為了解決東北黑土區長期集約種植和不合理耕作制度導致的黑土退化問題，中國農業大學協同中國科學院、吉林農業大學、吉林省農科院等多家科研院所，匯聚國內相關研究與推廣人員，在東北地區開展了以秸稈覆蓋、減少或免去土壤擾動為特色的保護性耕作技術研究、推廣和應用，在黑土地保護、豐產增效、改善生態環境和節本增效等方面取得了顯著效果。
一、推廣實踐概況
東北黑土區保護性耕作技術的研究始於2007年，2009年隨著免耕播種機正式投產，保護性耕作開始在生產實踐層面進行示範推廣。2014年，由中國農業大學吉林梨樹實驗站發起，吸納農技農機推广部門、農機農資企業、以及一大批有志推廣保護性耕作的新型農業經營主體，組建黑土地保護與利用科技創新聯盟，共同致力於在東北四省區推廣保護性耕作技術。目前，聯盟已在黑、吉、遼、蒙的三十個縣(市、區)的八十多個鄉鎮建立近百個保護性耕作試驗示範基地，示範面積超過50萬畝，輻射推廣面積達數百萬畝，彰顯出很強的示範引領作用。
二、作物穩產豐產
保護性耕作下玉米的生物學性狀得到明顯優化，表現為出苗率提高、保綠性增強、禿尖變小和百粒重增加。研究表明，保護性耕作在苗數（5.87萬株/公頃）、總穗數（5.53萬穗/公頃）、保綠性（7.4綠葉/株）、禿尖長度（0.91 cm）、草害感染數（25.8株/平方米）等方面明顯優於對照（5.32萬株/公頃、5.24萬穗/公頃，5.6綠葉/株，0.97 cm禿尖，5.7株/平方米）。
保護性耕作穩產豐產的主要機理是減少了土壤水分蒸發損失，從而有效地降低了季節性乾旱的威脅。在乾旱伏旱較重的2018年，保護性耕作增產率高達28%（11.0噸/公頃，對照為8.6噸/公頃）。在降水較充足的年份，保護性耕作具有一定增產效果，但不是十分顯著。例如，在2017年保護性耕作下玉米產量平均11.9噸/公頃，對照為10.8噸/公頃，增產9.72%。
保護性耕作在各示範基地都一定程度地提高了玉米產量，西部風沙土區的增產效果尤為明顯。以位於吉林省西部乾安縣的致富基地為例，土壤沙化嚴重，十年九春旱，在不坐水的情況下，常規耕作難以出苗。應用保護性耕作技術後，春季播種保全苗不再是難題。與對照相比，2019年玉米產量增幅高達68.05%。目前，該基地所在的村全部採用了保護性耕作技術，實現了“一點帶一片”的示範效果。
嚴格執行保護性耕作技術要求並配套合適的田間管理措施，是充分發揮保護性耕作產量優勢的關鍵。在吉林九臺的德強基地和吉林農安的忠餘基地，保護性耕作技術執行非常規範，通過連續多年實施秸稈全量覆蓋還田，產量雙雙突破13.5噸/公頃，起到了很好的帶頭作用。
在梨樹縣，2019年有59個合作社採用了保護性耕作技術，產量達到13噸/公頃以上的有4戶，達到12噸/公頃以上的有17戶。與對照相比，增產率超過20%的有6家，超過10%的有15家，增產率最高達到27%。
三、保土保水，培肥地力
秸稈覆蓋還田增加了有機質歸還土壤，少耕和免耕降低了土壤侵蝕和養分損失，二者共同作用，改善了土壤理化性狀，土壤肥力顯著提高，抗旱、保水、保肥效果突出。2019年，對代表性較強的23個基地的土壤肥力狀況進行了整體分析評價。結果表明，連續實施保護性耕作的地塊，表層土壤容重略有增加，但未顯著玉米根系生長；隨著深度增加，容重與對照趨於一致。土壤有機質含量各層次都有增加，尤以表層0-5 cm提高最為顯著，增幅高達15.80%。在表層0-5 cm。土壤全氮、鹼解氮、有效磷和速效鉀等養分指標有所增加，下層增幅逐漸減小。另外，保護性耕作下土壤大團聚體比例有所增加，土壤結構呈現改善趨勢。
對比不同區域的表現，保護性耕作在土壤質量較低的地區效果更好。位於吉林省雙遼市的學文基地，土壤沙化嚴重，肥力較低，部分地塊還是鹽鹼地、寸草不生。該基地2010年開始應用保護性耕作技術，到2014年已有50%的鹽鹼地被改造成了良田，在當地產生了很大的反響。在該基地的帶動下，雙遼市臥虎鎮開始了全鎮推進，近2萬公頃耕地全部實施保護性耕作技術，為當地的鹽鹼地治理和土壤改良做出了重要貢獻。
此外，梨樹縣王躍武的優糧美基地自2011年起已經連續9年實施保護性耕作。在2019年，不僅取得了13.2噸/公頃的喜人產量，而且實現了化肥減量10%，證明了保護性耕作在培肥地力方面的突出效果。
四、節本增收增效
實施保護性耕作技術後，一方面作業成本顯著降低，另一方面玉米產量穩中有升，從而有效地增加了農民收入，具有明顯的經濟效益和長遠的社會效益。調查研究表明，應用保護性耕作技術後，每公頃成本從平均6500元降至4800元，主要歸根於省去了滅茬、旋耕、起壟、鎮壓、中耕等常規作業環節，機具燃油消耗和維護成本降低；同時，由於省時省工，勞動力成本降低。
最後，由於作業成本較低而作業效率提高，保護性耕作為擴大農業經營規模提供了契機。在哈爾濱市的淶流河基地，負責人於維強借助農業服務公司的現代組織架構，在黑龍江省中南部地區大力推廣保護性耕作技術。目前已覆蓋雙城、安達、青岡等三個縣區，經營規模從最初的200餘公頃擴大至1400餘公頃，實現了農民增收和企業增效雙贏，走出了發展現代農業的新道路。
（作者：李保國 任圖生 朱治羽 李社潮 苗全 趙鵬飛 劉亞軍）
編輯：單哲 馮吉 審核：盧奕麗 王影
主編：張學志 監製：李保國 王貴滿
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