探析吉林省黑土地保護(hù)及分區(qū)施策技術(shù)模式的構(gòu)想

肖宇勝 關(guān)衛(wèi)東 霍剛 秦強(qiáng) 陳慧杰 邱野

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局呼和浩特自然資源綜合調(diào)查中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

引言

我國(guó)東北平原黑土區(qū)總面積1.09×106km2，主要分布在呼倫貝爾草原、大小興安嶺地區(qū)、三江平原、松嫩平原、松遼平原和長(zhǎng)白山地區(qū)，是世界僅有的4大黑土區(qū)之一[1]。基于“梨樹(shù)模式”典型案例，建立了屬于黑土地獨(dú)有的“梨樹(shù)模式”栽培技術(shù)，其目的是改善土壤的肥力，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)量以及減少農(nóng)民的投入。這種“梨樹(shù)模式”擴(kuò)大了農(nóng)民群眾的利益，被廣大農(nóng)民所接受的同時(shí)也提高了黑土地的保護(hù)和利用。根據(jù)吉林省政府發(fā)布的《吉林省黑土地保護(hù)工程實(shí)施方案(2021—2025年)》中提及分區(qū)施策，本文詳細(xì)闡述分區(qū)施策的實(shí)施角度和策略，為提高吉林省黑土地的保護(hù)和持續(xù)性利用提供一些建議。

1 借鑒“梨樹(shù)模式”

按照吉林省現(xiàn)有的“梨樹(shù)模式”[2]，根據(jù)分區(qū)實(shí)施的原則，需要從5方面進(jìn)行探索，這5種模式包括提升黑土地肥力的創(chuàng)新模式，提升風(fēng)沙土區(qū)用水效率的創(chuàng)新模式，減少坡耕地的水土流失的創(chuàng)新模式，提升低洼地梨樹(shù)控水增溫的創(chuàng)新模式，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、保險(xiǎn)部門(mén)，建設(shè)以生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單元為主體的新型模式。

1.1 南部稻區(qū)秸稈翻混水肥精準(zhǔn)調(diào)控構(gòu)建合理耕層集成技術(shù)創(chuàng)新與示范[5]

由于吉林省南部地區(qū)的水田持續(xù)的高強(qiáng)度耕種時(shí)間過(guò)久，導(dǎo)致土壤的肥力下降，出現(xiàn)土壤結(jié)構(gòu)變差和土壤酸化等問(wèn)題[4]。所以，對(duì)于現(xiàn)存問(wèn)題，需要積極解決，才能改善土壤肥力的降低，提升水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量，而解決的方法就需要采用因地制宜的“梨樹(shù)模式”?？梢酝ㄟ^(guò)加強(qiáng)粉碎水稻秸稈混入土地增強(qiáng)肥力的方法；調(diào)節(jié)水稻的用水控肥技術(shù)；加強(qiáng)水稻病蟲(chóng)害的防治技術(shù)以及加強(qiáng)水稻耕種時(shí)耕層深度的把控。從這4方面改善吉林省南部地區(qū)的水田問(wèn)題。

其中，秸稈翻混水肥可以作為一種非常實(shí)用的技術(shù)手段。具體而言，通過(guò)將粉碎后的水稻秸稈混入土中，可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤物理性質(zhì)，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，進(jìn)而提高水稻的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。此外，還可以采取精準(zhǔn)調(diào)控措施，合理施用化肥，測(cè)土配方施肥，土壤調(diào)理劑等，以提高土壤肥力和養(yǎng)分利用率，從而增加水稻產(chǎn)量和品質(zhì)。

在此基礎(chǔ)上，建議構(gòu)建合理耕層集成技術(shù)創(chuàng)新與示范。這意味著要充分利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，如精細(xì)化耕作、耕層深度把控、機(jī)械化收割等，來(lái)確保水稻生長(zhǎng)過(guò)程中的最佳環(huán)境條件。同時(shí)，在推廣這些技術(shù)措施時(shí)，還要注重因地制宜，根據(jù)南部稻區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

此外，還需要加強(qiáng)水稻病蟲(chóng)害的防治技術(shù)。包括采用生物、物理和化學(xué)等多種手段來(lái)預(yù)防和治療一系列的病蟲(chóng)害。在此過(guò)程中，應(yīng)該盡量減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，轉(zhuǎn)向更為環(huán)保和安全的綠色農(nóng)業(yè)。

