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韓曉增1    鄒文秀1*    楊  帆2

1  中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所

2  農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)保護(hù)中心

黑土地是世界上最肥沃的耕作土壤之一，但其開墾初期“投入少產(chǎn)出多”的現(xiàn)象導(dǎo)致人們誤以為黑土地可以在無(wú)保護(hù)的狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)糧食。然而，長(zhǎng)期用養(yǎng)失調(diào)導(dǎo)致黑土地退化，糧食生產(chǎn)對(duì)化肥的依賴越來越嚴(yán)重，尤其是黑土地對(duì)旱澇調(diào)節(jié)能力下降，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量總產(chǎn)不高、單產(chǎn)不穩(wěn)。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，黑土地是一個(gè)類生物體，需要不斷進(jìn)行培育，實(shí)行用養(yǎng)結(jié)合才能持續(xù)地為糧食生產(chǎn)提供保障。

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東北黑土地保護(hù)利用實(shí)踐與成效

政策保證

“十三五”期間我國(guó)黑土地保護(hù)利用相關(guān)行動(dòng)計(jì)劃所取得的成就，為全球耕地保護(hù)利用提供了有益的參考答案，為國(guó)際社會(huì)尋求解決黑土地保護(hù)、糧食產(chǎn)能提升和農(nóng)民增收的協(xié)同實(shí)現(xiàn)提供了示范模式。2015 年農(nóng)業(yè)部就啟動(dòng)了第一批《東北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目》，以黑土地存在的問題為導(dǎo)向，在東北三省和內(nèi)蒙古自治區(qū)選擇了不同生態(tài)類型區(qū)的 17 個(gè)黑土耕地大縣（市、區(qū)），連續(xù) 3 年開展黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)；試點(diǎn)總面積 170 萬(wàn)畝，占應(yīng)保護(hù)面積的 0.68%，取得了顯著效果。2018 年為進(jìn)一步推進(jìn)東北黑土地保護(hù)利用工作，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部實(shí)施了第二批《東北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目》，在不同生態(tài)區(qū)的6個(gè)黑土地耕地類型中選擇了 32 個(gè)縣（市、區(qū)、場(chǎng)），試點(diǎn)總面積 880 萬(wàn)畝，占應(yīng)保護(hù)面積的 3.52%。試點(diǎn)面積的擴(kuò)大推動(dòng)了東北黑土地保護(hù)利用技術(shù)模式不斷升級(jí)，黑土地集中連片經(jīng)營(yíng)模式持續(xù)增加，特別是全民保護(hù)黑土地的認(rèn)知逐步提高。2020 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財(cái)政部印發(fā)了《東北黑土地保護(hù)性耕作行動(dòng)計(jì)劃（2020—2025 年）》，部署在適宜區(qū)域應(yīng)用保護(hù)性耕作，推進(jìn)東北黑土地保護(hù)利用的發(fā)展；2021 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、財(cái)政部、水利部、科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家林業(yè)和草原局印發(fā)了《國(guó)家黑土地保護(hù)工程實(shí)施方案（2021—2025 年）》，在充分肯定過去 5 年黑土地利用成效的同時(shí)，提出要實(shí)現(xiàn)《規(guī)劃綱要》確定的到 2030 年實(shí)施黑土耕地保護(hù) 2.5 億畝的目標(biāo)，還需要多措并舉，持續(xù)推進(jìn)，久久為功。

黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)政府將東北黑土地保護(hù)納入了重要工作日程。

黑龍江省

2016 年黑龍江省人大常委會(huì)頒布了《黑龍江省耕地保護(hù)條例》，2017 年黑龍江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳制定了《黑龍江省黑土地保護(hù)治理“十三五”規(guī)劃》和《黑土地保護(hù)指導(dǎo)意見》，對(duì)黑土地保護(hù)進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃和部署；2018 年黑龍江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳實(shí)施了《黑龍江省黑土耕地保護(hù)三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020 年）》，提出到 2020 年落實(shí)國(guó)家黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)面積 420 萬(wàn)畝的目標(biāo)；2018 年黑龍江省政府提出了黑土耕地保護(hù) 10 項(xiàng)技術(shù)措施，并成立了由省長(zhǎng)擔(dān)任組長(zhǎng)的黑龍江省黑土耕地保護(hù)推進(jìn)落實(shí)工作小組；2021 年黑龍江省政府組建了黑土地保護(hù)專家組，為全省黑土地保護(hù)利用工作提供技術(shù)支撐和決策支持。

