中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊  我國東北平原黑土區(qū)總面積?1.09×106 km²，主要分布在呼倫貝爾草原、大小興安嶺地區(qū)、三江平原、松嫩平原、松遼平原和長白山地區(qū)，是世界僅有的四大黑土區(qū)之一。東北地區(qū)年糧食產(chǎn)量占全國?1/4，糧食調(diào)出量占全國的?1/3，玉米、粳稻和大豆的產(chǎn)量分別占全國的?33%、43%?和?52%——東北地區(qū)的糧食生產(chǎn)對國家糧食安全至關重要。由于不合理的耕作及長期秸稈離田，我國東北黑土區(qū)土壤侵蝕與退化嚴重。東北黑土“變薄、變瘦”，嚴重威脅到國家糧食安全和東北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，亟待開展保護與利用相結合的技術研發(fā)與示范推廣。

       保護性耕作技術是土壤保護與利用相結合的技術，也是一種成本較低、推廣面積廣泛的重要土壤保護技術。作為減少土壤侵蝕、提高土壤肥力的首選技術，保護性耕作已經(jīng)在世界廣泛推廣。我國人多地少且地塊分散，糧食安全壓力較大。分析國內(nèi)外現(xiàn)有的技術及推廣形式發(fā)現(xiàn)，相對于其他土壤保護技術而言，推行保護性耕作技術是我國黑土保護與利用的關鍵和首選；同步結合防風林帶、等高種植可有效防控我國東北黑土的侵蝕與退化，逐步提高土壤肥力。

保護性耕作技術在中國東北推廣面臨的問題

國外主要保護性耕作技術模式

經(jīng)過?60?多年的探索，人們總結形成了以秸稈覆蓋少/免耕為主要特點的保護性耕作技術，包括免耕技術（no-till）、條耕技術（strip-till）、秸稈覆蓋壟作少耕技術（ridge-till），以及覆蓋耕作（mulch-till）與垂直耕作（vertical-till）等主要技術模式。

免耕技術。將作物殘茬均勻覆蓋地表，播種前不進行任何土壤耕作，直接利用免耕播種機清理出?10—15 cm?的播種帶免耕播種。該技術可以最大程度減少風蝕、水蝕，增加土壤水分入滲，減少地面水分蒸發(fā)，蓄水抗旱；另外，由于對土壤擾動最少，可最大程度減少有機質的礦化與分解。

條耕技術。在行間進行?10—20 cm?寬度的耕作，一般可通過深松培土的方式進行；作業(yè)后，行間形成一個?5—8 cm?高、10—20 cm?寬的小壟臺。條耕目的為提高播種帶地溫及播種質量，減少低溫冷涼區(qū)或者澇洼黏濕區(qū)由于秸稈覆蓋地表導致的土壤溫度回升緩慢、秸稈量大控制難而影響播種質量問題。條耕技術下?70%?以上地表具備了秸稈覆蓋免耕的特點，剩余地表又具備傳統(tǒng)耕作的特點，兩者優(yōu)點相結合被認為是“最佳的耕作方法”。美國和加拿大?40?多年的實踐表明，相對于秸稈深翻深埋的傳統(tǒng)耕作，條耕可實現(xiàn)大概率增產(chǎn)。

壟作技術。將秸稈或作物殘茬放在壟溝，壟臺簡單掃茬平整處理后直接播種；在玉米等作物的拔節(jié)期前，深松中耕培土、整理壟型。該技術適于低溫、冷涼及澇洼地塊。

覆蓋耕作與垂直耕作。覆蓋耕作指通過鑿式犁、圓盤耙或者旋耕耙對土壤進行耕作，使部分秸稈混入土壤?5—7.5 cm，有?30%—70%?土壤表面被秸稈覆蓋。垂直耕作是近幾年在美國興起的新技術，其主要特點是利用波紋刀、圓盤刀等耕作機具嚴格順著拖拉機行進的方向設置，使耕作部件垂直進入土壤，不進行水平方向的擾動，從而減少機具作業(yè)壓實層的產(chǎn)生；垂直耕作使部分秸稈混入土壤?5—7.5 cm，有?30%—70%?土壤表面被秸稈覆蓋。覆蓋耕作與垂直耕作均可實現(xiàn)大量秸稈下提高播種質量、一定程度提高地溫。