1.2 南部玉米產(chǎn)區(qū)坡耕地保育及產(chǎn)能提升協(xié)同土壤侵蝕防控的模式創(chuàng)新與示范[5]

由于吉林省南部地區(qū)地理位置多屬于山丘陵區(qū)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用地與城鎮(zhèn)建設(shè)用地非常矛盾，土地資源的保護(hù)也非常艱難。且南部地區(qū)質(zhì)量較高的農(nóng)田面積非常少，因?yàn)榈乩砦恢靡蛩氐挠绊?，土地的水土流失較為嚴(yán)重，黑土中的有機(jī)質(zhì)含量也在下降。2016年，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黑土農(nóng)田地力提升關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目組研究表明，黑土區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)含量比60年前下降了將近2/3，土質(zhì)板結(jié)和鹽堿化現(xiàn)象較為突出[6]。而長(zhǎng)時(shí)間的土地利用強(qiáng)度過(guò)大也導(dǎo)致土地肥力下降，所以南部地區(qū)的土地開(kāi)發(fā)潛力有限。

對(duì)于南部地區(qū)這種地理位置差且開(kāi)發(fā)難的地區(qū)，最主要的是加大秸稈還田的研究，除此之外，對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的利用以及加大土壤的防侵蝕技術(shù)都是不可缺少的。只有建設(shè)出適合吉林省南部坡地的耕種模式，才能提高其農(nóng)作物的產(chǎn)量。

吉林省南部地區(qū)的土地資源保護(hù)任務(wù)十分艱巨，但同時(shí)也存在著挖掘潛力的機(jī)會(huì)。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，需要在土地利用上進(jìn)行革新創(chuàng)新。其中，秸稈還田是一種比較常見(jiàn)且有效的模式，不僅可以提高土壤肥力、增加有機(jī)質(zhì)含量，還能夠減少化肥的使用量，從而促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的改善。此外，在南部地區(qū)還需要重視農(nóng)業(yè)廢棄物的利用，如農(nóng)作物秸稈、畜禽養(yǎng)殖糞便等，通過(guò)深度加工和資源化利用，將這些農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為肥料、生物燃料等其他產(chǎn)品，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的污染和環(huán)境壓力，并促進(jìn)了資源的循環(huán)利用。

另外，針對(duì)南部地區(qū)坡耕地保育及產(chǎn)能提升的問(wèn)題，需要加大土壤侵蝕防控技術(shù)的研究和應(yīng)用，建立起適合當(dāng)?shù)貧夂?、土壤和作物的耕種模式，如采用輪作休閑、地膜覆蓋、梯田壟行栽培等措施，減少土壤侵蝕和水土流失，提高農(nóng)田的產(chǎn)能和質(zhì)量。

1.3 中東部坡耕地玉米秸稈覆蓋少(免)耕與水蝕防控模式創(chuàng)新與示范[5]

因?yàn)榧质≈袞|部耕地存在崗地、坡地、洼地等多種類型，而坡耕地主要生產(chǎn)農(nóng)作物為玉米，且都是用小型農(nóng)機(jī)淺耕種，這種耕種方式造成土地耕層變淺，土地養(yǎng)分流失、土壤水土流失及質(zhì)量降低[4]。地理位置及耕種方式會(huì)影響農(nóng)作物的播種和收獲，所以針對(duì)這些問(wèn)題，需積極采取措施。主要措施：可以將收割后的秸稈還田來(lái)減少雨水對(duì)土地的侵蝕，減少水土流失；可以調(diào)整種植模式，讓種植帶與休耕帶間隔交替種植；可以運(yùn)用秸稈到休耕帶，提高地溫，從而提高出苗率；可以在耕作的時(shí)候深松旋耕，促進(jìn)根系下扎，降低倒伏風(fēng)險(xiǎn)；可以根據(jù)不同坡耕地的需求，研究采取相應(yīng)的措施，提高水利用率，減少耕地的土壤水侵蝕；可以通過(guò)將秸稈還田的方式，提高土壤的肥力；根據(jù)耕地地理位置的不同，可以選擇上述一種或多種方法混合的措施，來(lái)解決坡耕地存在的問(wèn)題，加強(qiáng)黑土地的保護(hù)。

