探析吉林省黑土地保护及分区施策技术模式的构想

肖宇胜 关卫东 霍刚 秦强 陈慧杰 邱野

(中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心，内蒙古 呼和浩特 010010)

引言

我国东北平原黑土区总面积1.09×106km2，主要分布在呼伦贝尔草原、大小兴安岭地区、三江平原、松嫩平原、松辽平原和长白山地区，是世界仅有的4大黑土区之一[1]。基于“梨树模式”典型案例，建立了属于黑土地独有的“梨树模式”栽培技术，其目的是改善土壤的肥力，提高农作物的生产量以及减少农民的投入。这种“梨树模式”扩大了农民群众的利益，被广大农民所接受的同时也提高了黑土地的保护和利用。根据吉林省政府发布的《吉林省黑土地保护工程实施方案(2021—2025年)》中提及分区施策，本文详细阐述分区施策的实施角度和策略，为提高吉林省黑土地的保护和持续性利用提供一些建议。

1 借鉴“梨树模式”

按照吉林省现有的“梨树模式”[2]，根据分区实施的原则，需要从5方面进行探索，这5种模式包括提升黑土地肥力的创新模式，提升风沙土区用水效率的创新模式，减少坡耕地的水土流失的创新模式，提升低洼地梨树控水增温的创新模式，结合经济、保险部门，建设以生产经营单元为主体的新型模式。

1.1 南部稻区秸秆翻混水肥精准调控构建合理耕层集成技术创新与示范[5]

由于吉林省南部地区的水田持续的高强度耕种时间过久，导致土壤的肥力下降，出现土壤结构变差和土壤酸化等问题[4]。所以，对于现存问题，需要积极解决，才能改善土壤肥力的降低，提升水稻的产量和质量，而解决的方法就需要采用因地制宜的“梨树模式”。可以通过加强粉碎水稻秸秆混入土地增强肥力的方法；调节水稻的用水控肥技术；加强水稻病虫害的防治技术以及加强水稻耕种时耕层深度的把控。从这4方面改善吉林省南部地区的水田问题。

其中，秸秆翻混水肥可以作为一种非常实用的技术手段。具体而言，通过将粉碎后的水稻秸秆混入土中，可以增加土壤有机质含量，改善土壤物理性质，增强土壤保水保肥能力，进而提高水稻的生长发育和产量。此外，还可以采取精准调控措施，合理施用化肥，测土配方施肥，土壤调理剂等，以提高土壤肥力和养分利用率，从而增加水稻产量和品质。

在此基础上，建议构建合理耕层集成技术创新与示范。这意味着要充分利用现代化技术手段，如精细化耕作、耕层深度把控、机械化收割等，来确保水稻生长过程中的最佳环境条件。同时，在推广这些技术措施时，还要注重因地制宜，根据南部稻区的实际情况进行调整和优化。

此外，还需要加强水稻病虫害的防治技术。包括采用生物、物理和化学等多种手段来预防和治疗一系列的病虫害。在此过程中，应该尽量减少化学农药的使用，转向更为环保和安全的绿色农业。

1.2 南部玉米产区坡耕地保育及产能提升协同土壤侵蚀防控的模式创新与示范[5]

由于吉林省南部地区地理位置多属于山丘陵区，导致农业用地与城镇建设用地非常矛盾，土地资源的保护也非常艰难。且南部地区质量较高的农田面积非常少，因为地理位置因素的影响，土地的水土流失较为严重，黑土中的有机质含量也在下降。2016年，中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土农田地力提升关键技术研究与示范项目组研究表明，黑土区土壤中有机质含量比60年前下降了将近2/3，土质板结和盐碱化现象较为突出[6]。而长时间的土地利用强度过大也导致土地肥力下降，所以南部地区的土地开发潜力有限。

对于南部地区这种地理位置差且开发难的地区，最主要的是加大秸秆还田的研究，除此之外，对农业废弃物的利用以及加大土壤的防侵蚀技术都是不可缺少的。只有建设出适合吉林省南部坡地的耕种模式，才能提高其农作物的产量。

吉林省南部地区的土地资源保护任务十分艰巨，但同时也存在着挖掘潜力的机会。为了实现农业可持续发展，需要在土地利用上进行革新创新。其中，秸秆还田是一种比较常见且有效的模式，不仅可以提高土壤肥力、增加有机质含量，还能够减少化肥的使用量，从而促进生态环境的改善。此外，在南部地区还需要重视农业废弃物的利用，如农作物秸秆、畜禽养殖粪便等，通过深度加工和资源化利用，将这些农业废弃物转化为肥料、生物燃料等其他产品，降低了农业生产的污染和环境压力，并促进了资源的循环利用。

另外，针对南部地区坡耕地保育及产能提升的问题，需要加大土壤侵蚀防控技术的研究和应用，建立起适合当地气候、土壤和作物的耕种模式，如采用轮作休闲、地膜覆盖、梯田垄行栽培等措施，减少土壤侵蚀和水土流失，提高农田的产能和质量。