吉林省

2018 年吉林省人大常委會(huì)頒布了全國(guó)首個(gè)黑土地保護(hù)條例，即《吉林省黑土地保護(hù)條例》；2020 年吉林省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳聯(lián)合財(cái)政廳印發(fā)了《吉林省保護(hù)性耕作推進(jìn)行動(dòng)方案（2020—2025 年）》，提出爭(zhēng)取到 2025 年全省保護(hù)性耕作面積占全省適宜區(qū)域耕地面積的 70% 左右；2021 年吉林省委、省政府出臺(tái)了《關(guān)于全面加強(qiáng)黑土地保護(hù)的實(shí)施意見》，成立由省委書記和省長(zhǎng)任雙組長(zhǎng)的吉林省黑土地保護(hù)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，組建了吉林省黑土地保護(hù)專家委員會(huì)；2021 年吉林省市場(chǎng)監(jiān)管廳制定了《吉林省黑土地保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展路線圖》，將黑土地保護(hù)與利用標(biāo)準(zhǔn)化納入《吉林省標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略“十四五”規(guī)劃》。

遼寧省

2006 年遼寧省人民政府頒布了《遼寧省耕地質(zhì)量保護(hù)辦法》；遼寧省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳 2020 年印發(fā)了《遼寧省黑土地保護(hù)性耕作行動(dòng)實(shí)施方案（2020—2025 年）》，提出力爭(zhēng)到 2025 年全省保護(hù)性耕作實(shí)施面積達(dá)到 2 000 萬(wàn)畝；2021 年遼寧省人民政府發(fā)布了《遼寧省黑土地保護(hù)實(shí)施方案（2021—2025 年）》。

內(nèi)蒙古自治區(qū)

1998 年內(nèi)蒙古自治區(qū)人大常委會(huì)頒布了《內(nèi)蒙古自治區(qū)耕地保養(yǎng)條例》；2020 年內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧廳印發(fā)了《內(nèi)蒙古自治區(qū)黑土地保護(hù)性耕作推進(jìn)行動(dòng)方案（2020—2025 年）》，提出到 2025 年保護(hù)性耕作實(shí)施面積達(dá)到 2 950 萬(wàn)畝。

此外，中國(guó)科學(xué)院于 2021 年 1 月啟動(dòng)了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A 類）“黑土地保護(hù)利用科技創(chuàng)新工程”，設(shè)置了 6 個(gè)攻關(guān)任務(wù)和 7 個(gè)示范區(qū)，并在東北開展“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)。在政府、科研人員和媒體積極宣傳和引導(dǎo)下，黑土地保護(hù)工作積極向前推動(dòng)并得到了全社會(huì)的認(rèn)可。

黑土地保護(hù)利用模式集成

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梨樹模式

2016 年 3 月 2 日《農(nóng)民日?qǐng)?bào)》率先報(bào)道了黑土地保護(hù)利用的“梨樹模式”；宋文芳和孟寒于 2016 年 11 月在《讓“梨樹模式”走向世界》中介紹了自 2007 年開始，梨樹縣就率先探索“加快黑土地保護(hù)與利用”的發(fā)展道路，形成了獨(dú)具特色的“梨樹模式”。“梨樹模式”指的是在東北地區(qū)采用秸稈全量覆蓋、免耕播種等方式，達(dá)到保持土壤水分，防治土壤風(fēng)蝕和水蝕，培肥地力，減少土壤耕作和節(jié)約成本等多種功效為一體的、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)模式。在梨樹鎮(zhèn)高家村的試驗(yàn)結(jié)果表明，梨樹模式平均增產(chǎn) 5%—10%；由于減少土壤耕作環(huán)節(jié)，每畝節(jié)約成本 67—93 元，還能減少農(nóng)機(jī)動(dòng)力 15%—20%，降低能耗 25%—30%。與傳統(tǒng)耕作模式相比，采用“梨樹模式”平均可以減少?gòu)搅髁?60%、減少土壤流失約 80%，具有明顯的防止水土流失和減少風(fēng)蝕作用。“梨樹模式”2015 年在吉林省推廣應(yīng)用 450 萬(wàn)畝，至 2020 年發(fā)展到 1 852 萬(wàn)畝。2020 年7 月 22 日習(xí)近平總書記到吉林考察時(shí)，在梨樹縣現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)指出：“你們現(xiàn)在秸稈還田覆蓋，摸索的這種梨樹模式，值得深入地總結(jié)，然后向更大的面積去推廣。”

