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    1月8日，國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會在人民大會堂舉行召開，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所徐明崗研究員牽頭完成的“主要糧食產(chǎn)區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)演變與提升綜合技術(shù)及應(yīng)用”獲2015年國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
    據(jù)悉，我國農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量低，嚴(yán)重地制約我國農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。與歐美等休閑土壤培肥的方式顯著不同，我國農(nóng)田生態(tài)類型多樣、利用強(qiáng)度大、集約化程度高，特別是從20世紀(jì)80年代以來，化肥普遍施用而有機(jī)肥施用量呈下降趨勢。在這個(gè)背景下，查清我國主要糧食產(chǎn)區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的變化特征與區(qū)域差異，揭示土壤有機(jī)質(zhì)提升的區(qū)域主控因子，明確有機(jī)質(zhì)提升的技術(shù)途徑，是實(shí)現(xiàn)國家糧食安全的戰(zhàn)略需求。
    該研究針對集約化高強(qiáng)度種植及化肥持續(xù)超量施用態(tài)勢下，我國不同區(qū)域農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)提升的限制因素和技術(shù)途徑不明確的問題，基于我國五大糧食產(chǎn)區(qū)（東北、華北、西北、南方旱地和長江流域水田）42個(gè)長期定位試驗(yàn)及362個(gè)典型農(nóng)戶的長期定位監(jiān)測，開展聯(lián)網(wǎng)研究，探明了近30年來不同區(qū)域農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的演變規(guī)律及影響因素，構(gòu)建了有機(jī)質(zhì)提升的關(guān)鍵技術(shù)；集成創(chuàng)新了不同區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)提升的綜合技術(shù)模式，提出了13種以增施有機(jī)肥和秸稈還田技術(shù)與限制因子消減技術(shù)為核心的具有區(qū)域獨(dú)特性的有機(jī)質(zhì)提升主要技術(shù)模式，大面積推廣應(yīng)用成效顯著，為農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)提升提供了技術(shù)樣板。成果共取得33項(xiàng)知識產(chǎn)權(quán)，發(fā)表論文371篇（其中SCI 76篇）、專著9部，為《國家高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃》《全國耕地地力評價(jià)及土壤有機(jī)質(zhì)提升項(xiàng)目》《全國耕地質(zhì)量等級情況公報(bào)》等國家級規(guī)劃和公報(bào)提供了科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。技術(shù)模式近3年累積推廣面積10672萬畝，促進(jìn)了秸稈等廢棄物資源的高效利用與耕地質(zhì)量提升，具有顯著的生態(tài)環(huán)境效益。     該研究成果具備3項(xiàng)意義， 一是探明了我國主要糧食產(chǎn)區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的演變規(guī)律，構(gòu)建了多區(qū)域有機(jī)質(zhì)預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)提升潛力的定量化。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有施肥水平下，東北黑土有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，其他區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)處于穩(wěn)定上升階段。有機(jī)物料投入是有機(jī)質(zhì)提升的第一要素，其轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)的利用效率平均為16.3%，呈現(xiàn)為隨水熱增加而降低的趨勢。構(gòu)建了多點(diǎn)位、多區(qū)域驗(yàn)證的農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)變化模擬預(yù)測模型，精確度達(dá)到86%以上，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)提升潛力的預(yù)測。二是揭示了土壤有機(jī)質(zhì)提升與作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的定量耦合關(guān)系，明確了有機(jī)質(zhì)提升的定向培育目標(biāo)。突破了土壤有機(jī)質(zhì)提升與作物增產(chǎn)耦合效應(yīng)的量化難題。發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前生產(chǎn)水平下，每公斤提升1克有機(jī)質(zhì)，三大糧食作物每畝可增產(chǎn)47-66公斤，穩(wěn)產(chǎn)性提高5%-8%。建立了有機(jī)質(zhì)提升與作物增產(chǎn)的響應(yīng)模型，提出了不同區(qū)域糧食豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有機(jī)質(zhì)適宜值，實(shí)現(xiàn)了土壤有機(jī)質(zhì)定向培育目標(biāo)的定量化。三是探明了農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)提升的主要限制因素，創(chuàng)建了有機(jī)質(zhì)提升的關(guān)鍵技術(shù)。影響農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)提升的主要可控限制因素為有機(jī)物料投入量、土壤水分、溫度和pH值等。增加有機(jī)物料投入、改善土壤水分、pH值等是有機(jī)質(zhì)提升需要突破的關(guān)鍵技術(shù)。在維持適量有機(jī)物料投入下，北方增蓄保水技術(shù)土壤有機(jī)質(zhì)提升8%-12%；南方調(diào)酸促控有機(jī)物料轉(zhuǎn)化技術(shù)提升土壤有機(jī)質(zhì)9%-15%。
    該研究主要完成單位是中國農(nóng)科院資劃所、黑龍江農(nóng)科院土壤肥料與環(huán)境資源研究所、河南農(nóng)科院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所、吉林農(nóng)科院、西北農(nóng)林科技大學(xué)、湖南省土壤肥料研究所、西南大學(xué)。主要完成人是徐明崗、張文菊、魏丹、黃紹敏、朱平、楊學(xué)云、聶軍、石孝均、辛景樹、黃慶海。