在針對(duì)中東部坡耕地玉米生產(chǎn)所存在的問(wèn)題，需要采取一系列措施來(lái)促進(jìn)土地保護(hù)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。其中，秸稈還田是一種非常有效的方法。通過(guò)將收割后的玉米秸稈覆蓋在地表，可以有效減少雨水對(duì)土地的侵蝕，防止水土流失，同時(shí)也能夠提高土壤肥力，增加有機(jī)質(zhì)含量，并減少化肥的使用量。

此外，還可以調(diào)整種植模式，讓種植帶與休耕帶間隔交替種植。這樣不僅能夠降低土地的耕層變淺和養(yǎng)分流失，還能夠提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。在耕作的時(shí)候深松旋耕，也是一種非常有效的方法，可以促進(jìn)根系下扎，降低倒伏風(fēng)險(xiǎn)。

除此之外，還需要根據(jù)不同坡耕地的需求，研究采取相應(yīng)的措施，如加強(qiáng)水利設(shè)施建設(shè)和改善灌溉技術(shù)，以便提高水利用率，減少坡耕地的土壤水侵蝕等。同時(shí)，還可以運(yùn)用科技手段，如無(wú)人機(jī)、遙感技術(shù)等，對(duì)坡耕地進(jìn)行測(cè)繪，獲取更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更好的支持。

1.4 中部?jī)?yōu)質(zhì)稻區(qū)保土增碳與精準(zhǔn)防治規(guī)模化豐產(chǎn)高效技術(shù)創(chuàng)新與示范[5]

吉林省中部地區(qū)相較于其他省份或者其他黑土地其氣候和環(huán)境條件都極為優(yōu)越。其主要的農(nóng)作物是優(yōu)質(zhì)水稻，但是也由于長(zhǎng)期大強(qiáng)度的耕種方式以及在耕種過(guò)程中使用過(guò)量的氮肥和農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤肥力降低，水稻的抗性也減弱。這樣的耕種和施肥方式嚴(yán)重破壞了黑土地的持續(xù)利用及降低了水稻的安全質(zhì)量。對(duì)于目前這種形式，需要通過(guò)科學(xué)的秸稈還田以及使用有機(jī)肥料提升土壤的肥力，其中病蟲(chóng)草害也是影響水稻生產(chǎn)的重要因素，需要通過(guò)生態(tài)調(diào)控模式結(jié)合不同的防治措施進(jìn)行防治，除此之外，還需要加強(qiáng)水稻的栽培管理、全程機(jī)械化以及提高產(chǎn)量的同時(shí)節(jié)約成本。盡量建立起適合吉林省中部地區(qū)環(huán)境和水稻特點(diǎn)的防控技術(shù)，保證吉林省中部地區(qū)的水田土壤肥力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)栽培，提高水稻的產(chǎn)品質(zhì)量。

為了降低黑土地的破壞和提高水稻產(chǎn)量，需要結(jié)合現(xiàn)代化科技和生態(tài)調(diào)控模式進(jìn)行防治。應(yīng)當(dāng)優(yōu)化耕作方式，采取深翻耕作或者旋耕等方法來(lái)改善土壤通氣性和排水性；在施肥方面，可以選用有機(jī)肥料，如腐熟堆肥、農(nóng)家肥等，來(lái)替代化學(xué)肥料，以達(dá)到保持土壤肥力和環(huán)境安全的目的。此外，還可以采用秸稈還田的方法，將收割后的秸稈覆蓋在土壤表面，不僅能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，還可以減少水分蒸發(fā)和土壤侵蝕。

在病蟲(chóng)草害防治方面，應(yīng)根據(jù)不同病蟲(chóng)草害類型實(shí)施相應(yīng)的防治措施，如引入天敵、使用生物農(nóng)藥等。同時(shí)，也要注意預(yù)防病蟲(chóng)草害的發(fā)生，如實(shí)施輪作、及時(shí)清理農(nóng)田周邊雜草等。此外，還需加強(qiáng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣和培訓(xùn)，提高農(nóng)民的科學(xué)種植和病蟲(chóng)草害防治能力。

在全程機(jī)械化方面，可以采用多功能作業(yè)機(jī)、智能化設(shè)備等現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)具，減少人工勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)。此外，在水稻栽培管理方面，還應(yīng)該特別注意水量的控制和排灌制度的優(yōu)化，以避免水稻因缺水或者積水而影響生長(zhǎng)和產(chǎn)量。

