研發(fā)推廣“梨樹模式”保護(hù)好“耕地中的大熊貓”

文丨劉亞軍 張春雨 林宏 于清軍

采用螺旋式犁壁犁，秸稈均勻的深混到0~35cm土層之中，簡稱秸稈翻混還田。

黑土，是一種擁有黑色或暗色腐殖質(zhì)表土層、性狀好、肥力高、非常適合植物生長的土壤，人們常用“一兩土二兩油”來形容它的肥沃與珍貴，因而黑土地不僅是世界上最寶貴的不可再生土壤資源，同時(shí)也是大自然給予人類的得天獨(dú)厚的寶藏。梨樹縣就處于世界三大黃金玉米帶上，是吉林省重要的黑土區(qū)，主要以黑鈣土、黑土、草甸土三大土類為主。最深黑土層可達(dá)2米。在黑土地塊曾經(jīng)創(chuàng)造過噸糧田，公頃產(chǎn)量達(dá)到16000 kg。

由于多年來對黑土資源采取掠奪式生產(chǎn)利用，忽視了對黑土地資源的保護(hù)，導(dǎo)致黑土區(qū)水土流失嚴(yán)重，黑土層變薄，土壤有機(jī)質(zhì)含量大幅度下降等問題。為此梨樹縣和中國科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等科研教學(xué)單位合作，從2007年開始對黑土地保護(hù)利用進(jìn)行研究，研發(fā)推廣了適合中國國情的玉米秸稈覆蓋免耕種植技術(shù)，2016年，《農(nóng)民日報(bào)》整版刊發(fā)報(bào)道，將這種種植模式稱之為“梨樹模式”。該技術(shù)是以玉米秸稈覆蓋為核心，建立秸稈覆蓋、免耕播種、施肥、除草、防病及收獲全程機(jī)械化技術(shù)體系，該體系解決了東北黑土區(qū)玉米秸稈移除導(dǎo)致土壤退化的關(guān)鍵科學(xué)問題，是黑土地保護(hù)、玉米秸稈綜合利用方法最直接，操作最簡便，農(nóng)民最歡迎，收效最顯著的模式。

經(jīng)過十多年的探索實(shí)踐，“梨樹模式”從2007年梨樹鎮(zhèn)高家村200多畝的“秸稈全覆蓋”試驗(yàn)田起步，到2021年全縣推廣面積達(dá)到了232萬畝，占全縣玉米耕作面積的70%以上；在東北四省區(qū)推廣面積超過5000萬畝。

“梨樹模式”的研究示范歷程

“梨樹模式”是由梨樹縣協(xié)同中國科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等科研單位從2007年開始，經(jīng)過十余年的科研攻關(guān)，研發(fā)并創(chuàng)建了適合我國國情的玉米秸稈覆蓋栽培技術(shù)。2007年在梨樹縣梨樹鎮(zhèn)高家村建立了第一塊保護(hù)性耕作研發(fā)基地，多年來，開展了大量的技術(shù)研究和科研攻關(guān)課題。在研究所探索過程中，先后在全縣典型區(qū)域建立研究核心基地8個(gè)，建立示范基地100多個(gè)，分布在全縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，輻射面積達(dá)到了200多萬畝。

玉米秸稈覆蓋免少耕栽培技術(shù)的實(shí)施需要專用的配套機(jī)具才能完成，因此配套農(nóng)機(jī)具的研究與開發(fā)非常重要，為此，2008年由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所專家牽頭研制了我國第一臺免耕播種機(jī)，解決了耕地秸稈多、播種難的問題。而且在這十幾年中不斷研制開發(fā)出了許多新產(chǎn)品，包括秸稈集行機(jī)、條耕機(jī)等，目前均批量生產(chǎn)，滿足市場需要。

2010年起由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授牽頭建立了“免耕條件下不同耕作方式”的試驗(yàn)研究基地，經(jīng)多年研究，制定了三種耕作模式并編寫了相應(yīng)的操作規(guī)程，分別為《玉米秸稈全覆蓋等行距壟作少免耕栽培技術(shù)規(guī)程》《玉米秸稈全覆蓋等行距平作少免耕栽培技術(shù)規(guī)程》和《玉米秸稈全覆蓋寬窄行少免耕栽培技術(shù)規(guī)程》，詳細(xì)地制定了實(shí)施過程中的技術(shù)要求和操作要點(diǎn)。2018年梨樹縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站等單位制定了吉林省地方標(biāo)準(zhǔn)《玉米秸稈條帶覆蓋免耕生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》，2019年1月30日正式實(shí)施。

為了改善研究條件，梨樹縣出資建設(shè)了集辦公、實(shí)驗(yàn)、電教、住宿于一體的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)梨樹實(shí)驗(yàn)站辦公樓，占地面積2.3 hm2，建筑面積1.6萬m2，同時(shí)建立集現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研、教學(xué)、培訓(xùn)、試驗(yàn)的示范基地 100 hm2。