國外成熟的保護性耕作技術模式在我國應用存在的問題

國外成熟的保護性耕作技術在中國示范推廣具有很大難度、面臨巨大挑戰(zhàn)，主要存在?3?個方面的問題。

我國玉米常年連作。在美國、巴西、阿根廷，種植制度以輪作為主，特別是玉米-大豆輪作。1996—2010?年美國玉米輪作占玉米播種面積?80%?以上，1997—2006?年大豆輪作面積占大豆總播種面積的?97%?以上。玉米播種在大豆茬口，秸稈量小，不影響播種質量；大豆播種在玉米茬口，雖然玉米秸稈量大，但大豆一般播種較晚，因秸稈開始腐爛而對大豆播種質量影響較小。玉米是我國東北地區(qū)的第一大作物，農(nóng)民常年連作，由于大豆經(jīng)濟效益較低，只有小部分地區(qū)存在大豆-玉米輪作。在連作條件下，玉米產(chǎn)生的大量秸稈，增加了保護性耕作技術的實施難度。

我國玉米種植行距小且不統(tǒng)一。美國最常見的玉米種植行距為?30?英寸（76.2 cm），約占玉米種植面積的?95%?以上。然而，我國東北各地區(qū)的玉米種植行距并不相同：內(nèi)蒙古東北地區(qū)、遼寧西部部分地區(qū)在?45 cm?左右，遼寧中北部地區(qū)一般為?55—60 cm，吉林西南部和中部部分地區(qū)多為?60 cm?左右，吉林北部地區(qū)和黑龍江大部分地區(qū)為?65 cm?左右。行距大便于在行間清理出一條沒有秸稈的播種帶，而行距小時則難以實現(xiàn)這個目的——秸稈沒有足夠的存放空間；而且，一個地區(qū)的種植行距是和該地區(qū)的農(nóng)業(yè)機械（特別是農(nóng)用拖拉機的軸距）對應的——當拖拉機軸距確定、普及并形成一定的保有量時，再改動種植行距難度較大。因此，行距小且不統(tǒng)一是我國東北地區(qū)實施保護性耕作技術面臨的另一重大難題。

我國缺乏高性能的免耕播種機及覆蓋耕作機具。免耕、條耕、壟作和覆蓋耕作等國外成熟的四大保護性耕作技術有一個共同特點：地表或者大部分地表覆蓋秸稈。因此，其播種機播種環(huán)境與常規(guī)種植不同，而我國傳統(tǒng)的播種機具難以高質量完成播種。保護性耕作技術至今的最大突破就是免耕播種機的發(fā)明并不斷發(fā)展和成熟。最早的免耕播種機是?20?世紀?40—60?年代在美國設計、發(fā)明的。不斷完善的免耕播種機已經(jīng)完全適合美國的土地環(huán)境，可以很好地完成大面積的免耕播種任務。但進口的免耕播種機成本太高，難以滿足大面積示范推廣需求，我國保護性耕作技術示范推廣必須突破高性能免耕播種機缺乏的障礙。 

玉米連作、行距小且不統(tǒng)一、缺乏高性能免耕播種機，以上三大主要因素增加了我國東北黑土地保護性耕作技術推廣與應用的難度，也使得國外成熟的保護性耕作技術不能在我國被直接推廣應用。

