2022-02-17 18:13:11
黑土地是大自然給予人類的得天獨厚的寶藏，是一種性狀好、肥力高，非常適合植物生長的土壤，被譽為“耕地中的大熊貓”。目前全球僅有四大黑土區域，我國的東北平原是我國最重要的糧食生產基地和商品糧輸出基地。如今，黑土地保護已上升為國家戰略。
為了讓內蒙古自治區呼倫貝爾市廣袤的黑土地成為維護國家糧食安全的“壓艙石”作用變得更加沉穩有力，呼倫貝爾農墾大河灣農牧場有限公司在實施黑土地保護具有重要的代表性，價值巨大。其土地統管統種，特別適合與中科院成建制的合作，能夠保證項目的高執行性和可持續性。
黑土地保護的“大河灣模式”
“2022年，我們要與呼倫貝爾農墾大河灣農牧場公司合作，在3700畝耕地上陸續開展各模式的實驗對比。”中科院計算所研究員、“黑土糧倉”大河灣示范區負責人張玉成博士在1月14日召開的中科院“黑土糧倉”大河灣戰區2022年工作計劃報告會議上說道，并統籌規劃了2022年“黑土糧倉”大河灣示范區開年準備工作。
據介紹，大河灣示范區由中科院計算所牽頭，呼倫貝爾農墾集團、東北地理所等多家單位共同參與，旨在探索構建“數字化智能決策+無人化精準執行”的黑土地保護“大河灣模式”，并面向五大黑土典型區域大興安嶺東南麓8000萬畝黑土地進行復制推廣。自2021年4月份正式實施以來，各方積極組織中科院內外以及地方力量，為大河灣黑土地保護出謀劃策，截至目前，大河灣黑土地保護項目已經初步打通了多源數據采集、融合，分析決策到智能農機裝備無人化精準化執行的全環節與全流程。
中國科學院充分發揮學科全的優勢，組織院內外數十家相關單位，齊聚黑土地，共同打響“黑土糧倉，科技會戰”。中科院黑土地保護項目目前設置有6個共性技術攻關和7個示范區的建設，大河灣示范區就是7個示范區中的一個。大河灣示范區屬于我國5大黑土典型類型之一的大興安嶺東南麓區，主要特點就是漫坡漫崗，耕土層薄，大陸季風氣候，降雨量不多但集中，很容易造成風蝕水蝕。大興安嶺南麓區占整個黑土地區域總面積的9%，大河灣是其典型代表，在大河灣實施黑土地保護具有重要的代表性，價值巨大。此外，大河灣示范區位于呼倫貝爾農墾集團公司轄區，既是全國第三大農墾，也是全國唯一成建制、準軍事化管理的國營農墾，其土地統管統種，特別適合與中科院成建制的合作，能夠保證項目的高執行性和可持續性。
大河灣示范區項目主要針對大河灣示范區自身的氣候、地形、作業方式以及規模化作業的產業特點，從風蝕水蝕治理、地力提升、農機裝備智能化改造、農機農藝結合實現保護性耕作以及建立科學的黑土用養評價體系等幾個方面展開。在各成員單位共同努力下，在呼倫貝爾農墾集團公司以及大河灣農牧場公司的大力支持下，取得一系列進展。
16.8萬畝黑土數據繪成一張圖
“繪成了一張圖”——有效獲得了呼倫貝爾農墾大河灣農牧場公司全域16.8萬畝黑土本底數據一張圖。充分利用遙感、無人機、傳感器以及人工取樣等多種手段，結合信息技術、人工智能技術與農藝技術充分結合，開發了土壤養分反演算法、地物識別模型等8種模型與算法，實現了土壤物理性質、養分（氮磷鉀）、有機質、地界、作物、水蝕溝分布、氣象等全面信息在16.8萬畝區域的反演，經過和人工檢測數據比對，整體準確率能夠達到85%以上。此外，基于反演模型與歷史遙感數據的結合，成功反演出從2014年到2021年整個大河灣地區有機質、氮磷鉀的歷史數據，對于今后詳細分析各種植模式對黑土地的具體影響具有重要意義。
“有了一個解決方案”——切實探明了水蝕溝的分布成因并提出了解決方案。目前已經探明了整個呼倫貝爾農墾大河灣農牧場公司水蝕溝和干溝的分布，共約290多畝，形成原因是漫坡漫崗、雨水集中加上大陸季風氣候和傳統地表擾動性耕作。因此，有針對性地提出了生物籬網降低風速、秋季收獲后機械鎮壓、留茬秸稈覆蓋、免耕播種等綜合模式，形成了“休閑期固土降速減蝕，生長季防蝕保墑促肥”的一整套技術方案。目前，已經完成了秋冬季降速減蝕技術措施的田間布設。
“項目建設部分成型”——設計并完成了部分大型基礎設施配套建設工作。目前，呼倫貝爾農墾集團公司投資數千萬元建設的大數據指揮中心已經完成封頂，將成為呼倫貝爾農墾集團公司乃至大興安嶺南麓的數據中心，對黑土地保護起到重要作用。另外，野外臺站、風光儲能項目也完成了選址及第一版技術設計方案設計。在有機肥制備方面，完成了測土配方和穩定性復合肥料配方設計，并充分利用當地秸稈畜禽糞便資源，形成了有機肥制備技術方案。
“應用示范有成果”——實現了智能化農機改造與保護性耕作相結合的應用示范。對大河灣農牧場公司傳統柴油動力農機進行了智能化改造，目前共計改造687臺，可實現位置跟蹤、計畝統計、油耗監測、深耕深松監測等功能。自主研發了清潔能源全程無人駕駛智能農機“鴻鵠”T30和“鴻鵠”T150，結合條耕機、免耕播種機等保護性耕作農機具進行了小規模示范。同時正在開發農機社會化服務平臺，實現智能農機裝備需求和作業的網聯化管理，有效解決農墾大量保護性耕作高端裝備閑置與周邊農民無機可用的矛盾。
保護黑土地未來可期
科技和企業的“牽手”，讓可保護的黑土地煥發出最大價值。中科院“建立種植信息化大數據系統”——全面梳理整個大河灣農場的種植體系，建立了種植信息化大數據系統，實現地塊級“耕種管收”的精細化管理和全生命周期的數據采集。2021年，大河灣農牧場公司秋收時已經測試應用大數據平臺，在一定程度上提高了作業效率，已計劃從2022年春播開始系統性地應用大數據平臺。這些數據的積累，將從數據上說明如何好養好黑土地，形成科學的黑土地保護評價體系。
下一步，中科院與呼倫貝爾農墾將會在各個方面穩扎穩打進一步夯實項目基礎，為早日探索構建“數字化智能決策+無人化精準執行”的黑土地保護“大河灣模式”繼續奮斗，將呼倫貝爾農墾大河灣農牧場公司打造成黑土地保護與產業融合發展的現代化農業示范標桿與典范，并面向整個大興安嶺東南麓黑土區域進行復制推廣。
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