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龍江模式

黑土地保護(hù)利用的“龍江模式”于 2021 年 1 月 10 日由《黑龍江日?qǐng)?bào)》首次報(bào)道，其后韓曉增等進(jìn)一步闡述了“龍江模式”在解決黑土地保護(hù)利用中的核心方案。“龍江模式”是根據(jù)黑龍江省黑土地分布的地形地貌特點(diǎn)、氣候特征、土壤類型和作物種植結(jié)構(gòu)等要素，提出的因地制宜實(shí)施秸稈翻混、碎混和覆蓋還田，有機(jī)肥深混培肥土壤和大豆參與的輪作及保護(hù)性耕作等措施，分區(qū)實(shí)施了“保育、培育、改良、保護(hù)、治理”的黑土地保護(hù)利用十字方針。玉米秸稈和有機(jī)肥連續(xù)深混還田后土壤有機(jī)質(zhì)含量分別增加了 16.44% 和 12.4%。連續(xù) 3 年玉米秸稈碎混還田后 0—15 cm 土層土壤有機(jī)質(zhì)增加了 6.81%，而秸稈免耕覆蓋僅增加了 0—5 cm 土層土壤有機(jī)質(zhì)。黑龍江省 2020 年秸稈深混還田、碎混還田和覆蓋還田的面積分別為 2 166 萬(wàn)畝、295 萬(wàn)畝和 1 330 萬(wàn)畝，大豆參與的輪作面積為 4 036 萬(wàn)畝，施用有機(jī)肥 2 000 萬(wàn)噸。“龍江模式”中的黑土地保護(hù)利用技術(shù)模式累計(jì)實(shí)施了 7 827 萬(wàn)畝，占黑龍江省黑土地面積的 50.2%。示范區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)提高了 3.6%，旱田耕層平均達(dá)到了 30.7 cm，恢復(fù)到了自然土壤中厚黑土層的水平。

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東北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目成效

推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)

通過將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的畜禽糞污無(wú)害化處理后還田，在培肥土壤的同時(shí)減少了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，通過化肥農(nóng)藥減少和發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)等方式推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

黑龍江省

充分利用當(dāng)?shù)赜袡C(jī)物料資源，創(chuàng)造性地將耕作層深松耕蓄水保肥、積造利用有機(jī)肥控污提質(zhì)、控制土壤侵蝕固土保肥、科學(xué)施肥灌溉節(jié)肥節(jié)水、調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)養(yǎng)地補(bǔ)肥等多項(xiàng)技術(shù)集成，推動(dòng)了黑龍江省畜禽糞污資源化利用進(jìn)程——有機(jī)肥施用量由 2015 年 1 000 萬(wàn)噸，增加到 2018 年的 1 600 萬(wàn)噸。隨著東北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目區(qū)有機(jī)種植耕地面積已達(dá) 6.9 萬(wàn)畝，其中 50.6% 是項(xiàng)目實(shí)施后陸續(xù)取得的有機(jī)認(rèn)證，共獲取水稻、雜糧等作物有機(jī)種植認(rèn)證 19 個(gè)。

內(nèi)蒙古自治區(qū)

1.阿榮旗把黑土地保護(hù)利用與當(dāng)?shù)鼐G色高質(zhì)量生產(chǎn)融合，將試點(diǎn)工作納入全旗“112233”發(fā)展思路布局，以供給側(cè)改革、優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)為突破口，以阿榮旗境內(nèi)的 3 條國(guó)道周邊為核心地區(qū)，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范帶，重點(diǎn)發(fā)展沿線農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，積極聯(lián)系發(fā)展訂單農(nóng)業(yè)實(shí)行訂單生產(chǎn)，延伸大豆、高粱的產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)產(chǎn)銷銜接；同時(shí)，大力發(fā)展“三品一標(biāo)”認(rèn)證，利用追溯源、二維碼技術(shù)等建立健全農(nóng)產(chǎn)品信息監(jiān)管體系，把黑土地保護(hù)利用示范區(qū)打造成綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工輸出基地。