我國東北保護性耕作技術的探索

我國保護性耕作的早期探索

我國少/免耕農(nóng)藝試驗研究較早：20?世紀?60?年代，黑龍江國營農(nóng)場開始試驗小麥免耕播種；20?世紀?80?年代，陜西省農(nóng)業(yè)科學院研發(fā)了“旱地小麥高留茬少耕全程覆蓋技術”；20?世紀?90?年代，山西省農(nóng)業(yè)科學院研發(fā)了“旱地玉米免耕整稈覆蓋技術”。機械化保護性耕作技術研究始于?20?世紀?90?年代：1991?年，中國農(nóng)業(yè)大學、中國農(nóng)業(yè)科學院、山西省農(nóng)機局等單位合作，開始機械化保護性耕作系統(tǒng)試驗，先后在山西、河北建立了一批試驗區(qū)和測試區(qū)，設計了?2BMF-4C?輪齒拔草型免耕播種機，并于?1999?年開始在河北、遼寧、內(nèi)蒙古、甘肅、陜西等一年一熟地區(qū)開展機械化保護性耕作的試驗示范。2005?年，中央一號文件提出“改革傳統(tǒng)耕作方法，發(fā)展保護性耕作”，將發(fā)展保護性耕作上升為國家政策。

吉林省農(nóng)業(yè)科學院對保護性耕作的早期探索

吉林省保護性耕作研究工作始于?20?世紀?70?年代末。1983?年吉林省農(nóng)業(yè)科學院耕作課題組建立了不同耕法長期定位試驗田，設置高茬免耕、連年翻耕、滅茬打壟等處理，監(jiān)測不同耕作措施下土壤環(huán)境變化及作物生長發(fā)育規(guī)律；在此基礎上，1997—1998?年該團隊提出了玉米寬窄行留高茬交替休閑種植模式，包含立茬還田、免耕播種、行間深松等技術；新技術整合了留高茬增加有機物料還田，行間深松構建土壤水庫和良好耕層，并在吉林省公主嶺市及范家屯鎮(zhèn)建立了技術試驗示范基地。

中國科學院在東北保護性耕作的研究探索

理論探索與長期實施效果監(jiān)測

2001?年，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所楊學明和張曉平研究團隊在德惠市米沙子鄉(xiāng)晨光村試驗基地開展玉米秸稈覆蓋還田保護性耕作技術實施效果的理論探索，在東北黑土區(qū)建立第一個全量秸稈覆蓋還田的保護性耕作試驗基地。

2004?年至今，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所張興義在中國科學院黑龍江海倫農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站開始了全量秸稈覆蓋還田免耕的長期定位試驗。

2007?年，中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所張旭東研究團隊在梨樹縣高家村建立了保護性耕作技術研究示范基地，重點對保護性耕作實施后土壤物理、化學、生物性質等進行長期監(jiān)控。該基地不同于原有小區(qū)試驗監(jiān)測，集大面積示范監(jiān)測與大區(qū)試驗于一體，研究更接近生產(chǎn)實際。該研究為我國東北地區(qū)黑土保護與利用、保護性耕作技術推廣提供理論數(shù)據(jù)支撐。

保護性耕作重點技術攻關

免耕播種機的研制與產(chǎn)業(yè)化。我國高性能免耕播種機研制由中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所關義新攻克：2008?年免耕播種機樣機研制成功，2009?年通過吉林省農(nóng)業(yè)委員會組織的專家鑒定。該播種機吸取了國外先進免耕機的設計，性能達到國內(nèi)領先水平，在吉林省人民政府推動下快速完善并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前，除吉林康達農(nóng)業(yè)機械有限公司和北京德邦大為科技股份有限公司外，還有?20?多家企業(yè)生產(chǎn)類似產(chǎn)品。該類型免耕播種機市場保有量約?7.5?萬臺，年完成播種面積達?5×106 ha?以上，已成為東北地區(qū)的主流播種機。高性能免耕播種機的快速產(chǎn)業(yè)化使保護性耕作技術在我國東北落地生根。

