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　　黑土地保護(hù)與利用，從何破題？

?　　東北黑土區(qū)是我國(guó)最重要的商品糧基地之一，是維護(hù)國(guó)家糧食安全的“壓艙石”。然而，受全球氣候變化、生態(tài)環(huán)境退化和長(zhǎng)期高強(qiáng)度開發(fā)利用的影響，黑土地出現(xiàn)了嚴(yán)重退化現(xiàn)象。防止東北黑土退化，實(shí)現(xiàn)黑土地可持續(xù)利用，是東北糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需解決的重大問(wèn)題。

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示意圖：保護(hù)性耕作給東北黑土地帶來(lái)的變化

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黨中央、國(guó)務(wù)院和各級(jí)政府高度重視東北黑土地保護(hù)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，明確要求要采取工程、農(nóng)藝、生物等多種措施，調(diào)動(dòng)農(nóng)民積極性，共同把黑土地保護(hù)好、利用好。2017年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部會(huì)同多部委編制了《東北黑土地保護(hù)規(guī)劃綱要（2017—2030年）》，明確了保護(hù)黑土地的總體要求、重點(diǎn)任務(wù)、關(guān)鍵技術(shù)模式和保障措施。其中，保護(hù)性耕作是指在地不翻耕、地表有秸稈覆蓋的情況下，直接免耕或少耕播種，由于其保水保土、節(jié)本增效等多重效應(yīng)，已被眾多國(guó)家所接受和推廣。

日前，東北黑土地保護(hù)高端論壇暨第五屆梨樹黑土地論壇在吉林省長(zhǎng)春市召開，聚焦黑土地上保護(hù)性耕作的應(yīng)用和推廣。與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)、專家多方建言獻(xiàn)策，以期實(shí)現(xiàn)在保護(hù)中利用、利用中保護(hù)黑土地。本期我們選登部分主題報(bào)告與您分享。

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玉米秸稈覆蓋免耕，給黑土地帶來(lái)十大變化

中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所研究員　張旭東

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東北糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面積4.5億畝，占全國(guó)耕地總面積的22.2%，是國(guó)家最大的商品糧基地。然而持續(xù)的土壤退化嚴(yán)重威脅東北商品糧基地的糧食生產(chǎn)能力。與開墾前相比，土壤耕層的有機(jī)質(zhì)含量下降了50%-60%，黑土層平均厚度由50-60厘米下降到30厘米左右。

2007年起，由中國(guó)科學(xué)院牽頭采用“產(chǎn)-學(xué)-研”結(jié)合，以及“科研-生產(chǎn)-企業(yè)”相結(jié)合的模式，開創(chuàng)了農(nóng)藝-農(nóng)機(jī)聯(lián)合攻關(guān)研究的典范，在東北黑土區(qū)開展了13年的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用推廣工作，建立了一整套玉米秸稈覆蓋少免耕全程機(jī)械化技術(shù)模式，促進(jìn)了免耕播種機(jī)等產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和發(fā)展。研究和示范結(jié)果證明，秸稈覆蓋和免耕或少耕的結(jié)合可以有效保護(hù)土壤，增加土壤有機(jī)碳的固持、提高土壤肥力和生產(chǎn)力，保證東北黑土的高效可持續(xù)利用。

一、試驗(yàn)結(jié)果

吉林省梨樹縣高家村連續(xù)13年（2007-2019）秸稈覆蓋免耕試驗(yàn)結(jié)果表明：

（一）13年連續(xù)試驗(yàn)證明，研究建立的《秸稈覆蓋少免耕全程機(jī)械化技術(shù)》解決了秸稈還田下的播種機(jī)田間管理的難題。最低成本實(shí)現(xiàn)連續(xù)多年秸稈全量還田，解除了農(nóng)民“秸稈處理難”的問(wèn)題。

（二）秸稈覆蓋免耕是防止水土流失（風(fēng)蝕和水蝕）、保護(hù)土壤最有效的手段，表土侵蝕量減少80%以上。如果東北地區(qū)全部采用秸稈覆蓋免耕技術(shù)可基本消除本地沙塵暴的產(chǎn)生。