2.扎賚特旗把黑土地保護(hù)利用與當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)水稻產(chǎn)業(yè)和甜葉菊產(chǎn)業(yè)結(jié)合，有力促進(jìn)了當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加了農(nóng)民收入，提高了黑土地資源的利用效率。

構(gòu)建完整的技術(shù)模式，為黑土地保護(hù)利用提供了有效途徑

承擔(dān)黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)任務(wù)的黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)均通過項(xiàng)目實(shí)施，探索總結(jié)出了一批適用于本省份不同區(qū)域和土壤類型的“可推廣、可復(fù)制、能落地”的黑土地保護(hù)利用技術(shù)模式。

黑龍江省總結(jié)出了 6 套模式：松嫩平原中東部中厚黑土和三江平原草甸土區(qū)的黑土層保育模式；侵蝕區(qū)薄層黑土和原生薄層黑土、暗棕壤等黑土層淺薄土壤類型耕地的黑土層培育模式；松嫩平原西部的保護(hù)性耕作模式；原生障礙型土壤（白漿土和黑鈣土）的障礙性土層消減快速培肥模式；坡耕地控蝕增肥模式；水田的水稻秸稈還田增碳保肥模式。

吉林省建立 4 套模式：農(nóng)家肥積造施用技術(shù)模式；玉米-大豆輪作模式；玉米秸稈粉碎翻壓還田技術(shù)模式；秸稈還田水肥一體化模式。

遼寧省探索出 4 套模式：旱作區(qū)玉米-大豆輪作黑土保育技術(shù)模式；水田區(qū)黑土保育技術(shù)模式；旱田區(qū)秸稈還田深耕深松培肥技術(shù)模式；平原水田區(qū)保水保肥技術(shù)模式。

內(nèi)蒙古自治區(qū)提出 7 套模式：大興安嶺北麓高寒旱作區(qū)麥-油輪作免耕秸稈覆蓋還田技術(shù)模式；大興安嶺北麓麥-薯輪作免耕秸稈還田水肥一體化技術(shù)模式；大興安嶺南麓低洼易澇地玉米連作秸稈深混還田技術(shù)模式；大興安嶺南麓區(qū)丘陵漫崗坡耕地糧-豆輪作免耕秸稈覆蓋還田技術(shù)模式；西遼河灌區(qū)玉米連作免耕秸稈留高茬還田技術(shù)模式；西遼河灌區(qū)黑土地玉米連作養(yǎng)育培肥水肥雙控技術(shù)模式；燕山丘陵旱作區(qū)坡耕地治理及雜糧-雜豆輪作培肥技術(shù)模式。

建立了完善的運(yùn)行機(jī)制，為黑土地保護(hù)利用提供了保障

黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)通過建立省級(jí)統(tǒng)籌、縣級(jí)負(fù)責(zé)、主體實(shí)施的工作機(jī)制，將黑土地保護(hù)上升為政府行為，細(xì)化到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分解到田塊，壓實(shí)到實(shí)施主體。建立主體參與、示范帶動(dòng)、連片推進(jìn)的實(shí)施機(jī)制，依托種糧大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、專業(yè)合作社、龍頭企業(yè)等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體和社會(huì)化服務(wù)組織實(shí)施黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目，集中連片開展治理修復(fù)。建立了定期調(diào)度、督促檢查、考核評(píng)估的監(jiān)督機(jī)制，為黑土地保護(hù)利用取得顯著效果提供了政策保障。

黑龍江省

黑土地保護(hù)利用示范區(qū)建設(shè)依托新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體承擔(dān)，項(xiàng)目實(shí)施期間共支持 187 家次農(nóng)機(jī)合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)、種糧大戶參與黑土地保護(hù)利用工作，服務(wù)面積達(dá) 171 萬(wàn)畝；對(duì)經(jīng)營(yíng)主體開展秸稈還田、施用以畜禽糞便和秸稈為原料的堆肥、深松深翻等給予農(nóng)機(jī)作業(yè)補(bǔ)貼和物化補(bǔ)助。

