經(jīng)過18 年攻堅克難，資劃所創(chuàng)建了全國農(nóng)田面源污染監(jiān)測技術體系。

相關團隊突破了定量難、變異大等農(nóng)田面源污染監(jiān)測技術瓶頸，首創(chuàng)了全國農(nóng)田面源污染監(jiān)測平臺，揭示了農(nóng)田氮磷面源污染的激發(fā)效應和本底效應，摸清了全國農(nóng)田氮磷面源污染的底數(shù)和重點區(qū)域，集成了農(nóng)田面源污染減排技術模式并在全國得到大規(guī)模應用。

僅據(jù)湖北、山東等9省統(tǒng)計，2015-2017 年應用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。

此外，針對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護對高精度土壤科學數(shù)據(jù)的迫切需求，歷經(jīng)21 年，資劃所相關團隊首創(chuàng)覆蓋我國全域高精度數(shù)字土壤，是我國迄今最完整和最精細的土壤資源和土壤質(zhì)量數(shù)據(jù)。

該團隊還創(chuàng)建了土壤大數(shù)據(jù)分析與表達關鍵技術，使我國成為首個建成全域高精度數(shù)字土壤的大國。該成果已在我國60 余家專業(yè)科研機構應用，提升了我國科學研究基礎數(shù)據(jù)條件。

同時，提供給國家和31 個省級農(nóng)業(yè)、環(huán)境、自然資源等行政管理部門，在土地整治、耕地地力調(diào)查、基本農(nóng)田建設、面源污染防控等國家工程中應用，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。研究成果整體水平達到國際領先。

楊鵬強調(diào)，中國農(nóng)科院將重點建設一個重大科技平臺“國家耕地質(zhì)量科學研究中心”，支撐服務一個業(yè)務運行系統(tǒng)“全國農(nóng)田建設綜合監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)”，圍繞東北黑土、南方紅黃壤、北方旱地“三塊地”深入開展三大科技攻關，努力打造耕地保護國家戰(zhàn)略科技力量，支撐國家糧食安全和農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。通過“一平臺”、“一系統(tǒng)”和“三塊地”的科技攻關，鑄造國之重器，強化國家戰(zhàn)略科技力量，為國家耕地保護提供強大科技支撐。