（三）秸稈覆蓋免耕可以增加土壤蓄水50-60毫米降水，基本免除干旱對(duì)試驗(yàn)地生產(chǎn)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，秸稈在地表覆蓋可不同程度地消除地表徑流，和常規(guī)耕作相比，降雨的滲透率平均增加30%以上，地表蒸發(fā)降低40%以上。此外，由于犁底層消失，水分下滲和保持能力增強(qiáng)。在400-550毫米年降雨量的梨樹試驗(yàn)田，每年由于蓄水保墑相當(dāng)于土壤增加50-60毫米的降雨。2017和2018年?yáng)|北地區(qū)經(jīng)歷了幾十年一遇大旱，常規(guī)壟作處理的表層土壤含水量?jī)H約為4%，而秸稈覆蓋免耕處理下的土壤含水量約為18%，2018年在全省玉米普遍減產(chǎn)的情況下，試驗(yàn)田獲得大豐收，獲得了畝產(chǎn)950公斤的歷史最高產(chǎn)量。

（四）秸稈覆蓋免耕減少了倒伏災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響。2012年臺(tái)風(fēng)“布拉萬(wàn)”襲擊了東北，試驗(yàn)地周邊所有地塊玉米均100%嚴(yán)重倒伏，而秸稈覆蓋免耕試驗(yàn)地只有15%左右的玉米傾斜，基本沒(méi)有倒伏。而之后連續(xù)多年的試驗(yàn)表明，秸稈覆蓋免耕可有效防止玉米根倒，減少大風(fēng)災(zāi)害，特別是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)對(duì)玉米生產(chǎn)的影響。

（五）秸稈覆蓋免耕促進(jìn)了耕層土壤有機(jī)質(zhì)的積累，提高土壤肥力。從2007年到2018年，耕層土壤有機(jī)質(zhì)由每千克22.5克增加至24克，年均增加幅度為0.5%-0.7%。另外，13年試驗(yàn)結(jié)果表明土壤有機(jī)碳增加10%以上，年增加量在0.1%左右。

（六）秸稈覆蓋免耕增加了氮、磷、鉀養(yǎng)分在耕層的積累。作為重要的養(yǎng)分資源，秸稈全量歸還每年向土壤輸入的氮、磷、鉀數(shù)量相當(dāng)于當(dāng)?shù)鼗适┯昧康?5%、30%和200%。2007年到2018年，耕層土壤全氮含量由每千克1.21克增加到1.37克，年平均增幅為1.1%。土壤全磷含量從每千克0.38克增加到0.46克，年平均增幅為1.8%。土壤全鉀含量由每千克20.9克增加到23.8克，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(kù)容量和養(yǎng)分供應(yīng)潛力，為實(shí)現(xiàn)化肥減施的目標(biāo)提供了重要的保障。

（七）秸稈覆蓋免耕提高氮、磷、鉀養(yǎng)分的活性。研究結(jié)果表明，從2007年到2018年，耕層土壤堿解氮含量由每千克104毫克增至112毫克；耕層土壤有效磷從每千克8.5毫克增加到20.9毫克；土壤耕層速效鉀從每千克149毫克增加到191毫克。秸稈覆蓋歸還不僅增加了各養(yǎng)分庫(kù)容量，同時(shí)也提高了養(yǎng)分活性，增加了土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力。

（八）秸稈覆蓋免耕改善了土壤結(jié)構(gòu)，提升了土壤生物功能。秸稈覆蓋免耕5年后，秸稈覆蓋免耕對(duì)土壤團(tuán)聚體的組成和分布已產(chǎn)生了顯著影響，秸稈覆蓋免耕促進(jìn)了土壤大顆粒大團(tuán)聚體的形成，增加了團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，改善了土壤結(jié)構(gòu)。

（九）秸稈覆蓋免耕可使土壤犁底層消失。和常規(guī)壟作處理相比，秸稈覆蓋免耕處理5年后犁底層消失，使土壤穿透阻力迅速降低。通過(guò)深松消除犁底層是生產(chǎn)上極其重要的增產(chǎn)措施，但也是成本較高、動(dòng)力需求較高的農(nóng)事作業(yè)，秸稈覆蓋免耕是目前成本最低的犁低層消除方案。