吉林省

在 4 個(gè)試點(diǎn)縣共有 112 家社會(huì)化服務(wù)組織參與黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)措施的實(shí)施，每個(gè)項(xiàng)目區(qū)確定包保責(zé)任人，分片分戶包保，保障各項(xiàng)工作任務(wù)和技術(shù)措施落到實(shí)處。

遼寧省

在采取競(jìng)爭(zhēng)性遴選等方式，重點(diǎn)培育種植大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、專業(yè)合作社等新型經(jīng)營(yíng)主體，打造黑土地保護(hù)利用集中連片示范區(qū)，發(fā)揮規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的示范引領(lǐng)作用，加快技術(shù)推廣應(yīng)用。

內(nèi)蒙古自治區(qū)

通過項(xiàng)目實(shí)施，推動(dòng)了土地向種糧大戶、農(nóng)機(jī)、種植合作社及家庭農(nóng)場(chǎng)等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體流轉(zhuǎn)，分散農(nóng)戶通過土地轉(zhuǎn)讓、入股、合作社代耕等方式參與黑土地保護(hù)利用項(xiàng)目區(qū)建設(shè)，促進(jìn)了項(xiàng)目區(qū)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模化、社會(huì)服務(wù)專業(yè)化、全程作業(yè)機(jī)械化。

黑土地保護(hù)利用工作達(dá)到預(yù)定目標(biāo)

據(jù)《國(guó)家黑土地保護(hù)工程實(shí)施方案（2021—2025年）》介紹，經(jīng)過 5 年?yáng)|北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施，黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)耕地質(zhì)量提升 0.29 等級(jí)。在項(xiàng)目區(qū)，黑龍江省土壤有機(jī)質(zhì)平均提高了 3.6%，旱田耕層平均厚度達(dá)到了 30.7 cm；吉林省土壤有機(jī)質(zhì)含量平均提高了 3.26%，耕層平均厚度達(dá)到 30.25 cm；遼寧省耕地地力提高 0.5 個(gè)等級(jí)以上，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均提高 3.44%，旱地耕作層厚度增加到 32 cm，水田增加到 23 cm。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)測(cè)土配方施肥技術(shù)覆蓋率 100%。同時(shí)，多地項(xiàng)目管理部門正在與軟件開發(fā)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)耕地質(zhì)量大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件信息系統(tǒng)，探索建設(shè)吉林省耕地質(zhì)量信息化平臺(tái)，通過此平臺(tái)實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量、土壤墑情、土壤肥力、施肥信息和苗情長(zhǎng)勢(shì)等全方位監(jiān)測(cè)和信息集成。項(xiàng)目實(shí)施區(qū)通過實(shí)施秸稈翻壓還田、堆漚還田，以及增施有機(jī)肥料等措施，糧食增產(chǎn)效果明顯，耕地質(zhì)量提升，實(shí)施主體參加該項(xiàng)目的積極性不斷提高；問卷調(diào)查結(jié)果顯示，實(shí)施主體對(duì)該項(xiàng)目實(shí)施效果滿意度達(dá)到 100%。而且通過項(xiàng)目的帶動(dòng)作用，秸稈還田、深翻深耕、輪作等技術(shù)在黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)全面普及應(yīng)用，轉(zhuǎn)變了農(nóng)民傳統(tǒng)耕作習(xí)慣。

