撰文/记者 陈永杰 图文编辑/陈永杰

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李保国（中国农业大学土地科学与技术学院院长、教授）

高产丰产的黑土地，被誉为“耕地中的大熊猫”。习近平总书记强调：“要把黑土地保护作为一件大事来抓，把黑土地用好养好。”“强化数字技术和生物技术赋能，优先把黑土地建成高标准农田，切实把黑土地保护好。”

肥沃的黑土地，是地球上稀有的土壤资源。据最新统计，我国东北地区约有2.94亿亩典型黑土区耕地，占全国耕地面积的15.4%。

2022年8月1日起施行的《中华人民共和国黑土地保护法》，针对保护黑土地的特点构建法律制度和措施，对于保障国家生态安全和粮食安全意义深远。

▲黑龙江双鸭山友谊农场，整地机车修整黑土地

黑土地保护法施行一年多来，各地区各部门采取有效措施，保数量、提质量，切实保护黑土地优良生产能力、保障国家粮食安全、维护生态系统平衡。

2023年，黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古四省区实施保护性耕作面积已超过9000万亩，“十四五”期间我国将完成1亿亩黑土地保护利用任务，黑土耕地质量明显提升，预计土壤有机质含量平均提高10%以上。

据监测，辽宁省黑土区耕地质量得到较大提升，项目区耕地质量平均提高0.5个等级以上，土壤有机质平均含量提高3个百分点以上；黑龙江省耕地质量平均等级达3.46等，土壤有机质平均含量达36.2克/千克。

耕地中“大熊猫”的由来

为什么说黑土地是耕地中的“大熊猫”？我们谈到大熊猫的时候，容易想到它的珍贵和稀有，甚至它的脆弱性。

全世界仅有四大块黑土区，分别是乌克兰平原面积约190万平方公里；美国的密西西比平原面积约120万平方公里；中国的东北平原面积约103万平方公里；南美洲阿根廷连至乌拉圭的潘帕斯草原76万平方公里。

在我国，黑土地只有在东北特有的生物气候条件下，才能发育形成。黑土地的形成需要漫长的时间，发育1厘米的黑土层需要约200年-600年的时间。

▲黑土地的形成示意图

黑土地上，无论在种植玉米、大豆还是水稻等作物，不仅产品量足，品质也非常优质。然而，长期以来曾经“捏把黑土冒油花，插根筷子也发芽”的黑土地被超负荷利用，重用轻养，正在面临水土流失、土层变薄、肥力下降等问题。如果不采取有效的保护措施，不久的将来，我们或许将会失去这片“美丽的黑色”。

黑土地面临的首要问题是退化严重。黑土地开垦以后，实际上变得脆弱了。比如已开垦100年左右的黑土地，正在急剧变薄。黑土层由原来的50厘米-1米左右，变成大约15厘米-50厘米左右，黑土层每年平均可以消耗2毫米左右。

黑土层变薄的同时也在变“瘦”，也就是说黑土中的有机质在不断地减少。黑土地的颜色已经由黑色变成黄色，甚至是淡黑色，颜色越来越浅。颜色变浅的原因是土壤的有机质含量逐渐在下降，而且越往东北三省的南部走，黑土地的有机质下降得越严重。

黑土层变薄变“瘦”的同时，黑土地的结构也开始变差，最明显的情况就是黑土变硬。

在整个东北地区黑土地的耕地面积大概有5.38亿亩，比较厚的黑土层大概占到50%，所有耕地面积加起来占到全国的27%，它们粮食总产量占到全国的1/4，最重要的是粮食的调出量占全国的1/3。

东北的黑土地是我们粮食安全的“压仓石”，把它形容为耕地中的“大熊猫”是名副其实的。

保护性耕作的土壤学原理

如何才能保护好黑土地，保护好耕地中的“大熊猫”？这需要了解土壤学的一般性原理。

2017年，联合国粮食及农业组织(FAO)提出了可持续土壤管理的十大准则。这十大准则也是我们土地利用管理，农业可持续发展当中，怎么把土壤质量保护好，使它可持续地进行农业生产种植的最主要的原理或准则。

▲2017年，联合国粮食及农业组织(FAO)提出了可持续土壤管理的十大准则

第一是想尽一切办法，减少土壤侵蚀。第二是提高土壤有机质的含量。第三是土壤养分均衡，要进行良好循环。最后一条是完善土壤水分的管理。水是生命之源，水分供给的多少，实际上决定了作物的产量。

国际上给出的方案就是保护性利用，或者叫保护性农业。保护性农业要保护什么？实际上是要保护农业发展当中最基本的土壤资源，只有把土壤资源保护好了，才可以可持续地利用下去，农业生产才可以可持续利用。

