黑土耕地保护性耕作技术

吴家安　刘恩宏　陈长海　李向军　毕春辉

摘要：黑龙江是我国的大粮仓，黑土地是这个大粮仓丰收的基石。从自然条件、耕作土壤特点、耕作技术特点，介绍黑龙江土地的基本生产条件，探讨在黑龙江发展保护性耕作技术的现状、重要意义及发展前景，为解决近年来黑土地变薄，土壤肥力下降问题提供参考。

关键词：保护性耕作；黑土地；耕作模式；抗旱

中图分类号：S156 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）09-0069-03

黑龙江省的黑土带是世界三大黑土带之一。黑土地土质疏松、有机质含量高。近几年，黑龙江的黑土地变薄、土壤肥力下降的趋势非常明显。如何在保证粮食稳定增产前提下保护黑土地，是黑龙江省迫需要切研究和解决的问题。可以说，保护黑土地就是保护大粮仓，而保护性耕作是解决这一问题切实可行的方法之一。

保护性耕作技术的核心是采用免耕、覆盖、以松代耙、化学除草的耕作方法代替传统的翻耕耕作方法。保护性耕作要求秸秆覆盖在地表，秸秆腐烂后，回到农田，转化为有机质，培肥地力。秸秆覆盖在地表还可以防止水土流失，保护表层土壤不被风吹走，不被水流走。同时，可以减少土壤水分蒸发，提高土壤抗旱能力。保护性耕作能够形成良好的土壤结构，可以增加土壤蓄水能力、减轻旱灾对农业生产的影响。

1 黑龙江土地的基本生产条件

1.1 自然条件

黑龙江省地处我国最东和最北方，北部和东部与俄罗斯接壤，西部与南部分别与内蒙古自治区和吉林省相邻，西起 121°11′，东至135°05′，南起43°25′，北至53°33′，南北跨10个纬度，2个热量带；东西跨14个经度，3个湿润区。全省年平均气温多在-4～5 ℃之间。冬季漫长寒冷，夏季短促，春秋干燥凉爽。年降水量400～650 mm。5～9月生长季降水量可占全年总量的80%～90%。全省湿润系数在0.7～1.3之间，西南部地区低于0.7，属半干旱地区。春季降水量少，春季生产多数依靠自然降雨来进行农业生产。因此，春旱发生频繁。

黑龙江的太阳辐射资源比较丰富。年太阳辐射总量在4 400～5 028 MJ/m2。其中，5—9月的太阳辐射总量占全年的54%～60%。全省日照时数在2 200～

2 900 h。其中，生长季日照时数占总量的44%～48%。平均气温在-4～5 ℃之间，嫩江至伊春一线为0 ℃等值线，从东南向西北平均每高1个纬度，年平均气温约低1 ℃。全省≥10 ℃的积温在2 000～3 000 ℃。全省无霜期在100～160 d，大部分地区的初霜冻在9月下旬出现，终霜冻在4月下旬至5月上旬结束。

1.2 耕作土壤特点

黑龙江的土壤呈黑色，在国际上普遍称为黑土，是土壤中最肥沃的。土壤中黑土层厚达30～100厘米，有机质含量高达5%～7%，是黄土地的数倍，以至于人们有“捏把黑土冒油花，插双筷子也发芽”这样的形容。

目前，由于黑龙江省大部分耕地种植结构单一，破坏了合理的轮作制。而且作物秸秆还田数量少，耕作粗放也造成农田生态系统失去平衡。在传统耕作制度下，由于作物的地上部分全部被收获，从秋收直到第二年中期地表完全处于裸露状态，极容易造成水土流失。如今的黑土地正在变瘦、变硬、变黄。据测算，黑龙江省黑土区每年流失的表土厚度达0.5～1.0 cm，而每积累1 cm厚的黑土层需要200～400 a的时间。这使黑龙江省的黑土层已由50 a前的平均厚度40～100 cm，下降到如今的20～40 cm。与此同时，黑土的有机质含量也在迅速下降，已经由开垦前的6%左右下降到现在的1.8%左右，而且仍在以平均每年0.1%的速度下降。

