我国用占世界9%的耕地养活了世界近20%的人口，长期集约化经营下耕地退化严重。据“2019年全国耕地质量等级情况公报”，我国高产田占耕地面积的31.24%，中产田占46.81%，低产田占21.95%，障碍退化耕地占比高达40%。耕地是粮食生产的“命根子”。作为“农业科研国家队”，中国农科院农业资源与农业区划研究所(以下简称资源区划所)在保护改良东北黑土、南方红黄壤、北方旱地这“三块地”上做了很多创新，取得了一系列成效。
让“耕地中的大熊猫”更健康
东北是我国重要的商品粮基地，黑土区耕地面积2.78亿亩，粮食产量占全国的1/4。自上世纪50年代开垦以来，黑土耕作层土壤有机质含量由8-10%下降到2.5-3.5%。
针对黑土区耕层厚度减少，有机质含量下降等问题，资源区划所组织联合攻关，明确了东北黑土地过去30年的有机质演变特征，探明了有机物料长期利用效率平均为16.3%，实现了土壤有机质培育目标的定量化。通过地力提升、水肥资源高效利用及种植制度优化等技术，使黑土土壤有机质提高12%-16%。
“东北地区种植结构的变化，如大量的旱改水、湿地变耕地，都对黑土质量有重要影响。除了在土壤微观层面进行改良，我国正在研究种植模式等宏观布局上的创新，从而降低黑土地的利用强度。我国已将‘黑土地保护与利用科技创新’列入‘十四五’国家重点研发计划2021年农业领域重点专项之一。”资源区划所副所长吴文斌说。
除了发力黑土地保护，资源区划所在盐碱地、低产水稻土和红黄壤治理上也成果颇丰。
在湖南祁阳，有一座被称为“中国洛桑”的农业试验观测站，这里已经积累了60余年的土壤长期观测数据。在此基础上，祁阳站创建了防控修复土壤酸化的关键技术，集成农田酸化综合改良技术模式，经南方6省大面积示范，土壤pH提高0.2-1.0个单位，农作物增产12%-27%;在南方低产水稻土区，科学家们明确了低产水稻土资源状况及养分特征，创建了黄泥田有机熟化、白土厚沃耕层、潜育化稻田排水氧化等一系列改良关键技术，解决了低产水稻土“瘦、板、烂、酸、冷”等问题，“鸭屎泥田”变成了高产田。
“下一步面向高标准农田建设，我们将全力推进农田监测、评价、管理的数字化改造，加快实现全国所有高标准农田建设成果‘一张图’、新增农田建设项目统计‘一张表’、农田建设全过程监测评价‘一张网’。”资源区划所所长杨鹏说。
多学科综合发力“藏粮于地”
种子、化肥农药、土地等都是农作物生产的重要环节，再好的种子碰到贫瘠的土地，也长不出丰硕的果实。在“一控两减三基本”的战略下，化肥农药正在经历由追求高产向环境友好平衡。经过十余年攻关，资源区划所科研团队创建了基于产量反应和农学效率的施肥新方法，集成了主要粮食作物化肥减施增效模式。在粮食主产区近三年共推广应用7990万亩，平均增产5%-10%，增收节支122亿元。
“曾经农民施肥存在‘一炮轰’的现象，不仅增加了成本，而且破坏环境。”资源区划所副所长周卫介绍，“我们发明‘4R施肥法’，就是按照土地状况和农作物需求，对肥料种类、数量、施肥时间和施肥位置进行精准计算，这样可以提高施肥效率，减轻土地负担。”
此外，中国农科院历经21年，首创覆盖我国全域高精度“数字土壤”，这是我国迄今最完整和精细的土壤资源和土壤质量数据。该成果已得到国家和31个省级行政管理部门、60余家专业科研机构的广泛应用，在土地整治、耕地地力调查、基本农田建设中发挥了重要作用。
“面向‘十四五’，中国农科院将围绕东北黑土、南方红黄壤、北方旱地‘三块地’深入开展科技攻关，建设覆盖我国全部土壤类型、服务全域耕地管理的国家级耕地科学研究与技术创新中心，强化耕地保护国家战略科技力量，助力‘藏粮于地’目标早日实现。”中国农科院科技管理局局长任天志表示。