在保护性农业里，实际上有三个部分的内容，免耕、覆盖和轮作，这就是我们保护性农业的耕作体系。

免耕就是尽量不耕翻土地，覆盖是地表应该做到植被覆盖，无论是生长期作物本身的覆盖，还是收获以后，作物的残茬或者残留物都应该覆盖到地表。

在免耕和覆盖的基础上再加上作物轮作。比如，在东北地区可以进行玉米和大豆轮作，有条件的地方水旱轮作。意思就是说，一块地上不能同一种作物永远种下去。

▲联合国粮食及农业组织(FAO)提出了保护性农业原则：免耕、覆盖、轮作

传统耕作需要对土地进行耕翻，进行耙地平整，后进行播种，需要多种机械进地作业，动土，通过动土保证给植物一个好的生长条件。

我们要鼓励传统耕作应该转变， 进行免耕或者少耕。少耕就是尽量不翻地或不动土，就是仅在播种带进行条耕后就播种，如有必要再进行深松。免耕就是在秸秆有覆盖的情况下，播种、施肥等操作一次性完成。免耕是使用免耕播种机，在播种的同时，把施肥、防虫的药物施用尽量一次完成。

国际上采取保护性耕作面积的国家现在越来越多，特别是美洲，北美和南美参与的面积越来越大，百分之八九十的土地都采用保护性耕作。

免耕、播种再加上秸秆的覆盖，是尽量基于土壤原来形成时的生态系统，可让土壤中的生物“活力“急剧增加，特别是土壤耕翻的“工程师”——蚯蚓大量增加。免耕以后，土壤结构的改良任务实际上是交给了生物来做。

▲蚯蚓是土壤耕翻的“工程师”，土壤结构的改良任务实际上是交给了生物来做

研究表明，无论是玉米的秸秆，大豆的秸秆，只要覆盖地表1/3，土壤的侵蚀量可以降低80%多。这是因为地表覆盖以后，它保护了土壤，降低了风速，不容易起风沙了，水蚀也会大大降低。假如地表秸秆覆盖到2/3以上，土壤的侵蚀量可以降低95%以上。

另外，为什么要轮作？这是因为不同植物的性能不一样，特别是根系的性能不一样。根系的功能也有很大差别，比如说豆科植物还有固氮的作用，玉米和大豆轮作以后，豆类、大豆等作物的固氮，实际上消耗的土壤肥力低，还能给土壤增加某些氮素，为下一季种植的玉米提供氮肥。

不同的作物种植有着不同的根系下扎深度，有的是直根系，有的是须根系的，植入到土壤深层的空间和浅层的地表的空间也不一样，就可以改善土壤的特性。

黑土地保护性利用的梨树模式

黑土地保护性利用的梨树模式就是保护性耕作在东北地区的具体应用。国际上把保护性耕作进一步提升为保护性农业，再加上轮作方式来进行土地的可持续利用，也可以称作农业的可持续利用的一种方式。

在东北当前玉米连作的情况下，怎么来实行土地的保护？实际上就是秸秆覆盖还田的种植。

▲黑土地的保护模式——秸秆覆盖还田种植

覆盖，少耕免耕是梨树模式的核心，再加上大豆、玉米轮作，黑土地的土壤上整个根系发育生长得很好。犁底层消失，根系下扎得很深，蚯蚓可以活动到1米以内的深度，表层蚯蚓很多。

▲吉林梨树长期定位试验田采取的免耕+覆盖+轮作的耕作方式

这种情况下，土壤质量得到改善，粮食也做到了不减产，甚至在旱作的年份，粮食增产也是十分突出的，比传统模式要增产至少20%-30%。

采取梨树的免耕农作制度的方式保土可以防止土壤侵蚀、风蚀和水蚀。保水指的是增加了供水50毫米-70毫米，这也是为什么旱作年份增产的主要原因。

梨树的免耕、覆盖、轮作的耕作方式促进了黑土生态系统的良性循环，特别是秸秆覆盖还田，再加上不进行翻耕，促进了黑土地良好的生态系统循环，防止了面源污染，也防止了大气环境的污染等。

▲黑土地可持续利用

土壤结构改善后，水分渗入得很深。玉米的长势旺盛，根系下扎得很深，可以下扎到1米以上，玉米倒伏的情况大幅度减少。

另外，有可能的情况下要采取轮作。就我国粮食安全来讲，东北大面积的休耕难以做到的，但秸秆覆盖还田，少耕免耕，在一定范围内的轮作是完全可以做到的，这就是东北地区追求的可持续发展的目标。希望我们的黑土地，有机质含量逐步恢复并得到一定提高，同时土壤结构越来越疏松，这样才能保证发挥土壤作为水分和养分供给库的作用。

据介绍，今年，黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古四省区实施免耕少耕秸秆覆盖还田等多种模式，将实现黑土地保护利用覆盖重叠面积1亿亩次、有机肥增施2000万亩，扎实推进高标准农田建设和侵蚀沟治理，持续做好国家黑土地保护工程标准化建设。

只有良好健康的土壤才能保障黑土地上的粮食生产，保卫我国的粮食安全。

来源: 北京科技报社