决策建议
2018年第17期:黑龙江省黑土地保护利用工作成效与建议
2018年7月6日 点击 [379]


黑龙江省黑土地保护利用工作成效与建议


黑土地是地球上珍贵的土壤资源,是指拥有黑色或暗黑色腐殖质表土层的土地,是一种性状好、肥力高、适宜农耕的优质土地。我国东北典型黑土区耕地面积约2.78亿亩,其中1.56亿亩,占黑土区耕地总面积的56.1%。按土壤发生分类主要包括黑土、黑钙土、白浆土、草甸土、暗棕壤等。原始黑土具有暗沃表层和腐殖质,土壤有机质含量高,团粒结构好,水肥气热协调。上世纪50年代大规模开垦以来,我   境内黑土地逐渐由林草自然生态系统演变为人工农田生态系统,由于长期高强度利用,加之土壤侵蚀,导致有机质含量下降、理化性状与生态功能退化,严重影响农业持续发展。我省粮食是国家粮食安全的压仓石,国家粮食生产第一大省。保护和提升黑土耕地质量,是守住“谷物基本自给、口粮绝对安全”战略底线的重要保障,对于保障国家粮食安全和加强生态修复具有十分重要的意义。

一、我省黑土地保护利用的成效

(一)明确了黑土地保护利用的核心技术

通过我省的黑土地保护利用试点工作,筛选出东北黑土地保护利用的关键技术,并明确了技术效果,达到了黑土地保护的近期目标。

1.玉米秸秆全量还田技术成效

黑土地保护利用中采用了秸秆深混还田、覆盖还田和秸秆离田沤制还田三种方式。玉米秸秆深混还田成效:采用机械的方法,将玉米秸秆深混于土壤0-35 cm土层之中。监测结果表明,秸秆当年转化为土壤有机质的效率为17%,半腐解物的含量提高了16.9%。玉米秸秆连续三年深混还田,黑土地0-35cm表层有机质含量增加了约1.47g/kg,对于保护黑土层、保护土壤水分和提高春季土壤温度均具有较好的效果。秸秆覆盖还田成效:该项技术在保持土壤水分、控制水土流失和减少秸秆在田间焚烧等方面起到了显著作用。尤其是在坡耕地类型区的保水保肥和控制水土流失等方面作用突出,值得推广应用。但是在平地,由于秸秆覆盖在土壤表面,导致土壤解冻提温慢,影响种子发芽出苗,同时存在春季播种困难等问题,该项技术应用受到了限制。秸秆覆盖在地面,分解后以气体的形式直接进入了大气,影响了黑土地表层有机质的提升。

2.畜禽粪污腐熟无害化后深混还田成效

来源于畜禽粪污和农业生产中的废弃有机物,经过无害化处理后形成了能够培肥土壤的有机物料,采用机械的方法深混于0-35 cm土层中,在土壤中当年转化为土壤有机质的效率平均为36%。当有机肥的有机质含量>70%,施用量在7500kg/hm2(烘干基)以上时,连续施用三年,黑土地土壤有机质含量能够增加0.9-1.8g/kg以上。

(二)基于秸秆还田和有机肥还田形成了多项综合技术模式

1.基于秸秆原位全还田的“翻、免、浅”的玉米连作优化模式。主要技术要点:在我省南部玉米产区,以三年为一个生产周期,第一年采用深翻的方法,将玉米秸秆全部深混到0-35cm黑土表层之中,平衡土壤有机质的降解;第二和第三年实行免耕秸秆覆盖的方法,平衡第一年的机耕费用稍大的情况。技术效果:增产9.8%-12.3%;土壤有机质增加0.4-1.0g/kg;节约化肥16.7%-24.7%。

2.基于秸秆原位全还田的“一翻一免”耕作组合的米-豆轮作模式。主要技术要点:在我省的中北部,以两年为一个轮作周期,第一年种植玉米,秋季收获后采用深翻的方法,将玉米秸秆全部深混到0-35 cm黑土表层之中,平衡土壤有机质的降解。第二年种植大豆,大豆秸秆免耕覆盖。技术效果:增产10.7%-11.3%;土壤有机质增加0.5-0.8g/kg;节约化肥16.9%-22.3%。

3.基于秸秆原位全还田的米-豆-豆轮作模式。主要技术要点:在我省北部冷凉区,以三年为一个生产周期,第一年种植玉米,秋季收获后采用深翻的方法,玉米秸秆全部深混到0-35cm土层之中,第二年和第三年种植大豆,采用免耕秸秆覆盖的方法。技术效果:增产11.2%-19.1%;增加土壤有机质0.4-0.6g/kg;节约化肥18.8%-21.7%。

