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中国已将实施黑土地保护工程、加强东北黑土地保护和地力恢复纳入国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要。2021年3月，中国科学院主动“揭榜挂帅”，并与吉林省、辽宁省、黑龙江省、内蒙古自治区签订框架协议，共同推进实施“黑土粮仓”科技会战，针对“变薄”“变瘦”“变硬”等各类黑土地退化“疑难杂症”开展科研攻关，“对症下药”保障“耕地中的大熊猫”健康，守护“黑土粮仓”。
其中，“黑土粮仓”科技会战水稻土和白浆土质量与产能提升三江示范区项目，由中国科学院东北地理与农业生态研究所(东北地理所)科研团队领衔28家单位140多位科研人员，与北大荒农垦集团友谊农场、曙光农场等强强联合，通过类似CT扫描对黑土地进行“体检”，为目标地块精细“画像”开出“处方”，并开展试验示范与应用推广，现已打造出适合于三江平原且可复制、可推广的黑土地智能化保护利用模式即“三江模式”。
黑土地智能化保护范式主要包括八方面内容：一是黑土地保护问题系统认知理论创新；二是黑土地耕地质量立体监测认知新理论，建立监测指标体系；三是研发天空地立体监测技术，服务黑土“地块画像”需求；四是明确耕地退化的核心指标、辅助指标、阈值，定量诊断障碍与退化程度；五是基于天—空—地一体化监测技术体系获取的区域农业时空大数据，建立三江平原多尺度分区体系，实现田块内部的精准管理分区；六是生成不同技术的智能决策与“处方”，时空精准障碍消减与地力提升；七是结合分区体系与定量诊断，智能化配置黑土地保护利用技术；八是建设集成样板，实现“监测诊断、技术处方、精准手术”的工程农艺生物措施集成保护。
在“海绵农田”示范样板建设过程中，项目团队利用天空地立体监测技术AOA电子体育，智能化配置等高种植、可耕作宽埂、窄埂、暗管排水、小流域尺度蓄排等工程措施，白浆土改土、智能施肥、条耕等农艺措施，以及草水道等生物措施，实现“涝能排”“旱能蓄”和“固土保肥”，以此为基础并融合多措施、多尺度、多环节黑土地坡耕地智能化保护利用技术体系，将曾经跑水、跑土、跑肥的“三跑田”变成保水、保土、保肥的“三保田”。
据项目团队成员、中国科学院东北地理所科研助理曲洺伯介绍，团队自主开发的“中科司农”手机APP同步微信小程序，旨在服务于广大农户，让农户足不出户，在炕头上就能看到自家田地作物长势监测情况、区域气象情况等。该手机软件主打的“地块画像”则类似于CT扫描，给地块做一个全身“体检”，从而为农户提供相关地块的全方位数据服务，辅助他们根据退化障碍信息，及时进行土壤改良。
“通过努力，我们已构建黑土地保护‘三江模式’，并实现可复制、可推广，为国家的粮食安全和生态安全作出重要贡献。”刘焕军总结说，短期看，它最直接的好处是增产带来的经济效益；长期看，这是给子孙后代留好地，是经济效益和包括生态效益在内的社会效益综合体现。他希望通过“海绵农田”技术把黑土层保护好，助力黑土地可持续甚至永续利用。(完)
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