沈阳黑土地保护性耕作的现状及建议

文/中国科学院沈阳应用生态研究所

中国科学院沈阳应用生态研究所（以下简称“沈阳生态所”）成立于1954年，围绕国家农业、林业可持续发展、生态与环境建设中亟需解决的重大问题和应用生态学的发展需要，沈阳生态所在森林生态与林业生态工程、土壤生态与农业生态工程、污染生态与环境生态工程领域开展基础性、战略性和前瞻性研究，丰富和发展森林生态学、农田生态学和污染生态学的基础理论，为我国主要退化生态系统恢复与重建，改善生态与环境，保障国家粮食安全提供科学依据与关键技术。

黑土地保护性耕作的创建与应用进展

研发了玉米秸秆覆盖保护性耕作“梨树模式”。沈阳生态所联合中国农业大学、梨树县农业技术推广总站等单位，历时15年，研发了一整套适合东北不同积温带和不同土壤特性的玉米带秸秆覆盖保护性耕作技术，即“梨树模式”，受到了习近平总书记的认可。“梨树模式”包括秸秆覆盖均匀行种植模式、秸秆覆盖宽窄行种植模式、秸秆覆盖原垄垄作种植模式及秸秆覆盖苗带浅旋种植技术。从理论上揭示了秸秆覆盖免耕的增碳培肥作用、保墒抗旱机理、节肥节本效果；解决了秸秆焚烧污染环境问题，实现了秸秆资源的原位再循环利用；遏制了农田扬沙侵蚀问题，促进土壤生产和生态功能的恢复。通过15年的实践证明，降水利用率增加10.3%，在中部地区实现了雨养种植；养分利用率平均提高15%，实现了养分的再循环利用；平均增产5%～10%；作业成本降低8%，效益提高10%。

构建了保护性耕作农机配套体系。沈阳生态所开发了我国第一台具有自主知识产权的秸秆覆盖免耕播种机，实现了玉米种植全程机械化作业。播种机的各项技术指标达到或接近国际同类产品，在秸秆处理上超越国际同类产品的性能。建立了国内第一家免耕播种机生产企业—吉林康达，实现了规模化生产，摆脱了对国外产品的依赖局面。吉林康达的成立以及免耕技术的发展推动了免耕播种机产业的发展，其他生产企业相继成立，现在仅东北地区已经形成每年8000台的生产能力，年产值超过10亿元，成为区域经济新的增长点。同时，开发了秸秆归行机、保护性耕作深松机、条带浅旋机及条带耕作机等，使保护性耕作技术模式日臻成熟。

开创了农机—农艺融合的保护性耕作推广新模式。通过采用“五位一体”推广模式，即科研院所—高等学校—农业技术推广部门—农业（农机）合作社—农机企业联合，沈阳生态所开创了研究团队—推广部门—生产主体（合作社）的应用、示范、推广模式，取得巨大的经济和社会效益。在耕作模式的研究和开发方面开创了农机农艺融合的新模式，根据气候、土壤等特点和区域经济发展特征制定秸秆覆盖免耕技术规范和规程，创建一整套适合东北旱作区玉米高产高效的现代耕作模式。在典型区域设立研究、示范、推广一体化的现代农业基地，采用产－学－研相结合、农艺－农机相结合的模式联合攻关，建立科研－推广－应用的链条式示范推广体系，示范推广力度逐年增强。促进农机和农业管理技术升级，提升现代农业核心竞争力，为农业的规模经营提供可复制的现代模式，加速区域农业机械化发展和农业现代化的进程。截至2020年，已经在东北玉米带累计推广保护性耕作“梨树模式”5000万亩，实现经济效益超过80亿元。由于解决了秸秆焚烧问题、扬沙和土壤侵蚀问题、地下水的涵养问题，该技术的应用也取得了显著的生态环境效应。

沈阳市旱地农业生产存在的问题

沈阳市辖9个涉农区县（市），即铁西区、浑南区、于洪区、沈北新区、苏家屯区、辽中区、新民市、法库县、康平县，2018年统计农作物总播种面积1016.79万亩，粮食作物播种面积820.86万亩，玉米播种面积596.25万亩，沈阳市的土壤由于高强度传统耕作制度造成用养脱节、水土严重流失，导致土壤生产能力下降或丧失退化；革新耕作制度，开展秸秆覆盖免少耕是提升土壤生产力的最有效手段。秸秆覆盖和免耕的结合可以有效地保护土壤，增加土壤有机碳的固持、促进养分水分协同高效、提高土壤肥力和生产力，保证土壤高效可持续利用。目前推广新型耕作制度面临的问题：

认识不足问题仍没有解决。农民对秸秆覆盖的免耕仍然认识不足，农民合作社把实施保护性耕作当成是无所谓的事，包括我们农业管理部门的相关同志也不认同；另一方面，老百姓在执行过程中，秸秆覆盖量太少或基本没有覆盖，只是用了免耕播种机，这对保护性耕作的实施很不利，本质上没有增加土地有机质的输入。

政府管理部门重视不够。单纯靠科研人员、农业推广人员跟老百姓，跟合作社负责人讲，往往效果不好。政府要重视，加大政策扶持及补贴力度，使农民在采用新型耕作制度的时候，无后顾之忧。政府工作人员要作为，要有担当，要有把保护性耕作推广工作做好的决心，而不是能躲就躲，能不做就不做。

农机与农艺合作需加强。秸秆覆盖的免耕技术，既需要农业现代化机械的支持，也需要土壤、作物等农艺部门的研究作为基础，目前二者结合还不是很紧密。如果科研单位、企业、农业推广站及农机局紧密合作推广这个技术，无论在技术上，还是在实践上，都将前进一步。新型高性能免耕播种机（例如康达牌、德邦大为牌）及秸秆处理配套机具（归行机、条旋机）将为保护性耕作的实施奠定基础。

培训宣传力度亟待加强。新生事物的出现，都有个接受的过程，企业、政府农业管理部门要加大对农民及农业合作社在免耕秸秆覆盖生产中的培训及技术支持，媒体及政府农业管理部门要加强宣传，让农民真正的在免耕秸秆覆盖生产中既收获经济效益，也同时保护了土壤，获得环境效益。

黑土地保护性耕作的对策建议

建立保护性耕作核心示范区。可先在土壤保护工作和基础研究工作开展比较好的县区进行先期试点，通过2到3年左右的时间，建立保护性耕作核心示范区，起到示范引领的作用，同时，进行科学数据监测，明确土壤退化机制。提出防止土壤退化、水土流失，增加土壤有机质含量的有效工程措施和对土壤进行保护性开发的相关政策和措施。

设立保护性耕作建设资金。由财政拨款，设立保护性耕作补偿基金，建立保护性耕作建设激励机制，对进行秸秆覆盖还田、土壤培肥、土壤质量保护和提升者给予补助，促进土壤质量提升。通过资金扶持，逐渐将土壤地力提升上来，使保护性耕作示范区成为生态农业、绿色食品的生产基地，让保护性耕作示范区生产出来的粮食永远是安全的、放心的。

建立保护性耕作监测系统。运用地理信息系统技术、数据库技术、云平台等技术，建设沈阳市保护性耕作监测数据库系统。从秸秆覆盖量、免耕播种机播种面积、播种速度及质量、土壤健康数据库、病虫草害预警防治等全方位整合，形成信息化的保护性耕作监测网络，最终形成粮食生产、绿色食品管理的数据库支撑体系。农户可以利用网络、通过数据库查询作业地块的相关信息及建议等。