4.实行粮草轮作农牧结合的循环生产技术模式

种植绿肥作物、饲草和青储玉米,通过畜禽过腹还田,增加了黑土层有机物料的投放量,达到用地和养地相结合的目的。

(三)黑土地保护利用成效调查估算

近期我们对5个典型县(市)并进行了调查监测,以这些点做为参数进行估算,黑土保护利用三年期间累计投入了50万吨作物秸秆,当年形成了8.5万吨土壤有机质,试验区内平均增加土壤有机质0.5g/kg,相当于完成了黑土地保护利用规划纲要中的土壤有机质提升目标的25%(到2030年土壤有机质提高2g/kg)。三年累计投入有机肥60万吨,当年形成土壤有机质20万吨。这些新形成的土壤有机质的增加,进一步遏制了土壤有机质的减少,并使其呈增加的趋势。如果按照上述模式运行,我省黑土地土壤有机质将在10-20年的时间内达到保护性利用的目标。

二、存在问题与对策建议

(一)继续推广应用成熟技术

    继续推广应用成熟技术主要是指秸秆还田技术、畜禽粪污还田技术、轮作和绿肥技术、保护性耕作技术和肥沃耕层构建技术,然后将这些技术组装配套可操作的模式进行推广应用。防治在生产中推广应用不确定技术。

(二)不采购效果不明确的“新产品”

针对黑土地保护利用期间购买的“新产品”效果不显著的问题,建议在下一步黑土地保护过程中,以向土壤中投入秸秆和有机肥为主。东北黑土地保护利用中通过政府招标采购的“酵素”(酶)、生物有机肥、根瘤菌和商品有机肥等产品原理不明、含量不准、效果不稳定、价格严重脱离市场。同时这些产品已销售多年,仍不能以市场销售为主,目前仍然以政府购买为主。建议下一期东北黑土保护利用中谨慎使用这些产品,让它们进入市场检验。

(三)进行整县制推进

以家庭农场(大户)、农民合作社、联合社和农业企业等新型主体作为整县级推进的下级管理单位,建立核心示范区和辐射示范区。根据每个县的区域特点,耦合玉米秸秆直接全量还田、有机肥还田、轮作和农牧结合等黑土地保护关键技术,建立3-5个适合本区域特点的技术模式,每个技术模式建立一个万亩核心示范区。在核心示范区围绕核心技术建立监测点(站),监测黑土层有机质变化和作物产量。在辐射示范区,根据每个示范县的区域自然特征,例如,水田、旱田(旱田中的水浇地和无水浇耕地)、平地、坡耕地和不同耕地管理方式等,确定辐射示范区的技术模式和管理模式。

(四)整合资金资源与管理部门

将高标准农田建设、秸秆综合利用、轮作休耕、畜禽粪污资源化利用、深松整地、农机补贴等项目在黑土地保护利用的试点县(市)实行资源整合和管理整合,整体推进。尤其是我省“农”和“牧”分立于两个部门,在农牧结合上保护利用黑土的工作中,更要强调项目整合。

(五)利用遥感技术进行黑土地资源详查和试点工作的全程监督

利用卫星和航空遥感进行黑土地面积和坡耕地面积详查。遥感监测是一种能够定量化黑土地秸秆还田、轮作和有机肥的堆沤施用面积的技术手段,建议在下一步工作中广泛应用。但是航空遥感对黑土地土壤质量监测和作物营养监测,国内外均在试验阶段,不建议纳入黑土地保护利用工作之中。

(六)扩大经营规模与配套相应的补贴政策

秸秆还田等东北黑土地保护利用措施需要大型农机具,作业面积大,一家一户小规模的经营方式不利于大型机械的使用。建议东北黑土地保护利用试点县(市)加快发展家庭农场(大户)、农民合作社、联合社和农业企业等新型经营主体。强化农机配套建设,充分发挥新型经营主体的现代农机装备和规模种植优势,形成现代农业发展模式。

(七)建立可靠的野外监测网络和积累有价值的基础数据

整合国家科技部、农业部、教育部和中国科学院的有关野外监测站(点),在隶属关系不变的前提下,建立业务统一指挥的东北黑土地保护利用的监测体系,将由原县(市)农业技术推广部门负责的监测站点,划归有科技实力的野外观测研究站和机构负责,提升监测精度和扩大监测区域。

(八)落实科技-管理-生产三位一体提高项目科技贡献率

建议相关立项部门联合设立黑土地保护利用项目,将项目的科学问题、技术研发、技术设计和项目实施作为一个系统进行操作。建立由科研人员参与、政府主导、农民实施的科技-管理-生产三位一体的运行体系。

  作者:刘兴土  中国工程院 院士  

       韩晓增  省科顾委农林生态专家组成员、中国科学院海伦黑土农业生态实验站研究员 

        邹文秀  中国科学院东北地理与农业生态研究所副研究员  

   



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