寬窄行秸稈覆蓋免耕技術模式的提出。秸稈覆蓋還田免耕技術示范推廣過程中發(fā)現(xiàn)，免耕技術在吉林西部實施面積較大。但在梨樹縣等吉林中部地區(qū)，玉米產(chǎn)量高、秸稈量大，技術推廣緩慢。在借鑒吉林省農(nóng)業(yè)科學院寬窄行高留茬少耕技術基礎上，2014?年春，關義新向梨樹縣農(nóng)業(yè)技術推廣總站提出了寬窄行秸稈覆蓋免耕技術模式，該技術解決了高產(chǎn)量情況下秸稈放置難的問題。2015—2016?年，秸稈歸行機和前置歸行機的出現(xiàn)，進一步解決了寬窄行免耕技術播種質量問題。寬窄行秸稈覆蓋免耕技術的出現(xiàn)使得保護性耕作在梨樹縣、榆樹市等玉米高產(chǎn)區(qū)推廣面積擴大，保護性耕作技術示范推廣進入新階段。

條帶耕作技術模式的提出。寬窄行秸稈覆蓋免耕技術存在地溫回升緩慢、不發(fā)苗，風大容易引起秸稈歸行效果差，影響出苗率和苗整齊度，以及玉米增產(chǎn)效果不穩(wěn)定等問題。因此，一些合作社、種田大戶特別是代管農(nóng)戶難以接受，高產(chǎn)區(qū)保護性耕作推廣仍很艱難。關義新于?2010?年在梨樹縣保護性耕作學術研討會上提出了引進國際成功經(jīng)驗、示范國外條耕技術的建議。2012?年中國農(nóng)業(yè)大學米國華進口了一套美國條耕機，積極開展國外條耕技術試驗示范，但示范時發(fā)現(xiàn)機具作業(yè)效果不理想——我國種植行距小仍然是技術實施面臨的首要難題。2018?年，關義新與其團隊成員敖曼提出了條帶耕作技術；該技術在寬窄行秸稈覆蓋免耕及國外條耕技術的基礎上，對窄行播種帶進行秸稈清理、深松淺旋作業(yè)，對歸行在寬行的秸稈進行淺壓覆土；同年，團隊研制出條帶耕作機，農(nóng)機農(nóng)藝結合后技術試驗成功。試驗田播種質量超過常規(guī)種植，苗齊、苗勻、苗壯，專家測產(chǎn)結果?2018?年?1.6×104 kg/ha、2019?年?1.7×104 kg/ha，達到了該地區(qū)歷史最高產(chǎn)量。2019?年開始，該團隊在黑土地聯(lián)盟及黑土地保護利用國際論壇上宣傳培訓條帶耕作技術，制作并發(fā)放技術規(guī)程宣傳手冊，廣泛開展田間展示現(xiàn)場會；2020?年，與遼寧、吉林、黑龍江?3?省的農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳聯(lián)合進行技術示范推廣。目前，該配套條帶耕作機已完成了一代、二代?2?種機型的研制與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

秸稈覆蓋壟作少耕技術的總結提升。壟作保護性耕作技術有利于早春散墑提溫、如期播種，是美國應用于澇洼低溫區(qū)域的保護性耕作技術。由于該技術不改變行距，保留了傳統(tǒng)壟作習慣，方法簡單易行，深得農(nóng)民認可。雙遼市最早將秸稈覆蓋壟作少耕技術在吉林西部風沙干旱及低洼鹽堿區(qū)大面積推廣。目前，在吉林西部、內(nèi)蒙古東部，該技術均有很大的示范推廣面積。但在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋壟作少耕在風沙干旱區(qū)存在保水抗旱效果不足、原茬播種出苗質量差的問題。2020?年，關義新團隊與吉林省農(nóng)業(yè)機械化管理中心鄭鐵志總結該技術的優(yōu)缺點和實際應用過程中的問題，優(yōu)化、完善了其技術體系，通過作業(yè)環(huán)節(jié)及機具的改進提升壟作少耕的播種質量。同時，秸稈覆蓋壟作少耕技術也在低溫冷涼的佳木斯地區(qū)（2015?年至今），吉林中部高產(chǎn)區(qū)、東部山區(qū)低洼區(qū)（2020?年至今）進行了試驗示范。

