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東北黑土區(qū)擁有地球上珍貴的土壤資源，被譽為我國糧食安全的“穩(wěn)壓器”和“壓艙石”。黑龍江省作為是“寒地黑土”核心區(qū)，全省黑土耕地面積2.39億畝，占東北黑土區(qū)耕地面積的50.6%，以出產(chǎn)品種豐富、品質(zhì)優(yōu)異糧油產(chǎn)品而著稱于世。然而長期不合理耕作和高強度利用，導(dǎo)致寒地黑土面臨不黑不肥”、“量減質(zhì)退”的窘境，嚴(yán)重危害土壤健康。因此，開展黑土健康研究對于保障糧食安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟社會各方面可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。本項目依托于國家自然科學(xué)基金杰出青年基金項目，以寒地黑土典型障礙、土壤菌群失調(diào)及碳素流失，黑土典型障礙定向修復(fù)、微生物健康定向調(diào)控、固碳增質(zhì)為切入點，以恢復(fù)和提高耕地質(zhì)量、提升作物產(chǎn)能、保障黑土耕地可持續(xù)生產(chǎn)力為目標(biāo)，結(jié)合黑土區(qū)土壤性質(zhì)、地理地貌及氣候等特征從物理、化學(xué)、生物、環(huán)境、生態(tài)5個層面協(xié)同定向調(diào)控寒地黑土健康，力求形成系列具有創(chuàng)造性、先進(jìn)性、安全性且可推廣、接地氣的黑土地健康調(diào)控技術(shù)模式，為保障寒地黑土安全、夯實糧食產(chǎn)能根基、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。
（一）寒地黑土典型障礙定向修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新
針對東北黑土區(qū)農(nóng)藥、農(nóng)膜及畜禽糞便不合理施用導(dǎo)致重金屬殘留等土壤障礙難以去除和鹽漬化土壤在中低產(chǎn)田中占比較大導(dǎo)致黑土物化特性退化問題，創(chuàng)制了黑土農(nóng)田農(nóng)用化學(xué)品殘留原位定向消減修復(fù)技術(shù)和基于“抗逆品種-秸稈還田-土壤調(diào)節(jié)劑”的鹽堿地土壤改良技術(shù)，研發(fā)了長效型多功能農(nóng)用化學(xué)品殘留修復(fù)相關(guān)產(chǎn)品，定向重構(gòu)了有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的健康土壤耕層。
（二）寒地黑土微生物健康定向調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新
針對寒地黑土區(qū)黑土地區(qū)低溫時間長、高度集約化農(nóng)業(yè)導(dǎo)致土壤障礙加劇等問題，靶向挖掘寒地黑土耐有益的核心微生物資源，構(gòu)建了類別豐富、功能完備的寒地黑土低溫有益微生物種質(zhì)資源庫，自主研發(fā)了低溫高效能功能菌劑低值生物質(zhì)發(fā)酵工藝；通過對有益微生物菌種定向選育及功能產(chǎn)品研發(fā)，以實現(xiàn)“以菌養(yǎng)地、提質(zhì)增產(chǎn)”的作物-土壤-微生物良性互作為目標(biāo)，形成具有高效原位土壤健康定向調(diào)控及生態(tài)服務(wù)效能的微生物菌劑產(chǎn)品及修復(fù)技術(shù)。
（三）寒地黑土固碳增質(zhì)定向調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新
針對我省寒地黑土用養(yǎng)失調(diào)和過度墾殖等導(dǎo)致的土壤有機質(zhì)下降，養(yǎng)分失衡等問題，研制了寒地黑土高效生物有機肥產(chǎn)品；構(gòu)建了深施肥科學(xué)養(yǎng)分管理技術(shù)；建立了秸稈全量還田增碳減排與產(chǎn)能協(xié)同提升技術(shù)體系，“用養(yǎng)結(jié)合”保護(hù)和重建黑土碳庫，形成了寒地黑土固碳增質(zhì)與產(chǎn)能協(xié)同提升技術(shù)模式；建立了黑土耕地質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。
本項目成果已形成寒地黑土健康定向調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)5項，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文15篇，其中SCI論文10篇，出版專著2部，授權(quán)專利及軟件著作權(quán)6項，編制省級標(biāo)準(zhǔn)6項，獲得肥料及菌劑產(chǎn)品登記證30個，新品種2種，構(gòu)建了《設(shè)施蔬菜化肥農(nóng)藥減施環(huán)境效應(yīng)監(jiān)測及信息共享平臺》，形成了黑龍江省主推技術(shù)2項，所建立的技術(shù)經(jīng)過集成示范推廣，在齊齊哈爾市、嫩江市、牡丹江市等地累計推廣面積5882萬畝，產(chǎn)生經(jīng)濟效益51.037億元，為黑土地力提升、夯實維護(hù)國家糧食安全做出了突出貢獻(xiàn)。