文/韓曉增 鄒文秀 嚴君 陸欣春 陳旭 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所

馬云橋 郭玉華 黑龍江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保護站

黑土地是地球上珍貴的土壤資源，是指擁有黑色或暗黑色腐殖質(zhì)表土層的土地，是一種性狀好、肥力高、適宜農(nóng)耕的優(yōu)質(zhì)土地。東北平原是世界四大黑土區(qū)之一，北起大興安嶺，南至遼寧省南部，西到內(nèi)蒙古東部的大興安嶺山地邊緣，東達烏蘇里江和圖們江，行政區(qū)域涉及遼寧、吉林、黑龍江，以及內(nèi)蒙古東部的部分地區(qū)。

2016年5月，習(xí)近平總書記在黑龍江考察時就曾深情叮囑“要采取工程、農(nóng)藝、生物等多種措施，調(diào)動農(nóng)民積極性，共同把黑土地保護好、利用好”。

黑土地是東北糧食生產(chǎn)能力的基石，保護和提升黑土耕地質(zhì)量，實施東北黑土區(qū)水土流失綜合治理，是守住“谷物基本自給、口糧絕對安全”戰(zhàn)略底線的重要保障，對于保障國家糧食安全和加強生態(tài)修復(fù)具有十分重要的意義。

聯(lián)合收割機收獲玉米后的秸稈覆蓋狀態(tài)

黑龍江省在東北黑土地保護中的重要性

東北地區(qū)是我國重要的商品糧基地，糧食產(chǎn)量占全國的1/4，商品量占全國的1/4，調(diào)出量占全國的1/3。多年來，東北黑土區(qū)受水蝕、風(fēng)蝕與凍融侵蝕等因素影響，造成部分坡耕地黑土層變薄，地力水平下降。加強東北黑土地保護，穩(wěn)步提升黑土地基礎(chǔ)地力，國家糧食安全就有了堅實基礎(chǔ)。

黑龍江的黑土地面積占我國黑土地總面積的一半以上。根據(jù)第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)和縣域耕地質(zhì)量調(diào)查評價成果，東北典型黑土區(qū)耕地面積約2.78億畝，其中，黑龍江省1.56億畝。黑龍省耕地面積2.39億畝，是吉林省的2.75倍，是遼寧的3.19倍，是兩省之和的1.48倍。國家糧食安全的壓艙石和穩(wěn)壓器在東北，東北的壓艙石和穩(wěn)壓器在黑龍江省。黑龍江省承擔(dān)了國家黑土地保護總面積的60%，比吉林省和遼寧省兩省的耕地面積總和還多。

研究團隊挖掘土壤剖面和觀察肥沃耕層構(gòu)建技術(shù)對黑土層的影響

根據(jù)《東北黑土地保護規(guī)劃綱要（2017—2030年）》中對黑龍江省黑土地保護面積和耕地質(zhì)量的要求，到2030年，黑龍江省集中連片、整體推進，實施黑土地保護面積1.48億畝，占總的保護面積的59.2%，通過修復(fù)治理和配套設(shè)施建設(shè)，加快建成一批集中連片、土壤肥沃、生態(tài)良好、設(shè)施配套、產(chǎn)能穩(wěn)定的商品糧基地；到2030年，東北黑土區(qū)耕地質(zhì)量平均提高一個等級（別）以上，土壤有機質(zhì)含量平均提高2克/千克以上，通過土壤改良、地力培肥和治理修復(fù)，有效遏制黑土地退化，持續(xù)提升黑土耕地質(zhì)量，改善黑土區(qū)生態(tài)環(huán)境。

耕地保護和產(chǎn)能 提升雙重目標的“龍江模式”

2018年9月25日，習(xí)近平總書記在東北三省考察時講：“要加快農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，堅持用養(yǎng)結(jié)合，綜合施策，確保黑土地不減少、不退化?！北Ｗo黑土地要辨證施治，對癥下藥，針對不同農(nóng)業(yè)生態(tài)類型區(qū)采取不同的保護利用方式。黑龍江省積極打造黑土地保護利用的“龍江模式”，實現(xiàn)耕地保護與耕地產(chǎn)能提升的雙重目標。

黑土層保育模式。在松嫩平原中東部中厚層黑土和三江平原草甸土區(qū)，土壤剖面分布著大于30厘米的黑土表層，稱中厚黑土層，具有這樣類型土壤的耕地大約在400萬公頃左右。墾植初期土壤有機質(zhì)下降很快，目前進入到緩慢下降期，繼續(xù)采用過度利用的生產(chǎn)方式，容易導(dǎo)致土壤嚴重退化，必須采用黑土層保育模式。這類土壤類型的表土層主要的問題是土壤有機質(zhì)積累和分解失去了平衡，土壤有機質(zhì)在逐減少。針對這樣的問題，采用秸稈翻混還田、粉耙還田和松混還田為核心，以黑土層擴容增碳為目的，組合了玉米－大豆和玉米－玉米－大豆輪作技術(shù)，建立了黑土層保育模式。在中厚層黑土代表地區(qū)黑龍江省海倫市連續(xù)6年試驗示范，玉米平均增產(chǎn)10.2%以上，大豆平均增產(chǎn)12.3%以上，土壤有機質(zhì)含量提高3.2克/千克以上，黑土層保護深度在30～35厘米。達到了東北黑土地保護規(guī)劃綱要的要求。