2015?年至今，梨樹縣人民政府、中國農(nóng)業(yè)大學、中國科學院成立黑土地聯(lián)盟，在聯(lián)盟合作社進行技術的培訓和示范推廣工作。2020—2021?年，結合“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)，中國科學院與東北四?。▍^(qū)）相關單位結合，進行保護性耕作技術的研究監(jiān)測及示范推廣。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和吉林省人民政府通過示范項目全面推動保護性耕作推廣落地

2002?年農(nóng)業(yè)部（現(xiàn)“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部”）在西北、華北和東北?8?個省份啟動實施了保護性耕作技術示范推廣項目；2006?年吉林省獲得了保護性耕作技術的立項支持，同時省財政設立了農(nóng)機化新技術推廣專項資金（1?000?萬/年）。2009—2014?年，吉林省玉米免耕播種機從研發(fā)試驗到完善，從幾臺樣機飛速增長至?5?465?臺——保護性耕作成為改變傳統(tǒng)耕作理念，實現(xiàn)短期、快速、巨大突破的農(nóng)機化新技術推廣典型“案例”。

吉林省推進工作思路上采取了優(yōu)先西部、照顧中部、重點平原、探索山區(qū)的原則，有計劃、有布局地建立保護性耕作技術示范縣；同時，通過設定示范戶、示范面積、示范機具數(shù)量等最低標準條件，確保示范技術和示范機具數(shù)量能夠形成有價值的結果。在資金使用上，也本著務求實效的原則，安排了示范戶購置機具項目經(jīng)費給予累加補貼，示范作業(yè)給予面積補貼，以及推廣單位開展的宣傳培訓與指導服務等工作同樣給予項目資助，使得原本?6?萬多元的“康達牌”兩行玉米免耕播種機示范農(nóng)戶到手價格降至?1.8萬—2.2?萬元，有效解決了農(nóng)民買不起、用不上的問題。省級和農(nóng)業(yè)部（現(xiàn)“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部”）項目連續(xù)?10?年的有效扶持，拉動累計超?2?億元的項目資金投入，積極調(diào)動了各縣保護性耕作積極性，提升了推廣執(zhí)行效果。2021?年吉林省保護性耕作示范推廣面積達?2?875?萬畝。

 保護性耕作技術在梨樹縣的長期實施效果

2007?年，由中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所張旭東牽頭，聯(lián)合吉林省梨樹縣農(nóng)業(yè)技術推廣總站、中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所和吉林省土壤肥料工作總站，在吉林省梨樹縣高家村建立了“中國科學院保護性耕作研發(fā)基地”。通過將科學研究、技術開發(fā)和示范應用相結合，建立了一整套玉米秸稈覆蓋少/免耕全程機械化技術模式，開創(chuàng)了農(nóng)藝-農(nóng)機融合的現(xiàn)代玉米耕作模式，促進了東北黑土地玉米耕作制度的改革，為東北黑土的可持續(xù)利用奠定了理論和技術基礎。

應用效果至今研究監(jiān)控?15?年，進一步驗證了保護性耕作除有效控制土壤侵蝕外，在土壤培肥及蓄水抗逆上也有積極的效果。梨樹縣高家村連續(xù)?15?年秸稈覆蓋還田的主要結果如下。

秸稈覆蓋免耕能夠促進土壤有機質積累

2007—2018?年，11?年來耕層（0—20 cm）土壤有機質由?22.5 g/kg?增加至?24.0 g/kg，年均增加幅度為?0.5%—0.7%。土壤有機質積累的效果隨著秸稈還田量增大而增大，秸稈全量還田在短時間就顯現(xiàn)出促進有機質積累的效果。通過對土壤有機質積累的動態(tài)模擬發(fā)現(xiàn)，秸稈全量覆蓋后，表層土壤有機質經(jīng)?8—12?年即接近平衡點閾值。因而，在秸稈覆蓋免耕技術的實踐中，適時進行深翻可提高有機質在土體中的固存容量。