1.5 中西部玉米產(chǎn)區(qū)秸稈還田及減肥增效技術(shù)創(chuàng)新與示范[5]

由于吉林省中西部地區(qū)植被覆蓋率低，且在農(nóng)作物采收后到下次農(nóng)作物播種期間土地會(huì)長(zhǎng)時(shí)間裸露，導(dǎo)致土地風(fēng)蝕嚴(yán)重。但該區(qū)仍是我國(guó)重要的商品糧食生產(chǎn)基地以及農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)，而該區(qū)存在的問(wèn)題主要是農(nóng)作物過(guò)度依賴肥料種植及種植結(jié)構(gòu)單一，又因?yàn)橛胁∠x(chóng)草害的破壞從而制約了農(nóng)作物的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于這些問(wèn)題除了通過(guò)檢測(cè)土地性質(zhì)來(lái)施肥外，還可以通過(guò)秸稈還田、運(yùn)用綠色的除草劑來(lái)提升農(nóng)作物的產(chǎn)量。由于秸稈還田的需要，所以對(duì)秸稈粉碎的機(jī)械化過(guò)程，應(yīng)積極探索，從而優(yōu)化秸稈還田模式、更好地增加土壤肥力。除此之外，還需要加強(qiáng)秸稈微生物的研究，解決秸稈低溫復(fù)解的難題。

針對(duì)中西部玉米產(chǎn)區(qū)存在的土地風(fēng)蝕、農(nóng)作物過(guò)度依賴肥料種植和種植結(jié)構(gòu)單一等問(wèn)題，應(yīng)采取綜合措施進(jìn)行防治。在肥料使用方面，應(yīng)逐漸減少化學(xué)肥料并逐步引入有機(jī)肥料，如農(nóng)家肥、腐熟堆肥等，以提高土壤肥力，增加農(nóng)作物吸收營(yíng)養(yǎng)素的能力，降低化肥對(duì)環(huán)境的污染；秸稈還田是一種有效提高土壤肥力的方法，但目前該技術(shù)在實(shí)踐中仍存在不少問(wèn)題，如秸稈粉碎難度大、低溫復(fù)解等，需要通過(guò)科技創(chuàng)新來(lái)解決。

在秸稈粉碎方面，可以采用機(jī)械化處理的方式，如使用秸稈粉碎機(jī)或者微型耕作機(jī)等，將秸稈切碎成易于分解的小塊，提高秸稈的還田效果。此外，還可以通過(guò)優(yōu)化秸稈還田模式，如改變還田時(shí)間、深淺還田等方式，進(jìn)一步提高秸稈還田的效果。

對(duì)于海拔較高、氣候寒冷的地區(qū)，秸稈低溫復(fù)解是一個(gè)長(zhǎng)期困擾著農(nóng)民的問(wèn)題。因此，需要加強(qiáng)對(duì)秸稈微生物的研究，探索新的處理方法和技術(shù)手段，以解決秸稈低溫復(fù)解的難題。

除了以上措施，還應(yīng)該加強(qiáng)綠色除草劑的研究和應(yīng)用，減少農(nóng)業(yè)化學(xué)品的使用，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí)，加強(qiáng)科技創(chuàng)新與示范，推廣種植多樣化和綜合防治技術(shù)，為中西部玉米產(chǎn)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供支持和保障。

2 分區(qū)施策構(gòu)想的技術(shù)模式

對(duì)于南部地區(qū)的水稻種植，可以通過(guò)節(jié)水控肥的方法、秸稈還田的方法以及加強(qiáng)病蟲(chóng)草害的防治來(lái)提升土壤肥力提高水稻產(chǎn)量。從而建設(shè)出良好的水稻生產(chǎn)技術(shù)基地。

對(duì)于中東部坡地的玉米種植，可以通過(guò)覆蓋秸稈來(lái)降低土壤水分的流失，也可以通過(guò)秸稈還田的方式保證土壤肥力，秸稈粉碎后要將種植帶的秸稈集中到休耕帶，從而提升在播種期的地溫和含水量，解決出苗率差的問(wèn)題，也可以通過(guò)施行寬窄行種植玉米，來(lái)提高其產(chǎn)量的同時(shí)使根系深扎防止倒伏。