黑土層培育模式。針對因風(fēng)蝕和水蝕造成的坡耕地的薄層黑土、黑土區(qū)南部原生薄層黑土、暗棕壤等黑土層淺薄土壤類型的耕地，實行黑土地培育模式。在黑土地保育的基礎(chǔ)上，增加有機肥，實施秸稈和有機肥同時翻混還田，采用有機肥彌補深翻后的心土層肥力低下的不足。6年示范結(jié)果顯示，大豆增產(chǎn)11.3%以上，玉米增產(chǎn)10.5%以上，有機質(zhì)提高2.4克/千克以上，肥沃耕層達到了30厘米以上，大于0.25毫米的大團聚體含量增加了8.8%以上。

保護性耕作模式。針對黑龍江省松嫩平原西部風(fēng)沙、干旱特征和對應(yīng)的土壤類型，采用秸稈覆蓋免耕、秸稈條覆蓋間隔深松和玉米大壟苗帶休閑輪作技術(shù)，配合間歇型深松、增施有機肥和玉米大豆輪作等技術(shù)，建立了以組合耕法和組合式的秸稈還田方式為特征的保護性耕作模式。遏制了表層土壤退化，取得了良好的增產(chǎn)增收效果。

障礙性土層消減快速培肥模式。針對白漿土的白漿層和黑鈣土的鈣化層，采用秸稈、有機肥、土壤調(diào)理劑一次性深翻快速達到障礙性土層改良的效果。采用障礙層消減快速培肥模式，經(jīng)過12年試驗示范顯示，耕層深度達到了30～35厘米，土壤表層有機質(zhì)增加了3.5克/千克以上，速效磷增加了4.3豪克/千克以上，土壤容重降低了19%以上，田間持水量增加了17%以上，水穩(wěn)性大團聚體增加了27%以上。大豆增產(chǎn)15%以上，玉米增產(chǎn)12%以上。

坡耕地控蝕增肥模式。針對坡耕地排水水流落差大、能量高的特征，采用修等高埂積水，工程化降水消能，溝坡實現(xiàn)喬、灌、草生物措施，使坡耕地達到溫和排水。坡耕地實行深松提高了土壤蓄水，覆蓋、條蓋、苗帶輪耕休閑、等高耕作、植物籬等措施減少土壤面蝕。采用農(nóng)藝措施和生物措施控制耕地面蝕和培肥地力，采用工程措施和生物措施控制面蝕。建立了坡耕地蓄排水與控制面蝕、培肥土壤相結(jié)合的一體化系統(tǒng)工程措施保護黑土地中的坡耕地。示范效果：作物增產(chǎn)13.8%以上，蓄水能力提高30.1%以上，保水能力提高20.9%以上，速效養(yǎng)分增加15%以上，徑流量減少95.4%以上。

水稻田秸稈還田增碳保肥模式。針對黑龍江省水稻田秸稈還田難的問題，采用秸稈粉碎翻混還田、粉耙還田和次年春季打漿還田的方式，將秸稈與土壤均勻混合，加快秸稈腐解速度，增加休耕季節(jié)秸稈降解量，減少生育期間秸稈降解量。獲得了良好的秸稈還田和土壤儲碳效果。

“龍江模式”保護利用效果顯著

近些年來，黑龍江省在黑土地這個“耕地中的大熊貓”的保護方面取得了顯著效果，同時在黑土地糧食產(chǎn)能方面也得到了顯著提升。黑龍江省全省多年多點監(jiān)測顯示，黑土區(qū)旱地的平均耕層厚度由19.8厘米加深到23.3厘米。

耕地質(zhì)量等級比較。2019年黑龍江省耕地質(zhì)量等級平均3.46等，比東北黑土區(qū)平均等級3.59等高出0.13等；黑龍江省耕地質(zhì)量平均等級由2014年的3.77等提高到2019年的3.46等，提高8.22%，年均提高1.64%。

土壤有機質(zhì)含量比較。黑龍江省耕地土壤有機質(zhì)含量最高，2019年平均為36.2克/千克，是全國耕地土壤有機質(zhì)平均含量19.8克/千克的1.83倍。近5年黑龍江省土壤有機質(zhì)年均降速為0.49%，與2014年之前相比，年均下降速率減緩0.19個百分點，減緩27.94%，部分區(qū)域土壤有機質(zhì)含量下降得到有效遏制并實現(xiàn)恢復(fù)性增長。黑龍江省耕地開墾年限短，53.9%的耕地開墾年限在50年以下，46.1%的耕地開墾年限在20年以下，耕地土壤有機質(zhì)仍處于快速分解下降階段，最近幾年采取的秸稈還田、施用有機肥等補充和提升土壤有機質(zhì)措施，促使黑龍江省耕地土壤有機質(zhì)下降速率明顯減緩。中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所在海倫試驗站，對剝離黑土層后的黑土母質(zhì)層與未剝離黑土層的黑土采取相同措施進行的長期培肥模擬試驗，也說明這一情況。在肥力形成的初期，具有快速固碳過程，黑土母質(zhì)層有機質(zhì)增加了3倍，達到典型黑土有機質(zhì)的55%。而同樣條件下，未剝離黑土層的黑土有機質(zhì)仍然處在緩慢遞減或平衡狀態(tài)。

“龍江模式”是在黑龍江省不同的土壤、氣候類型區(qū)組裝、建立黑龍江省完整的黑土地保護利用模式?！褒埥Ｊ健钡膶嵺`落實“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略，嚴格落實耕地保護制度、扎緊耕地保護的“籬笆”，加強耕地質(zhì)量保護、鞏固提升糧食產(chǎn)能。展望未來，“龍江模式”對黑土地的保護必將獲得巨大的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。