秸稈覆蓋免耕增加土壤養(yǎng)分庫容量和養(yǎng)分供應能力

秸稈覆蓋歸還增加了氮、磷、鉀養(yǎng)分在耕層的積累。秸稈全量歸還每年向土壤輸入的氮、磷、鉀數(shù)量分別為?60、40、150 kg，分別相當于當?shù)鼗适┯昧康?25%、30%、200%。秸稈中的養(yǎng)分具有較高的穩(wěn)定性、不易損失，秸稈歸還顯著提高了氮、磷、鉀養(yǎng)分在耕層的積累。在全量秸稈覆蓋條件下，耕層土壤全氮含量由?2007?年的?1.21 g/kg?增加到?2018?年的?1.37 g/kg，年均增幅為?1.1%；土壤全磷含量從實驗前的?0.38?g/kg?增加到?0.46?g/kg，年平均增幅為?1.8%；土壤全鉀含量由?20.9 g/kg?增加到?23.8 g/kg，年平均增幅為?1.2%。氮、磷、鉀養(yǎng)分在耕層的顯著積累表明，秸稈覆蓋歸還可增加土壤各養(yǎng)分庫容量和養(yǎng)分供應潛力。

秸稈覆蓋歸還提高了氮、磷、鉀養(yǎng)分的活性。土壤堿解氮、有效磷、速效鉀可反映氮、磷、鉀養(yǎng)分的活性和當季有效性。研究結果表明，從?2007?年到?2018?年，耕層土壤堿解氮含量由?104 mg/kg?增至?112 mg/kg，耕層土壤有效磷從?8.5 mg/kg?增加到?20.9 mg/kg，土壤耕層速效鉀從?149 mg/kg?增加到?191 mg/kg。秸稈覆蓋歸還不僅增加了各養(yǎng)分庫容量，同時也提高了養(yǎng)分活性，增加了土壤養(yǎng)分供應能力。

秸稈覆蓋免耕改善了土壤結構，提升了土壤生物功能

秸稈覆蓋免耕增加土壤團聚化程度，消除犁底層。經(jīng)?5?年處理后，秸稈覆蓋免耕對土壤團聚體的組成和分布已產(chǎn)生了顯著影響，秸稈覆蓋促進了土壤大顆粒大團聚體（>2000 μm）的形成，增加了團聚體的穩(wěn)定性，改善了土壤結構。與常規(guī)壟作處理相比，秸稈覆蓋免耕處理?5?年后犁底層消失，有利于改善土壤下層結構和孔隙分布，使土壤穿透阻力迅速降低。穿透阻力的下降可顯著促進作物生長和根系的穿透、水分下滲和保持，以及養(yǎng)分運移和供應。

秸稈覆蓋免耕提高土壤生物多樣性。相對于常規(guī)耕作，秸稈覆蓋免耕增加了大型土壤動物群落個體密度、類群數(shù)量和多樣性指數(shù)，以線蚓、正蚓科和雙翅目幼蟲為主體的腐食性類群個體數(shù)量隨秸稈覆蓋頻率增加而增多。尤其是秸稈覆蓋免耕顯著增加了土壤蚯蚓的數(shù)量和生物量，全量秸稈覆蓋每平方米蚯蚓數(shù)量為?40—60?條，而常規(guī)壟作僅有?3—5?條。蚯蚓能夠增加土壤團聚體的穩(wěn)定性、改善土壤結構，對土壤通氣和透水性能具有重要的作用。土壤生物多樣性提高、生物功能增強表明秸稈覆蓋免耕后土壤生態(tài)功能得到顯著的恢復和提高。

秸稈覆蓋免耕增加土壤蓄水抗旱保墑能力

和常規(guī)耕作相比，秸稈在地表覆蓋降雨的滲透率平均增加?30%?以上，地表蒸發(fā)降低?40%?以上。通過對整個玉米生育期的土壤水分變化監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋免耕處理下的土壤含水量均高于常規(guī)壟作。夏季降雨后差異變小，而春季、秋季差異顯著增加，這說明干旱條件下秸稈覆蓋具有很強的水分保蓄和調(diào)節(jié)能力，更有利于保證作物的水分需求，具有抗旱節(jié)水的作用。

