土壤有机质下降成必然趋势
黑土的形成历经上万年，其突出特征是土壤有机质含量高。但黑土被开垦为农田后，土壤有机质逐渐下降成为必然趋势。
项目首席科学家、东北地理所研究员李秀军向《中国科学报》介绍，黑土的退化一般经历土壤有机质快速下降、缓慢下降、平稳微降三个阶段。“正常利用情况下，黑土开垦150年以后，基本处于第三阶段，目前东北农田黑土大部分处于这一阶段。”
但原本处在平稳微降期的东北黑土，正走着不一样的路。
根据研究团队长期定位监测结果，黑土农田土壤腐殖质层厚度、耕层土壤有机质含量、土壤养分（氮、磷）含量减少50%以上。与此同时，农民为了追求作物高产，采取过量施用化肥来弥补土壤养分不足，导致了化肥利用率降低、土壤酸化和板结、生物多样性降低，进一步加剧了土壤退化，形成了恶性循环。
李秀军给出了几组数据：东北黑土地南部薄层黑土区，耕层土壤有机质含量已由开垦前的4％～6%下降到1.5％～3%；北部黑土区，耕层土壤有机质含量由开垦初期的8％～10%下降到3％～5%。
更为严重的是，在南部薄层黑土区和平原周边侵蚀较重黑土区，已有3%左右耕地土壤腐殖质层完全消失，出现“破皮黄”。
“黑土退化的核心是土壤物理、化学、生物结构变差，进而导致土壤养分、水分涵养能力下降，不利于作物生长。”这是研究团队通过在中国科学院海伦农业生态实验站等野外实验站和研究基地的长期定位研究以及对遍布黑土区几百个土壤剖面样品分析得出的结论。
研究发现，土壤有机质含量每下降1个百分点，作物产量降低13％～20%。长此下去，无疑会对粮食安全造成巨大威胁。
“当前还可以通过增大化肥用量来维持粮食高产稳产，但如果黑土持续退化，依靠化肥维持粮食产量将越来越困难。”李秀军表示，随着化肥用量的加大，化肥利用率也正在降低，农业生产成本增加的同时，还会引发面源污染，对江河湖泊、地下水以及区域整体生态环境将造成严重破坏。
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