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黑土地科學(xué)研究面臨的挑戰(zhàn)與建議

黑土地保護(hù)利用科學(xué)研究主要成果

通過對(duì)一系列黑土長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的系統(tǒng)研究，揭示了黑土肥力演變過程，黑土地墾殖后耕作土壤肥力演變的“兩段論”為黑土地保護(hù)利用技術(shù)模式的提出提供了科學(xué)依據(jù)。通過調(diào)查研究確定了東北黑土地墾殖時(shí)間節(jié)點(diǎn)，遼河平原、松嫩平原南部（北緯 45° 以南）、松嫩平原北部和三江平原的墾殖高峰分別約在 200 年、150 年、100 年和 60 年前。通過空間換時(shí)間和自然土壤墾殖逆過程的研究方法，將自然土壤墾殖過程分為兩個(gè)過程：墾殖初期“激烈變化”過程的“激變”期和墾殖后期“微變”過程的“穩(wěn)定”利用期。激變期約經(jīng)歷了 30 年，遼河平原和松嫩平原南部黑土土壤有機(jī)質(zhì)含量在激變期內(nèi)，每年以 0.5%—2.6% 速度下降，松嫩平原北部和三江平原每年以 1.5%—2.6% 速度下降。激變期土壤有機(jī)質(zhì)含量下降的數(shù)量和速度是無(wú)法阻控的，但是此時(shí)由于黑土表層有機(jī)質(zhì)分解調(diào)整了作物生長(zhǎng)需要的氮、磷和鉀比例，土壤肥力得到短暫提高，有利于農(nóng)業(yè)土壤的形成，對(duì)糧食產(chǎn)量影響不顯著。穩(wěn)定利用期黑土有機(jī)質(zhì)含量平均每年以 0.1% 左右的速度下降，有機(jī)質(zhì)含量累計(jì)下降 0.5 個(gè)百分點(diǎn)則玉米產(chǎn)量下降 15% 以上，此階段土壤有機(jī)質(zhì)的變化方向取決于農(nóng)田管理方式。

通過實(shí)踐，研究人員總結(jié)出了阻控黑土土壤有機(jī)質(zhì)下降的技術(shù)途徑。農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)田循環(huán)生產(chǎn)可以阻控黑土層中有機(jī)質(zhì)不下降或者略有提升。在農(nóng)田設(shè)置單位面積內(nèi)，將農(nóng)產(chǎn)品 80% 的籽粒喂豬，秸稈墊圈與豬糞發(fā)酵制成有機(jī)肥循環(huán)到該面積的田塊內(nèi)，35 年的長(zhǎng)期試驗(yàn)證明了在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上增施循環(huán)有機(jī)肥，土壤有機(jī)質(zhì)含量比起始土壤增加了 14.05%，平均每年增加 217 mg/kg。在典型黑土區(qū)中部的定位試驗(yàn)研究表明，連續(xù) 13 年秸稈還田土壤有機(jī)質(zhì)增加了 19.5%。以黑土層中 0—35 cm 土層為培育目標(biāo)，首次提出了肥沃耕層理念，研發(fā)了肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)，即采用機(jī)械的方法將能夠培肥土壤且無(wú)害化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄有機(jī)物深混與 0—35 cm 土層，形成一個(gè)深厚肥沃的耕作層。經(jīng)過培育的中厚黑土和草甸土耕作層深度由 15—17 cm 擴(kuò)容至 35 cm，薄層黑土土壤有機(jī)質(zhì)含量提高 9.1% 以上，白漿土有機(jī)質(zhì)提高了 3.5 g/kg 以上，> 0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體增加 2.7%，土壤速效磷增加 4.3 mg/kg。

挑戰(zhàn)與建議

1

中厚層黑土保護(hù)

東北黑土地的顯著特點(diǎn)是具有富含土壤有機(jī)質(zhì)的黑色或者暗黑色的黑土層（A層），但是墾殖后頻繁耕作擾動(dòng)導(dǎo)致黑土層中有機(jī)質(zhì)銳減，黑土層逐漸“變薄、變瘦”。在我國(guó)東北 6 種黑土地土壤類型中，墾殖時(shí)間較長(zhǎng)的棕壤耕地已經(jīng)失去了原始黑土層，白漿土和暗棕壤墾殖前自然土壤的黑土層比較薄，黑鈣土由于黑土層中有機(jī)質(zhì)減少已經(jīng)導(dǎo)致土壤黑色變淡，草甸土黑土層厚度與中厚黑土相似且均在 30 cm 以上。因此，科學(xué)上需要明確目前還存在黑土層的耕地，在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)管理方式下是否能夠得到保持？人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)下的黑土層厚度變化過程需要進(jìn)一步的剖析和預(yù)測(cè)。

建議：集中科研力量研發(fā)中厚層黑土保育的原創(chuàng)性技術(shù)和以原創(chuàng)性技術(shù)為核心的技術(shù)模式，在北緯 45° 以北的黑土帶上建立大于 4×104 km2 黑土層保護(hù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)中厚層黑土的永續(xù)利用。