（十）降低生產(chǎn)成本，減少產(chǎn)量的年際間較大變動(dòng)，提高農(nóng)田的穩(wěn)定生產(chǎn)能力及農(nóng)民的種植效益。由于消除了干旱及倒伏等對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，同時(shí)土壤肥力不斷提高，試驗(yàn)地玉米生產(chǎn)力穩(wěn)步提高。2007年試驗(yàn)地是當(dāng)?shù)氐亩鹊?，而目前該地塊產(chǎn)量水平不斷攀升，其中高產(chǎn)試驗(yàn)田2017、2018年連續(xù)兩年玉米畝產(chǎn)量達(dá)到950公斤以上。同時(shí)該技術(shù)可以減少農(nóng)機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減少燃油消耗及勞動(dòng)力成本。根據(jù)本研究的歷年平均數(shù)據(jù)算，每畝可節(jié)省成本100元，玉米產(chǎn)量每畝增加50公斤，每畝節(jié)本增效可達(dá)170元左右。

二、結(jié)論與展望

通過(guò)連續(xù)13年玉米秸稈覆蓋免耕長(zhǎng)期定位實(shí)驗(yàn)，我們利用農(nóng)民難以處理的生產(chǎn)廢棄物——玉米秸稈以及免耕技術(shù)，成功研究與示范了世界先進(jìn)的玉米連作秸稈覆蓋還田免耕技術(shù)。該技術(shù)可減少秸稈焚燒、沙塵暴、水土流失、面源污染帶來(lái)的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題；基本消除或減緩干旱、倒伏等自然災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響；促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累，提高土壤肥力、遏制黑土退化、提高化肥利用率，為實(shí)現(xiàn)減量施肥提供了肥力保障；在持續(xù)提高土地生產(chǎn)力的同時(shí)降低農(nóng)民生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了黑土地的保護(hù)及農(nóng)業(yè)的生態(tài)綠色發(fā)展。

秸稈覆蓋免耕技術(shù)適于春季較為干旱的地區(qū)，而在其他生態(tài)區(qū)，我們正在積極開展研究與示范不同類型的秸稈覆蓋少免耕技術(shù)模式，以期盡快建立玉米連作、玉米大豆輪作、大豆等生產(chǎn)體系的秸稈覆蓋少免耕技術(shù)體系。

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保護(hù)性耕作，從根本上改良土壤

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)　李保國(guó)

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為全面落實(shí)“藏糧于地、藏糧于技”的重大戰(zhàn)略，科學(xué)評(píng)價(jià)保護(hù)性耕作在東北地區(qū)的實(shí)施效果，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)吉林梨樹實(shí)驗(yàn)站會(huì)同中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)所、黑土地保護(hù)與利用科技創(chuàng)新聯(lián)盟等部門，于2019年7月6日-31日對(duì)東北地區(qū)保護(hù)性耕作試驗(yàn)示范基地進(jìn)行了土質(zhì)測(cè)查和生產(chǎn)調(diào)研?，F(xiàn)將具體情況匯報(bào)如下。

一、試驗(yàn)示范區(qū)基本情況

東北地區(qū)屬于世界三大黑土區(qū)之一，土壤性狀好、肥力高，是我國(guó)重要的商品糧基地，在國(guó)家糧食安全體系中起著舉足輕重的作用。然而，由于長(zhǎng)期的掠奪式經(jīng)營(yíng)和過(guò)度開墾，黑土退化問(wèn)題日益嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約東北地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)吉林梨樹實(shí)驗(yàn)站聯(lián)合政府部門、科研院所組建黑土地保護(hù)與利用科技創(chuàng)新聯(lián)盟，在東北地區(qū)設(shè)立試驗(yàn)示范基地59個(gè)，分布在黑、吉、遼、蒙的30個(gè)縣（區(qū)、市），示范面積52萬(wàn)畝，輻射推廣面積近2000萬(wàn)畝。這次調(diào)研主要針對(duì)有代表性的23個(gè)點(diǎn)進(jìn)行土質(zhì)測(cè)查和生產(chǎn)調(diào)研。

二、調(diào)查項(xiàng)目

調(diào)查項(xiàng)目包括各試驗(yàn)示范基地的地理位置、土壤類型、地形地貌、氣候條件、耕作方式、實(shí)施年限、秸稈覆蓋度、作物產(chǎn)量和生產(chǎn)成本等；測(cè)定指標(biāo)包括土壤容重、含水量、有機(jī)質(zhì)、團(tuán)聚體、田間持水量、萎蔫系數(shù)、土壤緊實(shí)度、全氮、有效氮、無(wú)機(jī)氮、全磷、全鉀、速效磷、速效鉀、緩效鉀、半分解有機(jī)殘?bào)w等。

