关义新：“黑土粮仓”的守望者

梁伟

2020年，东北三省粮食总产量达到13683万吨，占据全国比重的20.44%。这里之所以粮食产量高，和“黑土地”的功劳密不可分。中国的土地分为南红土、北黑土、东青土、西白土和中黄土，这其中最肥沃的就属黑土。“这里的土地肥到家，栽上柴火也开花”，就是对黑土地最大的褒奖。

黑土一般分布在温带地区，微生物活动受到抑制，有机质分解缓慢，并转化为腐殖质累积于土体上部，形成深厚的黑色腐殖质层。科学测定每200至400年才能形成一厘米厚度的黑土层，足见黑土的珍贵。纵观全球，拥有黑土地的除了中国东北，只有乌克兰大平原、北美密西西比河流域和南美潘帕斯大草原。

当下，保护黑土地已经成为事关人类发展和环境和谐的战略性大事。吉林松辽平原素有“黄金玉米带”和“大豆之乡”的美誉，是国家粮食主产区之一。2020年7月，习近平总书记在吉林省四平市梨树县国家百万亩绿色食品原料（玉米）标准化生产基地核心示范区地块，察看黑土地实验样品和玉米优良品种展示，了解农业科技研发利用，黑土地保护情况。他强调，要采取有效措施，切实把黑土地这个“耕地中的大熊猫”保护好、利用好，使之永远造福人民。

为了保护黑土地，为了守护“东北粮仓”，中国科学院东北地理所研究员关义新带着他的团队在这里扎根数十年，面朝黑土背朝天，将宝贵青春奉献于此，把科研论文书写在这片黑土地上。关义新说：“黑土地是我国最为宝贵的资源，保护好‘耕地中的大熊猫，就是稳住‘大国粮仓。这是一件功在当代、利在千秋的好事，我盼望在这片土地上实现保护性耕作技术的全面普及。”

“我生来就是农民的孩子”

1968年，关义新出生于山东东平县乡村。“骨子里我一直强烈认为，自己生来就是农民的孩子，童年时期的生活和土地密不可分，感情尤为深厚”。关义新说自己就在农田里长大，耕田、播种、施肥、除草、收割……关义新熟悉每一个环节。夏天烈日当头，成年人在地里挥汗如雨，小孩在周围奔跑嬉戏。晚上田野里，蛙声、虫声此起彼落，一浪高过一浪，“呱呱呱”、“嗡嗡嗡”，连提着一闪一闪灯笼的萤火虫也来凑热闹。远处传来几声狗叫，牛脖子下铃铛“叮铃铃”作响，都是关义新最美好的回忆。那时最让他骄傲的，就是自己家地里的收成总比别人家多。究其原因，还是爸爸是个读书人，家里有关于农田种植的书，所以在那时，他就懂得了科学种田的重要性。

高考时，关义新填报山东莱阳农学院，1991年毕业后，又考入沈阳农业大学农学系，通过四年努力，获得农学硕士学位，而后又就读中国农业科学院研究生院，获得农学博士学位，并在中国农业科学院作物育种栽培研究所从事玉米栽培研究。

为什么会选择玉米栽培，原因很简单，玉米是我国重要的粮食、饲料及工业原料，种植面积和总产仅次于美国，在国民经济中处于举足轻重的战略地位。在大学读书时，关义新发现中国玉米生产水平和高产纪录，与世界上发达国家有巨大差异，当时世界高产纪录对于国内来说无疑就是天文数字。1996年，硕士毕业的他刚参加工作，就承担了国家“九五”科技攻关重中之重项目，玉米大面积科技攻关项目中的招标课题——玉米超高产研究。项目研究中，关义新在玉米地里，潜心学习，精心探索，终于总结出雨养春玉米区高产理论与技术调控原则，并在1999年创造了我国雨养春玉米区高产纪录。在“十五”攻关中，他将工作重点放在一般土壤肥力下的高产攻关工作，研究探索优质高产的理论与技术、节水优质高产的理论与技术。那时候，关义新的实验基地就在梨树县，对于这片土地，他有着特殊的感情。