2

薄層黑土的肥沃耕層構(gòu)建

我國(guó)東北黑土地和國(guó)際上同類地區(qū)耕地承載的保障糧食安全的重要性不同，東北黑土地在保障我國(guó)糧食安全中具有非常重要的戰(zhàn)略地位。對(duì)于淺薄型黑土層的耕地，在現(xiàn)有耕作方式下是否能夠通過新技術(shù)應(yīng)用恢復(fù)至中厚黑土層的耕地？

建議：在東北黑土區(qū)淺薄型黑土層的耕地上，研發(fā)肥沃耕層構(gòu)建理論和原創(chuàng)性技術(shù)。研究淺薄型黑土層耕地的肥沃耕層理論、新技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用模式是推動(dòng)黑土地耕地地力提升和實(shí)現(xiàn)糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的核心。

3

白漿土障礙消減與培肥

白漿土的白漿層質(zhì)地黏重，有明顯的淀積黏土膜，具有黏、瘦、硬、酸等特點(diǎn)，是典型的障礙層次。白漿土的黑土層淺薄、肥力較低，白漿層影響土壤中水、熱、氣的流通和養(yǎng)分釋放及作物根系的生長(zhǎng)發(fā)育，是東北黑土地中的低產(chǎn)土壤類型。針對(duì)白漿層障礙消減的技術(shù)研發(fā)，取得了包括心土培肥在內(nèi)的一系列研究成果，對(duì)白漿層障礙消減起到了顯著作用，但是機(jī)械和成本限制了該項(xiàng)技術(shù)在白漿層障礙消減中的大面推廣應(yīng)用。

建議：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上急需研究可操作性強(qiáng)、成本低的白漿土障礙消減與培肥技術(shù)模式。

4

侵蝕區(qū)土壤控蝕增肥

1.水蝕。坡耕地水蝕分為面蝕和溝蝕，面蝕控制技術(shù)以固土保水為主，溝蝕控制技術(shù)以攔水截土為主，但是缺乏坡耕地整體排水系統(tǒng)的科學(xué)研究。相關(guān)的攔水截土技術(shù)均無(wú)法控制水不流動(dòng)。因此，需要針對(duì)黑土地的特殊地形、地貌條件，因地制宜研發(fā)坡耕地區(qū)域排水技術(shù)，形成完善的排水系統(tǒng)。建議：亟待建立以黑土區(qū)坡耕地長(zhǎng)坡為研究對(duì)象的水土流失長(zhǎng)期觀測(cè)場(chǎng)，重點(diǎn)研究坡耕地區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)降能排水技術(shù)和溝蝕控制技術(shù)；集中攻關(guān)坡耕地控制面蝕的新技術(shù)和新模式。

2.風(fēng)蝕。風(fēng)蝕主要發(fā)生在東北黑土區(qū)的半干旱地區(qū)。建議：在區(qū)域內(nèi)設(shè)立風(fēng)蝕監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，對(duì)制定防風(fēng)蝕技術(shù)對(duì)策和指導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用具有非常重要的科學(xué)價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，研究容忍風(fēng)蝕量和風(fēng)蝕土壤遷移及沉降規(guī)律，為風(fēng)蝕控制技術(shù)研發(fā)提供科學(xué)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。免耕秸稈覆蓋技術(shù)必須解決防止秸稈被風(fēng)吹失的技術(shù)問題，建立綜合土壤防風(fēng)蝕技術(shù)體系，提出可操作性強(qiáng)，能夠應(yīng)用的綜合防風(fēng)蝕模式。

4

黑土區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展展望

中國(guó)農(nóng)業(yè)正處在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的階段；東北黑土區(qū)由于土地連片、規(guī)?；?jīng)營(yíng)面積大，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化排在全國(guó)前列。在東北黑土區(qū)未來現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，建議構(gòu)建農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)新機(jī)制，大力培育發(fā)展多元服務(wù)主體，鼓勵(lì)搭建區(qū)域性農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)綜合平臺(tái)，積極推行技術(shù)承包、全程托管等服務(wù)，促進(jìn)黑土地保護(hù)先進(jìn)適用技術(shù)到田到戶。同時(shí)，充分利用多渠道培訓(xùn)資源，加大專業(yè)大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)及相關(guān)經(jīng)營(yíng)主體培訓(xùn)力度，提高他們的生產(chǎn)技能和經(jīng)營(yíng)管理水平，全面提高農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率。推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，以黑土地保護(hù)利用為契機(jī)，突出加強(qiáng)耕地等重要農(nóng)業(yè)資源保護(hù)，進(jìn)一步擴(kuò)大輪作面積，降低農(nóng)業(yè)資源利用強(qiáng)度；大力發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，打造具有高附加值的農(nóng)產(chǎn)品。