三、結(jié)論

保護(hù)性耕作技術(shù)，對(duì)土壤的理化性狀影響巨大，能從根本上起到改良土壤、提升地力等級(jí)的作用。而從大量的試驗(yàn)示范來(lái)分析，實(shí)施保護(hù)性耕作，對(duì)土壤的改良是一個(gè)長(zhǎng)期的、漸進(jìn)的、從內(nèi)至外、從表層到底層逐漸發(fā)展的過(guò)程。

（一）防止土壤侵蝕與保土效果顯著

受地域不同影響，保護(hù)性耕作技術(shù)在不同省區(qū)的實(shí)施有所不同，但在這個(gè)季節(jié)秸稈覆蓋度還可達(dá)到44%-91%，平均覆蓋度達(dá)到60.4%。依據(jù)地表覆蓋度與防治土壤侵蝕的定量關(guān)系可推出，采取保護(hù)性耕作技術(shù)后，與原來(lái)不覆蓋相比，土壤侵蝕（水蝕與風(fēng)蝕）至少降低90%以上，其保土的作用為土壤肥力提供了基礎(chǔ)。

（二）土壤肥力顯著提升

從測(cè)查結(jié)果來(lái)看，保護(hù)性耕作區(qū)在表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效鉀等指標(biāo)上均有顯著上升，尤其是土壤有機(jī)質(zhì)含量這一重要的肥力指標(biāo)，增幅高達(dá)10.6%，這說(shuō)明保護(hù)性耕作可以有效提升土壤肥力。從生產(chǎn)調(diào)查結(jié)果來(lái)看，實(shí)施保護(hù)性耕作5年以上的地塊，普遍可以減少化肥施用量15%-20%，這也從生產(chǎn)實(shí)踐層面上印證了保護(hù)性耕作在培肥地力方面的突出效果。

（三）土壤性狀明顯改善

大量的秸稈還田使土壤的有機(jī)質(zhì)和多種養(yǎng)分含量得到提升，改善了土壤的物理化學(xué)生物性狀。從測(cè)查結(jié)果來(lái)看，保護(hù)性耕作區(qū)的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體在各深度上均顯著增多，尤其是在地表0-5厘米深度，與常規(guī)耕作相比更是增加了15.9%，這說(shuō)明實(shí)施保護(hù)性耕作后土壤物理性狀得到明顯改善。測(cè)查結(jié)果還表明，保護(hù)性耕作區(qū)土壤pH值有小幅降低，使得東北地區(qū)許多偏堿性土壤趨于玉米適宜的酸堿度范圍，這說(shuō)明實(shí)施保護(hù)性耕作后土壤化學(xué)性狀得到明顯改善。

（四）保水抗旱效果突出

保護(hù)性耕作的保水抗旱效果主要體現(xiàn)在春季至入伏之前，此期田間土壤裸露面積大，因此蒸發(fā)量也大。2019年5月3日，在梨樹鎮(zhèn)高家示范區(qū)測(cè)定，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的干旱，保護(hù)性耕地含水量仍達(dá)到平均為21.2%（體積含水量），而對(duì)照地塊為11.7%（體積含水量）。

從本次測(cè)定結(jié)果來(lái)看，保護(hù)性耕作區(qū)土壤含水量與常規(guī)耕作差異不大，一方面是因?yàn)?月中旬采樣時(shí)玉米已經(jīng)長(zhǎng)高，玉米葉片的遮蔽作用導(dǎo)致土壤水蒸發(fā)量差異不大；另一方面是個(gè)別基地采樣前下過(guò)一場(chǎng)大雨，導(dǎo)致常規(guī)耕作的土壤含水量與保護(hù)性耕作基本持平。然而，從往年的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，保護(hù)性耕作可以阻止地表徑流，把更多的雨水蓄留在耕層，還可以阻擋陽(yáng)光照射，減少土壤水分蒸發(fā)，尤其在春季，可以有效抵御東北地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的旱情。從生產(chǎn)調(diào)查結(jié)果來(lái)看，在春旱特別嚴(yán)重的2018年，保護(hù)性耕作區(qū)平均產(chǎn)量比常規(guī)耕作區(qū)高了27.6%，這也從生產(chǎn)實(shí)踐層面上印證了保護(hù)性耕作在保水抗旱方面的突出效果。