在中国农业科学院工作的几年中，他先后承担两项农业部跨越计划项目，进行优质蛋白玉米和优质糯玉米的配套技术研究；承担国家科技部“十五”科技攻关—玉米营养品质与产量的关系研究；承担了国家2项“863”攻关项目，从事农艺节水技术研究和玉米節水机理与品种节水特性的研究……成绩斐然。

就在所有人都认为他会在科研路上越走越远的时候，2004年，关义新作出一个让人意外的决定，去美国先锋种子研究部门工作。先锋种子公司是由被称为美国玉米杂交种子之父的亨利·沃莱特先生在1926年创建，是世界上第一家玉米杂交种子公司。关义新说，经过近70年发展，先锋公司已成为一个集科研、繁殖原种、种子生产、加工、推广、销售一体化的大型、综合、国际化公司。“它是世界上杂交玉米种子最大的发展和销售公司。我就是想去看看别人的工作流程和方法。”

在先锋工作的几年，关义新主要从事高产玉米新品种的选育工作，同时也与国内的高产研究同行合作，提供高产品种与技术交流，进行高产攻关。通过近四年学习和实践，他在育种的理论与技术上有了很大提高，同时参与大量品种和材料的选育工作，2006年参与选育的4个品种通过了国家审定。

在先锋，关义新增长了见识，知道了标准化流程，了解了科学的工作方法。当他又一次选择离职的时候，外国总监表示出最大诚意挽留，他坚定地拒绝。

“我们必须自己研发”

梨树县位于全球“黄金玉米带”，历来是“守着黑土不愁粮”，粮食年产量多年保持在50亿斤以上，名列全国粮食生产前5强。但是梨树县是典型的雨养农业区，“十年九春旱”，又由于土地频繁翻耕，以及施肥机构不合理等因素，导致土壤偏离了自然状态，土地生产力逐年下降，制约当地粮食生产。

2006年，为解决这些问题，时任梨树县农业技术推广总站站长王贵满研究员和中科院专家张旭东等共同研究秸秆覆盖免耕播种技术，并将梨树镇高家村的15公顷耕地确定做试验示范基地。

一个偶然机会，关义新来到梨树，参观张旭东研究员的试验示范基地。张旭东、王贵满、关义新相聚，三人畅想“有生之年让保护性耕作技术在全国推广”。他们分工明确，分头行动：王贵满负责基地选址、建设、推广等事宜，张旭东负责保护性耕作玉米种植技术和配套方案研究，关义新除了对保护性耕作农艺的研究，还要重点负责免耕机械的研发。三项工作齐头并进，占地15公顷的梨树县高家村保护性耕作研发基地很快开始运营，至此，我国玉米保护性少免耕全程机械化发展之路正式启程。

针对东北南部薄层黑土区黑土退化、春季风蚀较重、播种期土壤墒情较差等生产功能下降以及黑土资源安全问题，张旭东团队提出“土壤微生物碳泵”，在已有研究基础上，主攻耕作制度改革与保护性耕作研发集成，从理论上研究不同秸秆覆盖量及覆盖模式对土壤有机质截获和积累、养分循环以及水热调控等过程。以长期定位实验方案，团队一起研究推出均匀行、宽窄行、带状休闲三种土壤生态功能，调控玉米种植模式，和直立高茬、均匀覆盖、间隔覆盖三种玉米秸秆覆盖免耕技术体系和模式，为东北黑土地干旱地区保护玉米种植提供了系统解决方案。

对于关义新等科研人员来说，最难的不是保护性耕作技术，而是改变当地农民的思想观念。当时，田里不清秸秆不起垄就直接播种，与传统农民的玉米地形成了强烈反差。一边是农民在干干净净的地里起垄的传统耕作模式，一边是试验田中在碎秸秆上直接播种的“懒汉种法”。很多农民看到这样种田，都笑话这些科研人员，甚至主动要求帮助清理秸秆，结果被科研人员制止。