1.3 耕作技术特点

作为全国的粮食大省，黑龙江地区机械化程度居全国首位，旱田和水田都有耕种。耕作模式主要以传统耕作为主，也伴有少量的保护性耕作模式。

旱田的传统耕作模式主要有：

1） 秋季深翻或深松—春季耙地—起垄—镇压—播种；

2） 早春耙地散墒—深松或平翻—适时耙地—播种—镇压；

3） 秋季全方位深松（或鼠道深松）—春季耙地—播种—镇压；

4） 春、秋起大垄台田—播种—镇压。

水田主要采用传统的耕作模式——水耙田、人工扬肥、耢平、沉浆和捞残茬。

除掉地面残茬、杂草有利于播种，但同时也破坏了植被对地面的保护，导致土壤风蚀、水蚀加剧；旋耕切碎土壤，创造了松软细碎的种床，但同时消灭了土壤中的蚯蚓与生物，使土壤慢慢失去活性。耕作强度越大，土壤偏离自然状态愈远，自然本身的保护功能、营养恢复功能就愈少，要维持这种状态的代价就越大。近几十年来，我国机械耕作活动增强，农产品产量大幅度上升，但河流泛滥、沙尘暴猖獗、土壤退化也日益严重。黑土地的严重退化与我们采用传统的耕作模式导致过渡耕作有着直接的关系。

2 黑龙江黑土地的保护性耕作技术现状

保护性耕作研究在黑龙江省起步较早。20世纪70年代尝试进行的深松耕法和80年代开始的药剂灭草免中耕技术，都为保护性耕作的系统完善奠定了良好的基础。目前，黑龙江省保护性耕作发展势头良好，在部分区域也积累了一些经验。但发展速度不快，应用面积占比太小，没有真正体现这项技术的综合效益。

从2003年起，黑龙江省就在一些地方开始进行保护性耕作小面积试验示范，3 a的试验初见成效。从2006年开始，农业部先后在黑龙江省兰西县、泰来县等地进行保护性耕作技术示范。实践显示，在黑龙江省实施保护性耕作，其经济、社会和生态效益都十分显著。

经农业技术人员测试，兰西县采用保护性耕作技术种植玉米的地块，出苗率高于传统耕作5%左右；土壤中的含水量、有机质、氮、磷、钾含量均高于传统耕作；玉米产量每年都高于传统耕作50 kg以上。玉米平均增产16%；节约作业成本最少50元/667 m2。

泰来县保护性耕作实验区抛弃了几千年耕不厌细的理念和做法，省去了传统的燃烧秸秆、旋耕灭茬、破垄夹肥、坐水、镇压等多道单独作业环节，能减少耕作次数4～5次，节约人畜用工40%～50%。据测算，每亩可节约生产费用60～85元，全县保护性耕地年可节约生产费用215万元左右。

3 黑龙江发展保护性耕作的特殊意义

黑龙江省地广人稀，土地肥沃，是我国粮食的主产区。多年来，黑龙江粮食产量稳居全国第一。温家宝总理说过，只要黑龙江丰收了，全国的粮食安全就有保障了。这说明黑龙江在我国粮食链条中的突出地位，彰显了黑龙江为我国的粮食供应做出的巨大贡献。

但是，近几年黑龙江的黑土地变薄、土壤肥力下降的趋势非常明显。如何在保证粮食稳定增产前提下保护黑土地，是黑龙江省迫切需要研究和解决的问题。

4 保护性耕作技术在黑龙江的推广前景

当前，在黑龙江省农业机械化迅猛发展的进程中，科学合理的耕作制度已成为农业机械化装备投入、粮食生产节能减排和耕地可持续利用的关键环节。从国外保护性耕作的发展情况看，保护性耕作推广初期需由政府加以支持、引导。比如出台相关的政策，对一些关键技术环节进行补贴等。而且还需要各级地方政府认识和推动这项新技术。具体应该有以下几项措施：

1） 建立保护性耕作机具研发和生产基地。

2） 建立以省农机技术推广站为主，由农业、水利、环保技术部门和相关大专院校参加的保护性耕作技术指导中心，探索保护性耕作技术模式和推广机制，制定技术规范。

3） 对实施保护性耕作的农业和农机大户要优先给予国家购机补贴。在现代农机合作社建设中加大保护性耕作机具的配备比例。

4） 加大适合保护性耕作的耕作机具的研发力度，实现农机具结构的调整、优化。

5 结语

我国人口多，人均耕地占有面积少。黑龙江作为产粮大省，其黑土地的地力变薄，对我国的粮食安全构成了严重的威胁。保护性耕作技术对土壤防止风蚀和水蚀，改善土壤条件，提高有机质含量，蓄水保墒效果明显。所以，采用保护性耕作技术，对保护黑土地，进而保护我国的大粮仓有着不可替代的重要意义。