（五）穩(wěn)產(chǎn)增收

從測(cè)查結(jié)果來(lái)看，歷年的保護(hù)性耕作區(qū)糧食產(chǎn)量在平常年景比常規(guī)耕作有小幅增加，增幅9.7%。從生產(chǎn)調(diào)查結(jié)果來(lái)看，保護(hù)性耕作通過(guò)減少化肥施用量、減少農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)節(jié)、減少用工等途徑，每公頃可降低生產(chǎn)成本704元，降幅高達(dá)15.7%。綜合來(lái)看，實(shí)施保護(hù)性耕作，可以在穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的同時(shí)大幅降低生產(chǎn)成本，這表明保護(hù)性耕作可以有效提高農(nóng)民收入。

（六）保護(hù)環(huán)境

保護(hù)性耕作在保護(hù)環(huán)境方面的作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是從根本上解決了秸稈焚燒問(wèn)題，避免了由于秸稈焚燒所引起的大氣污染；二是實(shí)現(xiàn)減肥增效，減少農(nóng)機(jī)作業(yè)量，減燃油消耗量30%左右，減少化肥施用量20%左右，可減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的大氣污染和土壤面源污染；三是有效保護(hù)土壤，大幅減少土壤風(fēng)蝕、水蝕，抑制由土壤風(fēng)蝕所引起的沙塵暴和由土壤水蝕引起的地下水污染。

（七）典型示范區(qū)效果顯著

梨樹縣的康達(dá)農(nóng)機(jī)合作社和盧偉農(nóng)機(jī)農(nóng)業(yè)合作社由于在技術(shù)上依托科研部門和技術(shù)推廣部門，同時(shí)配備了先進(jìn)的農(nóng)機(jī)具，所以在實(shí)施保護(hù)性耕作方面走在了前列，是實(shí)施保護(hù)性耕作示范較好的示范區(qū)，表現(xiàn)為技術(shù)性強(qiáng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度高、合作社效益好、耕地地力提升大等多方面。特別是在體現(xiàn)地力等級(jí)的理化性狀指標(biāo)上，全面超過(guò)對(duì)照。

四、建議

因地制宜，各區(qū)域可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和有機(jī)整合，建立一項(xiàng)適合本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的保護(hù)性耕作技術(shù)。在保持現(xiàn)有示范基地和試驗(yàn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展與壯大示范規(guī)模，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶線、以線帶面的效果。政府要從人力和物力上加大對(duì)此項(xiàng)技術(shù)推廣的支持力度。

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免耕玉米-大豆輪作　培肥土壤　提產(chǎn)增收

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授　任圖生

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一、研究背景

根據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位在東北四省區(qū)的考察和研究，現(xiàn)代集約農(nóng)作制度產(chǎn)生的“用養(yǎng)脫節(jié)”問(wèn)題是東北黑土地退化的根源，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，農(nóng)田輸入和輸出嚴(yán)重失調(diào)。過(guò)去30年來(lái)，該地區(qū)的作物單產(chǎn)穩(wěn)步提升，高產(chǎn)田已經(jīng)超過(guò)1000公斤/畝，而投入（肥料）的增長(zhǎng)則相對(duì)滯后，導(dǎo)致農(nóng)田養(yǎng)分入不敷出，地力下降。第二，作物種植方式單一。傳統(tǒng)的玉米-大豆輪作基本上被玉米單作取代，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)緩沖性能降低。第三，農(nóng)田投入失衡，從“有機(jī)肥、化肥并重”轉(zhuǎn)向“化肥為主、有機(jī)肥嚴(yán)重不足”，農(nóng)家肥施用越來(lái)越少，大量秸稈被焚燒，導(dǎo)致土壤保水保肥性能降低。第四，土壤擾動(dòng)強(qiáng)度大，以壟作、翻耕為主的土壤耕作技術(shù)加劇了土壤有機(jī)質(zhì)分解和結(jié)構(gòu)破壞。第五，順坡向耕作、地表缺乏覆蓋，導(dǎo)致耕層土壤水蝕風(fēng)蝕加劇。顯然，解決黑土地退化的關(guān)鍵在于增加有機(jī)投入、調(diào)整種植方式、改變耕作技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田“用養(yǎng)結(jié)合”。