保护性耕作离不开免耕播种机，但前些年国内没有这种产品，国外产品不仅价格昂贵，也不适合国内的耕作习惯。关义新说：“我们必须自己研发，因为我国玉米生产的行距远远小于国际通行的行距，这个瓶颈不解决，根本没有办法开始保护性免耕玉米种植。”

关义新组织相关人员投入到研发适合我国地域特性的高性能免耕播种机的战斗中。“以生产为核心，以问题为导向研发，到地里和农民交流，就实验过程中遇到的问题跟技术人员交流，边研究、边改进，只要农民说还不够理想，就随时改进。”

历时八个月，2008年4月，2BMZF系列免耕播种机问世。这是我国第一台玉米免耕播种机，解决了秸秆归行难、播种难的问题，使玉米播种施肥一次性精量完成作业。2009年，专家鉴定评价：“国内性能领先，基本达到国外同期先进水平，填补了东北地区高性能免耕播种机的空白。”目前，已经有20余个免耕播种机生产企业的产品供应市场。

生产规模小、机械化水平低，生产成本高，经济效益差，是我国“三农”普遍存在的问题。随着经济发展，一方面农村劳动力大量转移，农村劳动力出现相对短缺，农业生产劳动力投入成本大幅度提高；另一方面生产规模小，农民对农机具的投资能力有限；第三是农业新技术的推广应用也迫切需要农业机械化，从而导致农民对农业机械化需求迫切。2008年，关义新成立了东北第一个合作社——康达农机合作社。

梨树县高家村农民杨青魁在15公顷的基地领头示范秸秆覆盖玉米保护性耕作技术。“头一年用免耕机播种，来了好多看的人。看着头年收获后的玉米秆竟然还七零八落留在地里，有的留1/3，有的覆盖一半，还有的是留高茬，都笑弯了腰。”恰恰当年，又碰上低温天气，播种比周边晚了1周，按照往年经验，晚一周播种，至少影响5%收成。但出苗时，当地农民着实惊呆了：出的苗居然比正常播种高齐壮，这样的出苗率，秋天收成至少增加8%-10%。果不其然，2008年秋天收获时节，15垧玉米，实验了三种少免耕方式，平均增收10%-12%，由于是秸秆全量还田，化肥用量减少20%，种子用量减少40%，种田成本大大降低。

产量高了，收益增加了，越来越多的当地农民开始尝试“懒汉种法”，关义新也会在地里和农民面对面交流。2011年，中国科学院东北地理所农业领域学科发展迅速，需要引进相关科学家，关义新就这样走进了中国科学院东北地理所。

梨树县委副书记闫鹤说：“我第一次见关老师就是在地里，完全没有想到他是科學家，感觉就是一个地地道道的农民，感觉他就是长在地里的。他战略眼光超前，技术能力很强，精神可嘉。这些年，关老师比农民还苦，大中午，农民都歇晌了，他还在地里忙。这样的专家才是我们农民最需要的，他说的话，我们能听得懂。”

“我愿在这里奉献青春”

保护性耕作解决了东北黑土区因玉米连作、秸秆焚烧而导致的土壤退化和环境污染等问题，对黑土地的保护与利用起到积极作用，为实现粮食持续稳产高产提供了有力保障，培肥地力改善土壤理化性能，连年秸秆覆盖还田，土壤有机质呈明显递增趋势，土壤中的氮磷钾及微量元素均有所增加。在示范田，秸秆连续全覆盖免耕10年后，0到5厘米耕层土壤有机质增加了一倍，减少化肥使用量20%。改善土壤生物性状，秸秆为土壤生物供应了充足的养分，耕作次数的减少，进一步保护了土壤生物，加上机械化减少人工，每公顷可以节约成本1000元至1400元。