秸稈覆蓋免耕的抗旱保墑能力對緩解該地區(qū)春季旱情尤為明顯。2017?年梨樹縣經(jīng)歷了?50?多天的春旱，常規(guī)壟作處理的表層土壤含水量僅約為?4%，這嚴重影響了玉米春播。而秸稈覆蓋免耕處理下的土壤含水量約為?18%，保持了良好的墑情，可以實現(xiàn)無補水條件下的免耕播種，同時也保證了后期良好的出苗率。

保性耕作技術實現(xiàn)了秸稈資源有效循環(huán)利用，提高了肥料利用率，節(jié)本節(jié)肥、增產(chǎn)增效

與常規(guī)壟作相比，秸稈覆蓋免耕在培肥地力的同時，仍能夠維持較高的作物產(chǎn)量。2017?年梨樹縣高家村試驗基地實現(xiàn)增產(chǎn)約?1?000 kg/ha，氮肥利用率提高?4.7%。秸稈覆蓋免耕技術一次進地能夠完成側深施化肥、切斷和清理種床秸稈、種床整理、單粒播種、覆土鎮(zhèn)壓等工序，實現(xiàn)了玉米播種和施肥的精準化、智能化全程機械作業(yè)。因此，該技術可以減少農(nóng)機進地次數(shù)，以及減少燃油消耗和勞動力成本。根據(jù)本研究的歷年平均數(shù)據(jù)估算，每公頃可節(jié)省成本?1?650?元。在產(chǎn)量方面，按照免耕作業(yè)比常規(guī)耕作玉米產(chǎn)量每公頃增加?1?000 kg?計算，預計可增加收入?1?400?元，因此節(jié)本增效可達?3?050?元。

保護性耕作應用前景及效果展望

保護性耕作技術是世界土壤保護與利用最為重要的成功經(jīng)驗，該技術與作物輪作、等高種植、防風林帶等技術結合，已在北美、南美洲、澳大利亞等國家廣泛推廣應用，為世界糧食生產(chǎn)安全及環(huán)境質量改善作出了重要貢獻。經(jīng)過近?20?年的研究探索，我國保護性耕作的技術模式及配套機具基本成熟，具備了大面積示范推廣的條件。中國科學院等單位自?2007?年以來在吉林省研究并形成的保護性耕作技術及配套機具（被稱之為“梨樹模式”），為保護性耕作技術在東北黑土區(qū)的示范推廣提供了重要技術支撐。

保護性耕作技術在我國東北黑土地的廣泛應用，將對我國東北糧食生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境及國民經(jīng)濟產(chǎn)生深遠的影響。

可以有效遏制東北土壤退化，提高土壤產(chǎn)量。一方面，保護性耕作可以有效控制土壤的風蝕、水蝕，讓土壤不再“變薄”；另一方面，可改善土壤結構，提高土壤的生物多樣性，逐漸恢復土壤肥力，提高糧食生產(chǎn)水平。

增強東北地區(qū)糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性。保護性耕作的連續(xù)實施，可以消除犁底層，增強土壤降雨入滲能力，從而實現(xiàn)蓄水防澇抗旱、抗倒伏的能力，增強東北地區(qū)糧食生產(chǎn)抗逆減災的能力，穩(wěn)固國家糧倉。

改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。保護性耕作連續(xù)大面積實施后，沙塵暴、水土流失和面源污染基本得到控制或改善，秸稈焚燒造成的環(huán)境污染大幅下降，區(qū)域水資源緊缺狀況可有效改善，同時節(jié)約大量的政府管理資源。

有助于實現(xiàn)碳固定。保護性耕作條件下，土壤擾動減少可降低土壤有機質礦化量，同時秸稈還田可增加土壤中有機物質的歸還，有助于農(nóng)田土壤增碳減排。

（作者：敖曼 關義新，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所；張旭東 中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所；《中國科學院院刊》供稿）