自2015年起，梨樹縣人民政府與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合舉辦的“梨樹黑土地論壇”已經(jīng)連續(xù)舉辦了七屆，100多位國內(nèi)外專家到會并做專題報(bào)告，不僅為專家學(xué)者提供了技術(shù)交流互動(dòng)的平臺，同時(shí)促進(jìn)了“梨樹模式”的完善和推廣。

“梨樹模式”的作用效果

通過中國科學(xué)院等單位多年來的跟蹤測定，“梨樹模式”作用效果明顯：

一是蓄水保墑。秸稈覆蓋免耕保持了土壤孔隙度，孔徑分布均勻，連續(xù)而且穩(wěn)定，有較高的入滲能力和保水能力，可把雨水和灌溉水更多的保持在有效土層內(nèi)。而覆蓋在地表的秸稈又可減少土壤水分蒸發(fā)，在干旱時(shí)，土壤的深層水容易因毛細(xì)管作用而向上輸送，所以秸稈覆蓋和免耕增強(qiáng)了土壤的蓄水功能和提高了作物對土壤水分的利用率。據(jù)測定，秸稈覆蓋免耕地塊保水能力相當(dāng)于增加40~50 mm降水。

二是培肥土壤。連年秸稈覆蓋還田，土壤有機(jī)質(zhì)呈遞增趨勢；土壤中的氮、磷、鉀增加。表層0~5 cm形成有機(jī)質(zhì)積累,秸稈全覆蓋免耕5年后，土壤有機(jī)質(zhì)可以增加20%左右，減少化肥使用量20%左右。

聯(lián)合收割機(jī)收獲玉米后的秸稈覆蓋狀態(tài)

三是減少侵蝕，保護(hù)耕地。風(fēng)蝕和水蝕不僅惡化環(huán)境，而且?guī)ё叽罅糠饰值谋硗?，是土地退化的主要原因。秸稈覆蓋在地表，等于給大地蓋上一層被子，刮風(fēng)時(shí)，減少了風(fēng)對土壤的侵蝕，實(shí)施保護(hù)性耕作平均可減少徑流量60%、減少土壤流失80%左右，具有明顯的防止水土流失效果。

四是土壤生物性狀改善。蚯蚓數(shù)量常被用作評價(jià)土壤質(zhì)量或狀況的指標(biāo)。蚯蚓數(shù)量多有利于土壤肥力的改善，使土壤向著有利于作物生長的方向發(fā)展。通過實(shí)地測量，秸稈覆蓋還田蚯蚓數(shù)量為60~100條/m2，常規(guī)壟作和無覆蓋的蚯蚓數(shù)量為15~19條m2，秸稈覆蓋田塊是常規(guī)壟作的6倍，蚯蚓數(shù)量的增加使土壤的生物性狀得到了改善。

五是穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。秸稈腐爛土壤有機(jī)質(zhì)含量提高，有益生物增多，土壤結(jié)構(gòu)得到了改善，肥料利用率提高。在這些有利因素的綜合作用下，可以保持持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，在干旱年份基本不受旱災(zāi)影響，具有明顯的增產(chǎn)作用。梨樹研發(fā)基地十年的定位試驗(yàn)中，一般平均產(chǎn)量比對照高出5 %至10 %左右。

六是節(jié)本效果顯著。與兩次甚至多次的土壤耕作相比，免耕播種機(jī)僅僅一次作業(yè)工序完成播種意味著拖拉機(jī)及勞動(dòng)力作業(yè)時(shí)間的減少或者相同時(shí)間內(nèi)完成更多的播種面積，作業(yè)環(huán)節(jié)少，作業(yè)費(fèi)用低，生產(chǎn)成本大大節(jié)約，勞動(dòng)強(qiáng)度也明顯降低。每公頃可節(jié)約成本1000~1400元。

“梨樹模式”的內(nèi)容

“梨樹模式”主要形式包括秸稈覆蓋免耕種植方式、秸稈覆蓋條帶旋耕種植方式、秸稈覆蓋壟作種植方式、高留茬壟側(cè)栽培種植方式。

秸稈覆蓋免耕種植方式：在秋季機(jī)械收獲后，將秸稈直接覆蓋在地表，在秋季或春季用歸行機(jī)進(jìn)行秸稈歸行處理，春季適時(shí)用免耕機(jī)直接播種。此模式適用于土壤疏松的地塊，特別是風(fēng)沙區(qū)和坡崗地更適宜。此種植模式優(yōu)點(diǎn)是可減少農(nóng)機(jī)作業(yè)次數(shù)，保護(hù)土壤，抗風(fēng)蝕和水蝕，保水抗旱效果好。

秸稈覆蓋條帶旋耕種植方式：在秸稈覆蓋的前提下，避免土壤板結(jié)對播種的影響，直接對苗帶進(jìn)行旋耕，或在秸稈歸行后進(jìn)行旋耕，條旋作業(yè)幅度通常在 60~70 cm，深度 15~20 cm，不宜過淺或過深。條帶旋耕后必須鎮(zhèn)壓，來年春天適時(shí)免耕播種。若春季旋耕作業(yè)，最好先進(jìn)行歸行處理，保證旋耕帶沒有或存少量秸稈，然后鎮(zhèn)壓等待播種。采用條旋能提高播種帶的地溫和促進(jìn)水份的散失，有利于幼苗的生長。此種植模式的優(yōu)點(diǎn)是可解決土壤板結(jié)的問題，同時(shí)提高地溫和加速低洼地水分的散失，缺點(diǎn)是對土壤進(jìn)行部分動(dòng)土，增加了作業(yè)成本。