對(duì)于主要生產(chǎn)玉米的南部地區(qū)，人們?yōu)榱俗非蟾弋a(chǎn)大量的不合理的使用化肥和農(nóng)藥有機(jī)肥的使用量卻很少引起土壤組成、結(jié)構(gòu)和功能的惡化造成土壤污染。大量的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素還造成了水體的富營(yíng)養(yǎng)化[7]。其主要是因?yàn)榛?、農(nóng)藥使用不當(dāng)導(dǎo)致土地肥力減低，對(duì)于這種情況需要通過(guò)培育有機(jī)肥的方式，提升玉米的產(chǎn)量和提升土地的肥力?？梢园l(fā)展秸稈的工廠化生產(chǎn)，使有機(jī)肥變成可控性轉(zhuǎn)化，從而提升土地的肥力，增強(qiáng)農(nóng)作物的產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還可以保護(hù)環(huán)境。

對(duì)于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻的中部地區(qū)，其主要問(wèn)題也濫用肥料的緣故，導(dǎo)致土地有機(jī)質(zhì)含量降低，從而使水稻產(chǎn)量和質(zhì)量降低。對(duì)于這種問(wèn)題，需要改變耕種的技術(shù)，降低耕種的成本，加強(qiáng)栽培技術(shù)，從而提升水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量。

對(duì)于中西部的玉米產(chǎn)區(qū)，其問(wèn)題亦是濫用氮肥，導(dǎo)致土壤肥力下降，可以通過(guò)檢測(cè)土地的肥力含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)癥性施肥，也可以通過(guò)秸稈還田的方式改善土壤肥力，還可以加強(qiáng)機(jī)械化來(lái)增強(qiáng)玉米的種植，通過(guò)積極的防蟲(chóng)草害來(lái)提升玉米的產(chǎn)量，對(duì)于其土地裸露的問(wèn)題，可以種植豆科植物保護(hù)土壤水分和肥力，從而達(dá)到改善土壤的目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于吉林省各地黑土地存在的問(wèn)題，需要參照“梨樹(shù)模式”，根據(jù)各地的特點(diǎn)，因地制宜，吉林省南部地區(qū)地理位置多屬于山丘陵區(qū)，水田持續(xù)的高強(qiáng)度耕種時(shí)間過(guò)久，導(dǎo)致土壤的肥力下降，可以通過(guò)加強(qiáng)粉碎水稻秸稈混入土地增強(qiáng)肥力的方法；調(diào)節(jié)水稻的用水控肥技術(shù)；加強(qiáng)水稻病蟲(chóng)害的防治技術(shù)以及加強(qiáng)水稻耕種時(shí)耕層深度的把控來(lái)達(dá)到改善和保護(hù)土地的目的，中東部耕地存在崗地、坡地、洼地等多種類型，都是用小型農(nóng)機(jī)淺耕種，這種耕種方式造成土地耕層變淺，土地養(yǎng)分流失、土壤水土流失及質(zhì)量降低[4]。這種地形情況共有6種解決辦法，前文1.3已介紹過(guò)，根據(jù)耕地地理位置的不同，可以選擇1種或多種方法混合的措施，來(lái)解決坡耕地存在的問(wèn)題，加強(qiáng)黑土地的保護(hù)。中部地區(qū)相較于其他省份或者其他黑土地其氣候和環(huán)境條件都極為優(yōu)越。但由于長(zhǎng)期大強(qiáng)度的耕種方式以及在耕種過(guò)程中使用過(guò)量的氮肥和農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤肥力降低、抗性也減弱，需要采取科學(xué)的秸稈還田以及使用有機(jī)肥料提升土壤的肥力。而病蟲(chóng)草害也是影響生產(chǎn)的重要因素，需要通過(guò)生態(tài)調(diào)控模式結(jié)合不同的防治措施進(jìn)行防治。中西部地區(qū)植被覆蓋率低，且在農(nóng)作物采收后到下次農(nóng)作物播種期間土地會(huì)長(zhǎng)時(shí)間裸露，導(dǎo)致土地風(fēng)蝕嚴(yán)重。這種情況除可通過(guò)檢測(cè)土地性質(zhì)進(jìn)行施肥外，還可以通過(guò)秸稈還田、運(yùn)用綠色的除草劑來(lái)提升農(nóng)作物的產(chǎn)量。最終要根據(jù)地理位置和土地實(shí)際情況，制定出合適的黑土地保護(hù)及分區(qū)施策技術(shù)。