筑牢“黑土粮仓”,端稳中国饭碗“黑土粮仓”科技会战发布系列成果
2026年6月8日,中国科学院A类先导专项“黑土地保护与利用科技创新工程”(以下简称“黑土粮仓”科技会战)系列科研成果在南京正式发布,全面呈现五年来在黑土地保护与利用领域的理论突破、技术创新、模式构建及装备研发等全维度成果。
摸清家底,绘制资源本底“一张图”
面对黑土地的退化危机,摸清家底是第一步。
自主研发伽玛能谱仪、多频段探地雷达等土壤信息监测、检测设备与配套系统,构建黑土地全域立体监测智能管控平台。性能全面超越国外同类产品,扫描宽度提升66%,定位精度提升100倍,成本降低70%。可同步无损反演有机质、氮、磷、钾、pH等8种土壤养分要素,精度达85%;实现0-1米黑土厚度、含水率三维高分辨率探测,作业效率达100亩/小时。
研制国内首台450 g级无人机载紫外增强多光谱相机,突破可见–近红外至短波红外全谱段轻量化载荷技术,首次实现无人机载荷200‑450 nm紫外光谱谱段覆盖,将天基高光谱监测幅宽从60 km提升至100 km。
突破天-空-地多源数据融合方法,全面摸清黑土地退化现状,构建时空连续的黑土信息“一张图”。涵盖全域黑土区土壤属性与退化、作物种类与种植结构、作物产量与长势等6个类型18个子类核心数据集;揭示了黑土地“三变”的时空格局,系统查明近40年黑土地退化速率,黑土层下降0.25 cm/a、有机质下降0.11g/kg/a、容重增加为0.0075 g/cm³/a;实现黑土地退化耕地精准分区,划定5个退化等级、21个一级分区,制定分级分类精准阻控6大分区方案。
硬核赋能,智能农机破解“卡脖子”难题
如何将科研成果转化为田间地头的实际生产力?技术的落地离不开装备的支撑,针对东北黑土地大型农机规模化与智能化的需求,自主研发“鸿鹄”系列第三代智能农业机械装备技术体系,关键部件国产化率超90%。
第三代智能农机在核心技术上取得了三项突破:一是自主研发大马力高功率电机,400马力电机系统效率达98.7%,超出世界顶尖水平;二是建立高强度耐磨材料体系,开发的多款耐磨部件性能优于进口同类产品;三是攻克边缘智能计算平台技术,实现200TOPS算力下的复杂场景毫秒级响应。
“鸿鹄”拖拉机搭载的无人驾驶系统通过国家拖拉机质量检验检测中心CMA与CNAS双重认证。已生产各类智能农机设备375台;累计实现产值2.3亿元,销售收入1.6亿元。整机已在东北黑土区推广应用超3万亩,有效解决了高端大马力农机‘无机可用’的问题,为黑土地保护注入了智慧力量。
因地制宜,创建区域治理新模式
黑土地幅员辽阔,分区分类治理成为必然选择。专项立足区域土壤属性与气候特征,创建了三类特色鲜明的区域治理模式:典型黑土保育与粮食产能提升模式,如龙江模式、梨树模式2.0、辽河模式;障碍土壤障碍消减与高效利用模式,如三江模式、大安模式;黑土地智能化综合管控模式,如大河湾模式、齐齐哈尔模式。
“龙江模式”等为《国家黑土地保护工程实施方案(2021—2025年)》落地提供支撑,“梨树模式2.0”入选全国节粮减损典型案例,“辽河模式”助力国家畜禽粪污资源化利用整县推进工程与国家绿色种养循环农业试点工程实施,三江模式首次提出耕层白浆化概念,实现了白浆土障碍程度的定量监测,构建了系统诊断、减障扩容为核心的白浆土障碍消减与地力提升技术体系,为低温冷凉黑土区抗逆丰产提供系统解决方案,基于“大安模式”核心技术发布了行业标准,标志着苏打盐碱地改造利用进入标准化推广应用新阶段,为吉林省“千亿斤粮食”产能建设工程提供有力科技保障。
示范引领,数据见证保护成效
专项建成7个万亩级核心示范区,示范面积19.35万亩;实现典型黑土区土壤有机质含量提升0.25%-0.70%、土壤侵蚀率降低80%、耕地质量提升0.5个等级、粮食产量提升5.2%以上,技术模式累计辐射推广面积超5.4亿亩,为黑土地保护与可持续利用提供了坚实科技支撑。
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