9月以來，東北玉米陸續(xù)進入成熟季，各地都在為收獲做著準備。一分耕耘，一分收獲。在這個豐收的季節(jié)，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所（以下簡稱沈陽生態(tài)所）保護性耕作團隊負責(zé)人張旭東感觸頗深。
從春耕到秋收，每年從沈陽出發(fā)“巡點”，張旭東帶領(lǐng)研究團隊走遍了東北玉米帶的61個示范基地，行程近3000公里，扎根東北黑土地，推廣玉米秸稈覆蓋免耕栽培保護性耕作技術(shù)。
黑土退化 團隊獻策
東北黑土區(qū)是我國最重要的商品糧基地之一，是維護國家糧食安全的“壓艙石”。在肥沃的黑土區(qū)，東北玉米帶從黑龍江南部起始，包括吉林省，內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū)，延伸到遼寧省北部的區(qū)域，玉米種植面積近1.9億畝，被稱為“黃金玉米帶”。
然而，黑土地連年高產(chǎn)的代價是地力透支。2002年，張旭東帶領(lǐng)團隊在東北展開黑土考察時發(fā)現(xiàn)，由于長期的重用輕養(yǎng)，原本肥沃的黑土地累“瘦”了，黑土層正在變薄，從原來的七八十厘米到一米，變成現(xiàn)在的三四十厘米。
讓張旭東感到觸目驚心的是，刮大風(fēng)的時候，鋪天蓋地而來的全是風(fēng)沙。他在接受《中國科學(xué)報》采訪時說：“除了裸露的表土被刮走之外，造成黑土退化的另一關(guān)鍵因素是水蝕，降雨的時候水的流動會沖刷表層土壤造成土壤侵蝕，大地耕塊變零散耕地，不僅降低了土壤肥力，還增加了將來耕種難度。”
黑土區(qū)環(huán)境的日益惡化，嚴重制約了東北糧倉的糧食生產(chǎn)能力，使遏制土壤退化與黑土地保護變得刻不容緩。為此，張旭東針對黑土農(nóng)田系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)不暢、肥料利用效率低等問題，系統(tǒng)深入地研究了東北黑土氮素微生物轉(zhuǎn)化的過渡特性以及調(diào)控過程，根據(jù)土壤氮素固持的微生物學(xué)過程和機制，提出“土壤有效氮過渡庫”的理論。
張旭東團隊成員、沈陽生態(tài)所研究員何紅波將“土壤有效氮過渡庫”形象地比喻成“駱駝的駝峰”，同時具有儲存和釋放養(yǎng)分的功能，秸稈和肥料氮素在土壤微生物的轉(zhuǎn)化下，儲存進入這個“駝峰”中，按需釋放，然后再補充，周而復(fù)始。
選擇梨樹 打造樣板
結(jié)合已有的研究基礎(chǔ)，在分析總結(jié)美國、加拿大等國免耕栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上，張旭東團隊研發(fā)出適合我國國情的保護性耕作技術(shù)，建立了玉米秸稈覆蓋全程機械化種植模式。
這里的保護性耕作技術(shù)是一種以農(nóng)作物秸稈覆蓋還田、免耕播種為主的現(xiàn)代耕作技術(shù)體系，能有效保水、保土、保肥、節(jié)本增效。那么，保護性耕作技術(shù)在東北黑土地上行不行得通？
張旭東團隊走到田間地頭，希望做一個模式，打造一個樣板。為什么選擇梨樹縣呢？他告訴《中國科學(xué)報》：“梨樹縣位于吉林省，地處東北黑土的中部，南部有遼寧省，北部有黑龍江省，如果從梨樹再向外推廣輻射相對容易。”
張旭東團隊成員、沈陽生態(tài)所副研究員解宏圖介紹道：經(jīng)過十多年的秸稈還田和免耕播種，試驗田土壤有機質(zhì)含量從2007年的1.8%增加到2018年的3.2%；如果有30%的土地覆蓋秸稈，可減少70%的風(fēng)蝕；有秸稈覆蓋的農(nóng)田，每平方米生活著約60～100條蚯蚓，無秸稈覆蓋下情況下一般只有3～5條。這三組數(shù)據(jù)說明了保護性耕作技術(shù)在培肥地力、減少風(fēng)水侵蝕、提高土壤生物性狀等方面產(chǎn)生的效果顯著。
張旭東團隊為了推廣保護性耕作技術(shù)，跑遍了東北三省的農(nóng)業(yè)縣。保護性耕作技術(shù)不僅省肥省工，還能穩(wěn)產(chǎn)增收，越來越多的農(nóng)機合作社開始采用，“梨樹模式”也在東北聲名鵲起。
“為了讓保護性耕作技術(shù)更好地惠及廣大農(nóng)民，我們與企業(yè)一起研發(fā)了我國第一臺免耕播種機和配套機械。如今技術(shù)已經(jīng)成熟，只是一些農(nóng)戶對新技術(shù)的接受還需要時間，未來我們要做的是下更大的力氣來推廣?！苯夂陥D每年有四個月的時間在田間地頭推廣，被稱為“最美鄉(xiāng)村科技工作者”。
藏糧于地 藏糧于技
張旭東團隊的保護性耕作研發(fā)成果獲得了高度認可，團隊的工作直接促成了國家黑土地保護戰(zhàn)略的啟動和實施。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財政部聯(lián)合印發(fā)的《東北黑土地保護性耕作行動計劃（2020—2025年）》提出，力爭到2025年，保護性耕作實施面積達到1.4億畝，占東北地區(qū)適宜區(qū)域耕地總面積的70%左右，形成較為完善的保護性耕作政策支持體系、技術(shù)裝備體系和推廣應(yīng)用體系。
科學(xué)沒有國界，科學(xué)家有他的祖國。在張旭東團隊，多位成員均有國外留學(xué)和工作的經(jīng)歷。1999年，在德國Bayreuth大學(xué)任專職研究員的張旭東決定回國，理由很簡單：“希望將自己國內(nèi)外的學(xué)習(xí)和工作經(jīng)驗結(jié)合起來，為中國農(nóng)業(yè)帶來創(chuàng)造性的東西。”歸國奮斗20多年后，由于杰出的科研和推廣工作，張旭東榮獲2020年“遼寧好人·最美科技工作者”稱號。
梨樹縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站的技術(shù)人員曾說過這樣一句話：“張旭東等海歸農(nóng)業(yè)專家是梨樹模式研發(fā)的‘志愿者’，是梨樹模式技術(shù)的‘推廣者’，更是黑土地的‘守望者’?！?/span>
當(dāng)前，在東北黑土保護性耕作的全面應(yīng)用的大背景下，張旭東團隊將繼續(xù)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，指導(dǎo)東北地區(qū)各地完成國家行動計劃，有效解決東北黑土退化問題，保證黑土糧倉“藏糧于地、藏糧于技”，為國家糧食安全奠定堅實基礎(chǔ)。
（作者：沈春蕾 丁瑋杭 來源：中國科學(xué)報 發(fā)布時間：2020/10/1）