2016年3月2日，《农民日报》以《非“镰刀弯”地区玉米怎么种，“梨树模式”值得借鉴》为题进行报道，至此，这种保护性耕作模式被称为“梨树模式”，梨树模式不是梨树的模式，是在梨树诞生的模式。

这几年，梨树县以合作社为抓手，引领免耕机械作业，迅速提升组织化、推进规模化，全县涌现出的3000多个合作社和1000多个家庭农场，引领着小农户走向现代化，这是“梨树模式”技术创新引发的生产方式转变、创新。而600个百亩示范户、60个千亩核心区和20个万亩示范片，累计32万亩示范田，示范带动梨树全县实施保护性耕作土地200万亩，占玉米种植面积的70%……推广梨树模式，必须要有梨树精神，张旭东、王贵满、关义新，还有越来越多的科研人员将自己的青春书写在这片黑土地上。

关义新团队的人员屈指可数，他说能做出今天的成绩，靠的是大家忘我的付出和超倍的努力。“我们团队的敖曼博士打从进团队后，就一直扎根在田里，这些年来，一篇论文也没有发表过。”关义新说，“我们第一次见面就是在田里，她穿着一双很漂亮的高跟鞋，一次就废了，后来她再也没有穿过高跟鞋了”！

敖曼说：“我当初找工作就是为了和我先生近一点，所以对现在的工作不是特别了解。我没有种过地，甚至没有下过地，别看我现在晒得有些黑，我曾经也是一个爱美爱护肤的女孩。但到了这里之后，全变了，关老师就是‘梨树精神的最好诠释。他对黑土地保护就是着了魔，但凡有片刻功夫，他都要下地。他的精神感染着我们团队每一个人。”

在敖曼眼中，关义新平时不善言辞，但是聊起育种玉米技术，滔滔不绝。每年3月，关义新的团队便开始在实验室进行分种，每一包分类的种子都要精確到粒；4月中下旬，开始在东北的试验地播种；6月，在河南、山东播种；7月到8月中旬，给玉米授粉；8月到9月末，进行田间调查；10月，进行数据采集和收获，并根据品种的表现情况，选择好的种子，在海南南繁播种。来年2到3月，收获南繁的种子。就这样，年复一年，经过田间劳作和实验室里的反复试验，才不断有新品种问世。

2014年，在中科院长春分院及中国科学院东北地理与农业生态研究所支持下，关义新团队牵头成立九所联盟暨中科玉联合体。经过多年努力，联盟参与单位由成立之初48家扩大到143家，发展成为全国最大的玉米种业创新联盟。联合体在整合各单位人力、物力、材料基础上，利用科研单位技术优势，建立现代流程化、规模化联盟育种流水线，选育玉米新品种，构建了覆盖全国玉米主产区404个点的中科玉测试网络，并通过各种平台，培训玉米育种技术人员3000余人。

“我们的测试点基本上涵盖全国玉米主产区，除了测试之外，我们还开始做大众服务。我们共同选配，把优秀的自交系做组配，形成更好的品种，再到新品种的测试筛选，这样新品种的选配就形成了全产业链。下一步再有两三个新品种的开发，基本就形成一条完整的品种选育开发链，所以我们要做的工作还有很多。”关义新说。

这些年，关义新全身心投入黑土地保护，曾经喜欢的旅游、音乐都渐行渐远，房间里放着的一辆动感单车也落上了厚厚的灰尘。他说因为膝盖半月板严重磨损，蹬车有益恢复，才买了它，可惜连蹬车的时间也没有。关义新说：“什么叫黑土保护、怎么进行黑土保护，这是一个科学问题，未来工作任重而道远。但我一直心存感激，感谢身边这群年轻人，能够耐得住寂寞，踏踏实实在这片黑土地上陪着自己做着喜欢的事情，实现自己的梦想——有生之年让保护性耕作技术在全国推广。”