1.3 中东部坡耕地玉米秸秆覆盖少(免)耕与水蚀防控模式创新与示范[5]

因为吉林省中东部耕地存在岗地、坡地、洼地等多种类型，而坡耕地主要生产农作物为玉米，且都是用小型农机浅耕种，这种耕种方式造成土地耕层变浅，土地养分流失、土壤水土流失及质量降低[4]。地理位置及耕种方式会影响农作物的播种和收获，所以针对这些问题，需积极采取措施。主要措施：可以将收割后的秸秆还田来减少雨水对土地的侵蚀，减少水土流失；可以调整种植模式，让种植带与休耕带间隔交替种植；可以运用秸秆到休耕带，提高地温，从而提高出苗率；可以在耕作的时候深松旋耕，促进根系下扎，降低倒伏风险；可以根据不同坡耕地的需求，研究采取相应的措施，提高水利用率，减少耕地的土壤水侵蚀；可以通过将秸秆还田的方式，提高土壤的肥力；根据耕地地理位置的不同，可以选择上述一种或多种方法混合的措施，来解决坡耕地存在的问题，加强黑土地的保护。

在针对中东部坡耕地玉米生产所存在的问题，需要采取一系列措施来促进土地保护和农业可持续发展。其中，秸秆还田是一种非常有效的方法。通过将收割后的玉米秸秆覆盖在地表，可以有效减少雨水对土地的侵蚀，防止水土流失，同时也能够提高土壤肥力，增加有机质含量，并减少化肥的使用量。

此外，还可以调整种植模式，让种植带与休耕带间隔交替种植。这样不仅能够降低土地的耕层变浅和养分流失，还能够提高玉米的产量和品质。在耕作的时候深松旋耕，也是一种非常有效的方法，可以促进根系下扎，降低倒伏风险。

除此之外，还需要根据不同坡耕地的需求，研究采取相应的措施，如加强水利设施建设和改善灌溉技术，以便提高水利用率，减少坡耕地的土壤水侵蚀等。同时，还可以运用科技手段，如无人机、遥感技术等，对坡耕地进行测绘，获取更加精准的数据，为农业生产提供更好的支持。

1.4 中部优质稻区保土增碳与精准防治规模化丰产高效技术创新与示范[5]

吉林省中部地区相较于其他省份或者其他黑土地其气候和环境条件都极为优越。其主要的农作物是优质水稻，但是也由于长期大强度的耕种方式以及在耕种过程中使用过量的氮肥和农药，导致土壤肥力降低，水稻的抗性也减弱。这样的耕种和施肥方式严重破坏了黑土地的持续利用及降低了水稻的安全质量。对于目前这种形式，需要通过科学的秸秆还田以及使用有机肥料提升土壤的肥力，其中病虫草害也是影响水稻生产的重要因素，需要通过生态调控模式结合不同的防治措施进行防治，除此之外，还需要加强水稻的栽培管理、全程机械化以及提高产量的同时节约成本。尽量建立起适合吉林省中部地区环境和水稻特点的防控技术，保证吉林省中部地区的水田土壤肥力，实现可持续栽培，提高水稻的产品质量。

为了降低黑土地的破坏和提高水稻产量，需要结合现代化科技和生态调控模式进行防治。应当优化耕作方式，采取深翻耕作或者旋耕等方法来改善土壤通气性和排水性；在施肥方面，可以选用有机肥料，如腐熟堆肥、农家肥等，来替代化学肥料，以达到保持土壤肥力和环境安全的目的。此外，还可以采用秸秆还田的方法，将收割后的秸秆覆盖在土壤表面，不仅能够增加土壤有机质含量，还可以减少水分蒸发和土壤侵蚀。

在病虫草害防治方面，应根据不同病虫草害类型实施相应的防治措施，如引入天敌、使用生物农药等。同时，也要注意预防病虫草害的发生，如实施轮作、及时清理农田周边杂草等。此外，还需加强农业技术推广和培训，提高农民的科学种植和病虫草害防治能力。

在全程机械化方面，可以采用多功能作业机、智能化设备等现代化农机具，减少人工劳动力，提高生产效率和品质。此外，在水稻栽培管理方面，还应该特别注意水量的控制和排灌制度的优化，以避免水稻因缺水或者积水而影响生长和产量。

1.5 中西部玉米产区秸秆还田及减肥增效技术创新与示范[5]

由于吉林省中西部地区植被覆盖率低，且在农作物采收后到下次农作物播种期间土地会长时间裸露，导致土地风蚀严重。但该区仍是我国重要的商品粮食生产基地以及农牧交错区，而该区存在的问题主要是农作物过度依赖肥料种植及种植结构单一，又因为有病虫草害的破坏从而制约了农作物的可持续发展。对于这些问题除了通过检测土地性质来施肥外，还可以通过秸秆还田、运用绿色的除草剂来提升农作物的产量。由于秸秆还田的需要，所以对秸秆粉碎的机械化过程，应积极探索，从而优化秸秆还田模式、更好地增加土壤肥力。除此之外，还需要加强秸秆微生物的研究，解决秸秆低温复解的难题。