背景

我國(guó)東北黑土地分布區(qū)行政轄區(qū)主要包括黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部的部分地區(qū)，耕地面積 5.38 億畝，占全國(guó)耕地總面積的 26.6%；東北黑土區(qū)糧食產(chǎn)量占全國(guó)的 1/4，商品量占全國(guó)的 1/4，調(diào)出量占全國(guó)的 1/3，是我國(guó)糧食安全的“壓艙石”。2017 年，農(nóng)業(yè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、財(cái)政部、國(guó)土資源部、環(huán)境保護(hù)部和水利部聯(lián)合印發(fā)了《東北黑土地保護(hù)規(guī)劃綱要（2017—2030 年）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃綱要》）。《規(guī)劃綱要》提到東北典型黑土區(qū)耕地面積約 2.78 億畝；其中，到 2030 年實(shí)施黑土地保護(hù)面積為 2.5 億畝（黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古分別為 1.48 億畝、0.62 億畝、0.19 億畝和 0.21 億畝）；到 2030 年?yáng)|北黑土區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量平均達(dá)到 32 g/kg，提高 2 g/kg 以上（其中遼河平原平均達(dá)到 20 g/kg，提高 3 g/kg 以上）。為協(xié)同實(shí)現(xiàn)黑土地保護(hù)、糧食產(chǎn)能提升和農(nóng)民增收的三重目標(biāo)，2016—2020 年習(xí)近平總書記先后 4 次指示要把黑土地利用好、保護(hù)好，黑土地保護(hù)利用已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。

韓曉增中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員。長(zhǎng)期從事我國(guó)東北地區(qū)土壤與耕作栽培方面研究，先后在大豆重迎茬減產(chǎn)機(jī)理和控制技術(shù)、土壤耕作與培肥、東北典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能和黑土地保護(hù)利用等方面取得了一系列重要研究成果，研發(fā)了多套關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)模式，促進(jìn)了東北地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量建設(shè)專家指導(dǎo)組副組長(zhǎng)，黑龍江省黑土地保護(hù)專家組組長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站原站長(zhǎng)，Pedosphere 等 6 個(gè)科技期刊編委。近 5 年以第一完成人獲得吉林省和黑龍江省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)各 1 項(xiàng)，黑龍江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)。以第一作者撰寫專著 7 部，獲得授權(quán)專利 11 項(xiàng)。

鄒文秀中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員。主要從事黑土地保護(hù)利用、土壤耕作與作物栽培等方面的研究，具體研究方向?yàn)楹谕练柿Χㄏ蚺嘤c調(diào)控機(jī)制、土壤結(jié)構(gòu)改良與快速培肥、耕作栽培模式優(yōu)化、黑土耕地地力提升和糧食產(chǎn)能增效等。中國(guó)土壤學(xué)會(huì)理事，中國(guó)植物與肥料營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)養(yǎng)分循環(huán)與環(huán)境專業(yè)委員會(huì)副主任，國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系海倫綜合試驗(yàn)站站長(zhǎng)，黑龍江省黑土地保護(hù)專家組成員。近 5 年以第一完成人獲得黑龍江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)，以第二完成人獲得吉林省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和黑龍江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)各 1 項(xiàng)。以第一作者/通訊作者發(fā)表 SCI 論文 14 篇。

文章源自：

韓曉增, 鄒文秀, 楊帆. 東北黑土地保護(hù)利用取得的主要成績(jī)、面臨挑戰(zhàn)與對(duì)策建議. 中國(guó)科學(xué)院院刊, 2021,  36(10): 1194-1202.

DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20210804002

總監(jiān)制：楊柳春

責(zé)任編輯：張帆

助理編輯、校對(duì)：PAN

排版：立夏