午后，齐北松和李克东行走在吉林省长春市农安县田间，察看玉米新苗长势。
“今年咱也按着新方法来施肥。根据变量施肥技术体系，施肥量因地制宜，苗情还不错。”李克东是隆源农业服务有限公司农机部门负责人，眼前这片试验田，是隆源农业流转后管理的田块，主要用于同中国科学院、吉林省农科院、吉林农业大学等多家单位联合开展科研攻关。
“这地总体地力不错，但地块内部还是有差异。像这两个位置，之所以建议每亩分别施肥59.4公斤和66公斤，是因为土壤和地形不同，有的区域化肥适当减量，反而促增产。”齐北松看了看手机上的“处方图”，又指着远处比画起来。作为中国科学院东北地理与农业生态研究所特别研究助理，齐北松近期忙着为吉林、黑龙江等地开展变量施肥技术体系的应用试验奔走。
站在田埂上远望，集中连片的黑土地除了部分地块略有起伏，难以看出明显差异。而在手机上，地块被标注上黄、绿等不同颜色，放大看，还有土壤类型、坡度等信息，以及推荐施肥用量。“光靠肉眼看可不行，得从空中乃至太空俯瞰，利用卫星遥感，结合无人机实地监测，这就像是给黑土地做体检，精准画像。”齐北松笑着解答疑惑，“目前已完成整个东北地区10米空间分辨率土壤碳氮遥感制图，大约能看清100平方米内的精细土壤情况，进而给出‘处方图’，精准调控施肥。”
黑土地是“耕地中的大熊猫”，护好、用好黑土地，守护“大国粮仓”，是不少农业科研工作者不懈努力的目标。2021年起，中国科学院联合东北三省一区实施“黑土粮仓”科技会战，中国科学院东北地理与农业生态研究所担任先锋，研究方向直指黑土地保护与利用，卫星看、飞机拍、地面查的“天空地一体化监测技术体系”便是成果之一。
“往大了说，从东北范围来看，虽多称作黑土地，但由于地形地貌等不同，不同区域的土壤类型不同，面临不同问题。往细了看，同一区域不同田块间也有差异。”作为项目的主要负责人，中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员刘焕军介绍技术体系的来由，“要想在保护的前提下进一步增产，离不开‘精准’二字。而要因地制宜、对症下药，摸清土壤情况是第一步。”
传统的耕地质量监测方法主要依赖地面调查和土壤样品分析，存在监测范围有限、时空分辨率低、数据获取不连续、监测指标单一等限制，难以满足耕地质量动态监测和精准管理的需求。“现在，融合了遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、大数据、人工智能等多学科先进技术，通过卫星遥感、航空遥感、地面传感器等多种监测手段的协同，可实现对黑土地耕地质量的多尺度、动态监测。”刘焕军说。
作为“天空地一体化监测技术体系”的具体应用，在给黑土地做体检的基础上，中国科学院东北地理与农业生态研究所打造出变量施肥技术体系，通过精准调控施肥，着力解决旱田受地形、土壤质地、人为耕作措施等影响，导致长势与产量差异显著的问题。刘焕军介绍：“田块内哪个位置缺氮该补肥，哪个位置有机质下降需养护，数据清晰，一目了然。”
一张张“处方图”，如何应用到实际耕作中？记者来到隆源农业的农机库，在大农机上找到了答案。
搭上扶手，右脚蹬地，齐北松快步登上农机。驾驶舱内右侧，一个显示屏接着不少线束。他打开手机和显示屏，稍作调试，原本在手机上的“处方图”，随即同步在显示屏上呈现。“通过专属软件实时传输，‘处方图’可一键发送至农机上。”离开驾驶舱，他走向农机尾部，指着新设备介绍，“这是变量施肥装置，结合北斗导航系统，施肥时根据‘处方图’，自动调节肥料用量，几乎不用人操心。”
系统画像、给出处方、精准施肥，锚定节肥增效目标，通过全链条一体化的技术体系，不同地块得到精细照料。
前些日子，农机手们正是驾着搭载变量施肥装置的大农机，驰骋在田野间。而在前两年，刚接触变量施肥技术体系时，李克东还抱有些许疑虑，“过去，咱们施肥都是‘一炮轰’，底肥定量，一次给足管饱，其间最多再施点叶面肥，产量也不错。”
用上新技术后，李克东也没多费精力，动动手指，调好参数，农机智能应用，“省事省心省肥，每亩地能比应用前增产5%以上。而且，还有利于我们试验调配新的化肥产品。”
目前，变量施肥技术体系在吉林、黑龙江等地累计核心示范面积34万亩，辐射推广超300万亩。“根据吉林、黑龙江等地不同土壤实际情况，减肥5%以上的地块产量增幅略有差异，增幅为5.48%—14.2%。同时可降低土壤酸化、板结的风险，缓解农业面源污染，有助于推进农业生态安全建设。”刘焕军说。
隆源农业东北黑土地保护研究院内，大屏幕上呈现出作物分类、地块信息、土壤情况、作物长势等信息。“企业既是受益者，也是推广者。我们和周边农户依托变量施肥技术体系，逐步实现节肥增效、改良土壤的目标。”隆源农业董事长李晓春说。
不只是施肥上带来新变化，根据不同土壤特点，刘焕军团队还因地制宜探索变量施肥系统性技术方案。结合松嫩平原农业生产特点，研发秋季起垄变量施肥；在三江平原，针对格田改造后表土时空错配的问题，实行水田插秧机侧深变量施肥；针对部分地区的白浆土，研发了适合白浆土旱田播种期间变量基肥、培肥的方式。
眼下，刘焕军团队正为夏管时无人机变量喷施叶面肥做准备。“叶面肥的使用，精准适配是关键。结合‘处方图’，我们开展无人机变量喷施叶面肥的应用与推广，通过精细化管护，在节肥增效上寻求新突破。”刘焕军说。