针对中西部玉米产区存在的土地风蚀、农作物过度依赖肥料种植和种植结构单一等问题，应采取综合措施进行防治。在肥料使用方面，应逐渐减少化学肥料并逐步引入有机肥料，如农家肥、腐熟堆肥等，以提高土壤肥力，增加农作物吸收营养素的能力，降低化肥对环境的污染；秸秆还田是一种有效提高土壤肥力的方法，但目前该技术在实践中仍存在不少问题，如秸秆粉碎难度大、低温复解等，需要通过科技创新来解决。

在秸秆粉碎方面，可以采用机械化处理的方式，如使用秸秆粉碎机或者微型耕作机等，将秸秆切碎成易于分解的小块，提高秸秆的还田效果。此外，还可以通过优化秸秆还田模式，如改变还田时间、深浅还田等方式，进一步提高秸秆还田的效果。

对于海拔较高、气候寒冷的地区，秸秆低温复解是一个长期困扰着农民的问题。因此，需要加强对秸秆微生物的研究，探索新的处理方法和技术手段，以解决秸秆低温复解的难题。

除了以上措施，还应该加强绿色除草剂的研究和应用，减少农业化学品的使用，提高农作物的产量和品质。同时，加强科技创新与示范，推广种植多样化和综合防治技术，为中西部玉米产区的可持续发展提供支持和保障。

2 分区施策构想的技术模式

对于南部地区的水稻种植，可以通过节水控肥的方法、秸秆还田的方法以及加强病虫草害的防治来提升土壤肥力提高水稻产量。从而建设出良好的水稻生产技术基地。

对于中东部坡地的玉米种植，可以通过覆盖秸秆来降低土壤水分的流失，也可以通过秸秆还田的方式保证土壤肥力，秸秆粉碎后要将种植带的秸秆集中到休耕带，从而提升在播种期的地温和含水量，解决出苗率差的问题，也可以通过施行宽窄行种植玉米，来提高其产量的同时使根系深扎防止倒伏。

对于主要生产玉米的南部地区，人们为了追求高产大量的不合理的使用化肥和农药有机肥的使用量却很少引起土壤组成、结构和功能的恶化造成土壤污染。大量的N、P等营养元素还造成了水体的富营养化[7]。其主要是因为化肥、农药使用不当导致土地肥力减低，对于这种情况需要通过培育有机肥的方式，提升玉米的产量和提升土地的肥力。可以发展秸秆的工厂化生产，使有机肥变成可控性转化，从而提升土地的肥力，增强农作物的产量，提高经济效益的同时还可以保护环境。

对于生产优质水稻的中部地区，其主要问题也滥用肥料的缘故，导致土地有机质含量降低，从而使水稻产量和质量降低。对于这种问题，需要改变耕种的技术，降低耕种的成本，加强栽培技术，从而提升水稻的产量和质量。

对于中西部的玉米产区，其问题亦是滥用氮肥，导致土壤肥力下降，可以通过检测土地的肥力含量，实现对症性施肥，也可以通过秸秆还田的方式改善土壤肥力，还可以加强机械化来增强玉米的种植，通过积极的防虫草害来提升玉米的产量，对于其土地裸露的问题，可以种植豆科植物保护土壤水分和肥力，从而达到改善土壤的目标。

3 结语

综上所述，对于吉林省各地黑土地存在的问题，需要参照“梨树模式”，根据各地的特点，因地制宜，吉林省南部地区地理位置多属于山丘陵区，水田持续的高强度耕种时间过久，导致土壤的肥力下降，可以通过加强粉碎水稻秸秆混入土地增强肥力的方法；调节水稻的用水控肥技术；加强水稻病虫害的防治技术以及加强水稻耕种时耕层深度的把控来达到改善和保护土地的目的，中东部耕地存在岗地、坡地、洼地等多种类型，都是用小型农机浅耕种，这种耕种方式造成土地耕层变浅，土地养分流失、土壤水土流失及质量降低[4]。这种地形情况共有6种解决办法，前文1.3已介绍过，根据耕地地理位置的不同，可以选择1种或多种方法混合的措施，来解决坡耕地存在的问题，加强黑土地的保护。中部地区相较于其他省份或者其他黑土地其气候和环境条件都极为优越。但由于长期大强度的耕种方式以及在耕种过程中使用过量的氮肥和农药，导致土壤肥力降低、抗性也减弱，需要采取科学的秸秆还田以及使用有机肥料提升土壤的肥力。而病虫草害也是影响生产的重要因素，需要通过生态调控模式结合不同的防治措施进行防治。中西部地区植被覆盖率低，且在农作物采收后到下次农作物播种期间土地会长时间裸露，导致土地风蚀严重。这种情况除可通过检测土地性质进行施肥外，还可以通过秸秆还田、运用绿色的除草剂来提升农作物的产量。最终要根据地理位置和土地实际情况，制定出合适的黑土地保护及分区施策技术。