二、研究目的

針對(duì)集約農(nóng)作制度導(dǎo)致的黑土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量下降、土壤侵蝕加劇、季節(jié)性干旱頻繁等問(wèn)題，建立適合黑土地區(qū)作物高產(chǎn)、資源高效和環(huán)境友好的免耕農(nóng)作制度，包括作物種植制度和土壤耕作制度，揭示不同農(nóng)作制度下土壤質(zhì)量動(dòng)態(tài)、作物產(chǎn)量和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)律，為東北糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)保障。

三、研究方法

本研究始于2011年春季，地點(diǎn)設(shè)在位于吉林省梨樹縣泉眼溝村的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)吉林梨樹實(shí)驗(yàn)站。小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)是土壤耕作，設(shè)傳統(tǒng)壟作、免耕（即玉米或大豆秸稈全量覆蓋還田免耕）和輪耕（三年免耕后第四年翻耕一次）三個(gè)處理；副區(qū)為作物輪作，設(shè)玉米連作、玉米-大豆兩年輪作和玉米-玉米-大豆三年輪作三個(gè)處理?；旧先虣C(jī)械化操作。

四、初步結(jié)果

無(wú)論是玉米連作、玉米-大豆兩年輪作和玉米-玉米-大豆三年輪作，只要采取免耕，都有明顯的保土保水、提高土壤肥力、增加作物抗風(fēng)性能及穩(wěn)定或提高作物產(chǎn)量和效益的效果。

（一）免耕提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善了土壤肥力。耕層有機(jī)質(zhì)含量從2011年的1.85%提高到2018年的2.01%，增加了9%，而壟作處理8年間沒(méi)有變化；同時(shí)，免耕處理的氮、磷、鉀養(yǎng)分含量增加，尤其是速效氮和鉀含量分別比壟作增加了13%和27%。

（二）免耕顯著改善了土壤結(jié)構(gòu)和透水性。表現(xiàn)在大團(tuán)聚體比例增加（15%），水穩(wěn)性團(tuán)聚體的幾何平均直徑增加了約0.2毫米。

（三）免耕顯著提高了土壤抗旱性能，實(shí)現(xiàn)了降水的年際間和季節(jié)間均衡供應(yīng)。免耕下土壤底墑足，可以足墑播種，而壟作因土壤干旱而難以播種。在夏季，免耕玉米至少可以抵御15天左右的持續(xù)干旱，壟作玉米在干旱10天左右就出現(xiàn)嚴(yán)重萎蔫。這是因?yàn)椋L(zhǎng)期免耕導(dǎo)致大孔隙比例提高，水分入滲速率增加；由于全年秸稈覆蓋，水分蒸發(fā)損失減?。煌寥澜Y(jié)構(gòu)改善，蓄水性能提高。

（四）免耕顯著降低了土壤風(fēng)蝕以及大風(fēng)對(duì)作物的傷害。由于保留了20厘米左右的直立殘茬，加上覆蓋的秸稈，免耕有效地減緩了近地表風(fēng)速，土壤風(fēng)蝕降低了95%以上，而春季幾場(chǎng)大風(fēng)后，壟作處理地表疏松的土壤損失殆盡。另外，壟作的幼苗，特別是大豆的幼苗往往很容易因大風(fēng)刮斷，免耕處理的幼苗則很少受到損傷。

（五）長(zhǎng)期免耕提高了春玉米和大豆的產(chǎn)量及種植效益。從傳統(tǒng)壟作轉(zhuǎn)為免耕后，玉米產(chǎn)量在前四年出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)，從第五年開始逐漸穩(wěn)定，表現(xiàn)出持續(xù)增產(chǎn)趨勢(shì)，增產(chǎn)率超過(guò)10%。免耕后大豆的單產(chǎn)總體保持穩(wěn)定，2018年干旱年份可增產(chǎn)23%。從效益分析，在傳統(tǒng)的壟作種植方式中，至少需要7個(gè)農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)節(jié)，才能完成玉米播種到秋末整地的所有工作。實(shí)施免耕農(nóng)作后，全年農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)節(jié)減少到3次，既減少了用工，又降低了農(nóng)機(jī)投入和機(jī)械損耗，生產(chǎn)成本從3300元/公頃降低到1800元/公頃，農(nóng)民增收1500元/公頃。