探寻“用养”长效机制，推动黑土地可持续利用
东北黑土区是一个巨大的复合生态系统，黑土地保护和耕地质量提升问题不仅是耕地自身问题，还需要从黑土地生态系统的整体性和系统性考虑。应统筹“山水林田湖草沙”，对黑土区综合规划、分区治理、精细施策。
“找到用好养好黑土地的长效机制，促进黑土地永续利用和可持续发展，是当前亟须解决的问题。”近日，中国工程院院士张佳宝在主题为“黑土地保护与利用”的香山科学会议上呼吁，有好土才能产好粮，要端稳中国饭碗，离不开黑土地。
黑土地因其土壤肥沃、宜农耕，成为最珍贵的自然资源，也是我国粮食安全的“压舱石”，被称为“耕地中的大熊猫”。近年来，黑土地正遭受变薄、变瘦、变硬等问题的困扰，进而威胁我国的粮食安全。
在本次香山科学会议上，包括张佳宝在内的院士、专家就“如何在夯实‘压舱石’的同时，保护好‘大熊猫’”这个问题进行了深入探讨。
黑土地持续变薄、变瘦、变硬
我国东北是全球四大黑土地连片分布带之一，目前耕地面积5.38亿亩，生产着我国1/4的粮食，为我国提供了1/3商品粮，在保障我国粮食安全和生态安全方面具有重要战略地位。
“在世界人口不断增长和粮食需求不断增加的背景下，世界四大黑土区共同面临土壤退化的问题，尤其是我国的黑土退化现象较为严重。”张佳宝表示，从20世纪50年代大规模开垦以来，在长期高强度利用下，我国黑土地重用轻养，耕作、轮作、施肥不合理，加上风蚀、水蚀、冻融侵蚀的影响，黑土地变薄、变瘦、变硬，土壤质量退化，粮食生产对化肥的依赖越来越严重。
多营力土壤侵蚀导致黑土层“变薄”。据监测，东北黑土地水土流失面积占黑土地总面积的21.5%；水蚀、风蚀和冻融侵蚀作用下，黑土可由初垦时60—80厘米降至20—40厘米，甚至出现破皮黄；60%以上的旱田发生了水土流失，黑土层正以每年0.1—0.5厘米的速度剥蚀流失。
黑土有机质数量质量双减致使土壤“变瘦”。东北黑土地是我国旱地土壤有机碳唯一表现为下降的区域，与第二次全国土壤普查相比，2011年典型黑土区海伦市农田黑土有机质含量平均下降15%，其中厚层黑土有机碳下降速度最快。
机械频繁作业导致土壤压实“变硬”。反复碾压导致耕层土壤容重增加、田间持水量下降、通透性变差、入渗能力下降，进而致使保水、保肥性能力减弱，抗御旱涝能力降低，进而导致减产。
从系统完整性出发破解难题
“东北黑土地土壤质量退化已经并正在发生，但退化过程和程度的诊断和评价标准还不统一，有待建立。”张佳宝建议，发展黑土层“变薄、变瘦、变硬”的诊断标准和评价指标，研究土壤退化的时空演变过程，揭示土壤质量退化的主控要素及调控机制。
在中国工程院院士张福锁看来，黑土地的利用和保护面临黑土地退化问题突出；黑土地产量潜力挖掘不够，高产与环保相矛盾；黑土地利用与保护协同未破题等挑战。
“如何保护修复和可持续利用黑土地资源，已成为亟须解决的重大科学问题和国家重大需求。”中国科学院院士于贵瑞认为，东北黑土区是一个巨大的复合生态系统，黑土地保护和耕地质量提升问题不仅是耕地自身问题，还需要从黑土地生态系统的整体性和系统性考虑。他表示，应统筹“山水林田湖草沙”，对黑土区综合规划、分区治理、精细施策。
中国科学院院士朱永官则把关注点放在了黑土保护和利用的环境安全问题上。“黑土中污染物的积累将影响土壤生态功能，并通过农产品影响人群健康。”他认为，必须从黑土生态系统完整性出发，综合考虑土壤物理、化学和生物学特性对黑土环境质量的影响及其协同机制。
用科学技术保护黑土地
“我们谈黑土地保护，种植利用是前提。”中国农业大学土地科学与技术学院教授李保国表示，农业种植彻底改变了原有黑土类形成过程中土壤有机质积累与平衡系统。他介绍，“梨树模式”是为保护东北地区黑土地，基于自然的解决方案，针对黑土地退化主因，实施秸秆覆盖还田、少耕免耕、玉米（大豆）全程机械化种植技术与推广体系。通过10余年发展，“梨树模式”已取得明显成效，被列入国家黑土地保护利用主推技术之一。
耕作模式对于土地的影响也不容小觑。通过对不同耕作、不同秸秆覆盖方式的长期对比试验，中国工程院院士康绍忠和中国农业大学工学院教授李洪文研究了“机械—秸秆—土壤—种子”相互作用关系，创新多种类型秸秆防堵塞技术，提出适合东北不同类型区机械化作业的保护性耕作技术模式。中国科学院南京土壤研究所研究员彭新华探讨了保护性耕作的适宜性，建议利用新技术，实行条耕、生物耕作等新型耕作方式。
中国工程院院士沈其荣从肥料角度为保护黑土地“支招”——有机（类）肥能培肥土壤。“肥料可以分成化肥和有机（类）肥料，有机（类）肥料是含有机物质的肥料商品有机肥的总称。”沈其荣认为，我国农业正在从数量向质量型的高品位农业转型，其先决条件需要高肥力和无污染的土壤，关键途径是施用有机（类）肥料。制造有机（类）肥料产品的第一步和最关键的一步，就是研发如何高效制造堆肥。