“天空地”立体监测、精准作业让黑土地保护尽显“科技范” 端稳端牢“中国饭碗”

央视网消息：6月25日是第36个全国土地日。2021年，中国科学院针对东北地区黑土地退化严重、地力透支等问题，联合四省区启动实施了“黑土粮仓”科技会战，旨在为黑土地保护与利用提供系统解决方案，在保证粮食稳产增产的前提下，实现地力提升。今年恰逢这一重大科技攻关任务的收官之年，位于黑龙江垦区的友谊农场是科技会战的核心示范区。眼下，正是当地旱田中耕追肥的关键期，保护黑土地，科技力量怎么发挥作用？当地黑土地保护的成效如何？一起去看看。

都说东北黑土地，到底什么样的土地是黑土地。我们来看，其实东北不是所有的土地都算黑土地，只有这种土壤为黑色、有机质含量高的区域才能算是黑土地，国家要重点保护的也是这种黑土地。它有丰厚的黑土层，要保护黑土地，首要防治黑土的水土流失。怎么保护？主要看五个指标：土壤有机质含量、水土流失率、土壤侵蚀程度、耕地质量等级、粮食产量。

而治理保护黑土地，也主要从前三个指标入手，对症施策，最终达到提高黑土地耕地质量等级，从而提高这片土地上的粮食产量。这也是保护黑土地的最终目的。

怎么保护土壤有机质含量、减少水土流失率？科研人员有多种手段。

先看记者手边这三份土样，这是刚刚从这块坡耕地的坡上、坡中、坡下分别采集的。在这片典型的黑土地区域，我们能看到，颜色存在明显差异，居然不都是黑色。坡上的土，颜色发黄发浅；坡中的开始变深；到了坡下就呈现出深黑色。

同样一块地，坡顶和坡底的颜色差这么多，原因就是水土流失。科研人员告诉记者，这块耕地坡顶和坡底的落差达到16米，黑土层厚度相差能达到1米多，虽然都是黑土地，但坡上的土壤有机质含量只有坡下的20%，导致这一现象的原因，就是降雨和融雪形成的径流把坡上最肥沃的表土一层层冲走了。这就是老百姓常说的“跑土、跑水、跑肥”。更严重的是，坡上旱、坡下涝，整块地产粮的地方太少，属于低产田。

怎么解决这个问题？大家看，这块地的垄沟不是笔直的，而是呈微微的弧度，与等高线呈一定角度环绕着坡面，这就是环形垄。长垄变短垄、垄向坡度降低，水土流失大幅减少。每一道垄就像一个小小的拦水坝，雨水顺着坡面流下来的时候被层层拦截，流速慢下来，水就能渗下去，土也就留住了。据测算，采用环形垄种植模式后，坡面径流量减少了35%—40%，土壤流失量减少了60%—70%。

验证这一方法是否有效，粮食产量的高低是最好的标准。左边这张是2019年6月份的农作物长势卫星遥感图，绿色深浅不一，整片地斑斑驳驳，说明当时作物长势很不均匀。右边这张是同一地块今年6月的图，整片地的绿色深度相对一致。同样的地，五年前长势参差不齐，现在越来越均匀。科研人员告诉记者，这片示范区实施坡耕地综合治理后，玉米亩产从过去的1200斤提高到了现在的1464斤。这就是黑土区坡耕地治理和精准管理最直观的效果。当然，不同坡耕地的坡度坡向、地势、地貌的不同，还有不同的治理方法，比如等高宽埂技术、草水道技术，目的都是减缓耕地水土流失、提升黑土地的综合地力。

除了天上卫星在实时监测这块耕地的变化，科研人员也在关注着地里的每一个细节。大家看，他们正在采集植被和土壤样本，带回去做实验室化验。同时，利用布设在田间的各类传感器，24小时不间断监测土壤的温度、湿度。再加上多光谱无人机扫描后的土壤肥力分布图，所有信息汇总到一起，经过后台模型计算，就能生成一张精准的施肥“处方图”。

现场这台正在作业的中耕追肥机，它的控制系统里已经导入了“处方图”。农机驶过的时候，会自动调节施肥量——肥力高的地方少施，肥力低的地方多施。通过这种变量施肥技术，每亩地节约化肥5%—10%，化肥使用量的减少能够有效减少土壤板结、酸化、有机质下降等一系列问题。

从卫星在天上遥感监测，到无人机低空快速扫描诊断，到地面设备精准验证、智能农机精准作业——这就形成了一套“天空地”立体监测和保护的完整链条。经过五年攻关，该地块这块黑土地抗旱抗涝能力显著提升，保水能力提高了30%，曾经的坡耕地“三跑田”改善成了保水、保土、保肥的“三保田”。让这片黑土地侵蚀程度由中度侵蚀变为微度侵蚀。

保护好这片弥足珍贵的黑土地，不仅是为了今天的丰收，更是为国家粮食安全筑牢根基。

保护黑土地 筑牢大粮仓

刚才的直播里，我们看到了一块黑土地的坡耕地通过“天空地”立体监测和精准作业，从“三跑田”成了“三保田”。一块地的变化背后，是整个东北黑土地保护的“大文章”。黑土为何珍贵？又为何脆弱？国家为了保护黑土地推出了哪些重要举措？成效如何？通过一个短片来了解一下。 

我国的东北地区是全球四大黑土区之一，东北黑土区总面积约109万平方公里，是我国最重要的商品粮生产基地之一。与普通土壤相比，黑土颜色深、有机质含量高、保水保肥能力强，具有极高的农业生产价值。民间常用“攥一把能出油，插根筷子能发芽”来形容黑土地的肥沃。

科学研究表明，自然条件下，形成1厘米厚的黑土，通常需要200至400年。黑土形成极慢，流失得却很快。

常年的耕作，加上有机肥补充不够，土壤有机质逐年下降，黑土地不断“变瘦”。

春季大风不断，表土被一层层刮走，夏季集中降雨形成的地表径流，又顺着坡面冲刷而下，带走表层沃土，风蚀、水蚀加上冻融侵蚀，让黑土层不断“变薄”。

同时，化肥过量施用、农机作业反复压实，又让土壤物理结构“变硬”。

“变瘦、变薄、变硬”三个问题叠加，直接影响土壤肥力和粮食稳产。 

2020年，农业农村部、财政部启动实施东北黑土地保护性耕作行动计划，推进黑土地农田基础设施建设、保护性耕作、土壤侵蚀防治、肥沃耕层培育等措施，大力实施黑土地保护工程。

最新数据显示，截至2025年，东北地区共实施黑土地保护性耕作面积1.12亿亩，覆盖290个县。“十四五”期间，东北黑土区累计治理侵蚀沟3.3万条，保护和恢复耕地792万亩，黑土地“变薄、变瘦、变硬”趋势得到初步遏制，粮食综合生产能力持续巩固。