秸稈覆蓋壟作種植方式：在起壟種植的地塊，秋季收獲后，將秸稈集中覆蓋在壟溝，春季種地前進(jìn)行壟上滅茬，然后適時(shí)用免耕機(jī)播種，6月末進(jìn)行中耕培壟，行距60 cm左右。這種種植方式實(shí)現(xiàn)了壟上增溫、壟下保墑，農(nóng)民易接受，適用于分散種植地塊。

高留茬壟側(cè)栽培種植方式：在秋季收獲后，地上留有一定高度的秸稈（25 cm以上），春耕時(shí)田間不進(jìn)行翻地和機(jī)械滅茬，耕種時(shí)保持原壟，在原壟壟側(cè)播種，減少失墑。此技術(shù)適合地勢低洼及山坡地。與傳統(tǒng)栽培方式相比，具有操作方法簡單、省工省時(shí)、增產(chǎn)潛力大的特點(diǎn)。

“梨樹模式”取得的成效

2020年7月22日，習(xí)近平總書記來到梨樹縣考察農(nóng)業(yè)科技研發(fā)利用和黑土地保護(hù)情況時(shí)，對梨樹縣黑土地保護(hù)和“梨樹模式”的研發(fā)推廣工作給予認(rèn)可，并提出一定要認(rèn)真總結(jié)“梨樹模式，向更大的面積去推廣；一定要把黑土地這個(gè)“耕地里的大熊貓”保護(hù)好、利用好等重要指示。“梨樹模式”的研發(fā)與推廣為中國黑土地保護(hù)與利用過程中貢獻(xiàn)了吉林方案。

十多年來，梨樹縣與中國科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合的黑土地保護(hù)“梨樹模式”研究探索、示范推廣取得了豐碩的成果。

在組織建設(shè)方面，2010年中國農(nóng)業(yè)大學(xué)吉林梨樹實(shí)驗(yàn)站經(jīng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)批準(zhǔn)設(shè)立，2011年正式揭牌成立；2015年吉林梨樹黑土地保護(hù)利用院士工作站經(jīng)吉林省科技廳批準(zhǔn)落戶在梨樹實(shí)驗(yàn)站；2018年中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家黑土地現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院成立；2013年黑土地保護(hù)與利用科技創(chuàng)新聯(lián)盟成立，2020年在第六屆梨樹黑土地論壇上由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院等17家高校、科研單位加盟并正式更名為“國家黑土地保護(hù)與利用科技創(chuàng)新聯(lián)盟”。組織建設(shè)不斷地完善為進(jìn)一步開展黑土地保護(hù)與利用的研究、“梨樹模式”的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

在研究工作方面，成功地研發(fā)了玉米秸稈覆蓋免耕栽培技術(shù)體系“梨樹模式”，它是黑土地保護(hù)性耕作的核心技術(shù)；成功地研發(fā)了中國第一臺免耕播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)了免耕播種機(jī)制國產(chǎn)化，并被省科技廳確認(rèn)為吉林省科技成果；編制了吉林省地方標(biāo)準(zhǔn)《玉米秸稈條帶覆蓋免耕生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》，2019年此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)被吉林省科技廳部審定為吉林科技成果。一項(xiàng)項(xiàng)科研成果的取得不僅傾注了科研人員的心血，又滿含積極領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷。

在工作機(jī)制方面，為了更好地研發(fā)和推廣“梨樹模式”，吉林省建立了“四位一體”的工作機(jī)制，即農(nóng)業(yè)推廣部門利用農(nóng)技推廣網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)推廣平臺，建立示范基地，示范推廣；由科研單位、高校負(fù)責(zé)“梨樹模式”技術(shù)體系的研究、綜合協(xié)調(diào)、技術(shù)集成和指導(dǎo)；由農(nóng)機(jī)制造企業(yè)開展技術(shù)體系配套農(nóng)機(jī)工藝研究；由農(nóng)民專業(yè)合作社等新型經(jīng)營主體進(jìn)行具體技術(shù)的實(shí)施。通過將科研單位和高校、技術(shù)推廣部門、農(nóng)機(jī)制造企業(yè)、農(nóng)民專業(yè)合作社四類機(jī)構(gòu)整合在一起，既各司其職，各展其能，又高度統(tǒng)一，協(xié)作互動(dòng)。

在示范推廣方面，經(jīng)過十多年的探索實(shí)踐，“梨樹模式”從2007年梨樹鎮(zhèn)高家村200多畝的“秸稈全覆蓋”試驗(yàn)田起步，到2021年全縣推廣面積達(dá)到了232萬畝，占全縣玉米耕作面積的70%以上；在東北四省區(qū)建立黑土地保護(hù)利用工作站試驗(yàn)示范基地101個(gè)，“梨樹模式”推廣面積超過5000萬畝。