曹笠珈，董環(huán)宇，何 龍，劉志江，邸文靜

（1.吉林市鄉(xiāng)村振興研究院 吉林，吉林 132013；2.吉林市豐滿區(qū)農(nóng)業(yè)蔬菜技術(shù)推廣中心 吉林，吉林 132013；3.吉林市畜牧總站 吉林，吉林 132013）

黑土地是世界上最肥沃、墾殖時間較短的耕作土壤類型之一。我國黑土地主要分布在黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部區(qū)域，耕地面積5.38億畝，占全國耕地總面積的26.6%，糧食產(chǎn)量占全國的1/4，是我國糧食安全的 “壓艙石”[1]。吉林省作為我國重要的商品糧基地之一，更要堅決扛穩(wěn)國家糧食安全重任[2]。竇森等[3]在其報道中指出，吉林省黑土地在廣義上是指本省行政區(qū)域內(nèi)擁有黑色或暗色腐殖質(zhì)表土層、性狀好、肥力高的優(yōu)質(zhì)土地，具體包括黑土、黑鈣土、草甸土、暗棕壤、棕壤、白漿土、水稻土等7個土壤類型。根據(jù)我省第三次土壤調(diào)查數(shù)據(jù)，在土壤資源中，暗棕壤面積約占41.4%、黑鈣土約為13.34%、白漿土約為10.5%，總的黑土面積占全國黑土覆蓋總面積的15%，由于有機質(zhì)含量較豐富，因此可盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米、水稻等糧食作物，有著發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)得天獨厚的基礎(chǔ)條件[4]?，F(xiàn)階段，吉林省黑土地在基礎(chǔ)肥力和糧食產(chǎn)能上主要表現(xiàn)為：土壤有機質(zhì)含量下降趨勢明顯[5]。在黑土地保護上應以秸稈還田為主基調(diào)，綜合運用秸稈覆蓋還田、條帶旋耕還田、腐熟再還田等方式，配套機械深松、養(yǎng)分調(diào)控等措施，有針對性地解決當前黑土地 “變薄、變瘦、變硬” 的問題，以配套機械為重要載體，將可復制、可推廣的黑土地保護模式傳播到千百萬種糧大戶手中，落實到田間地頭，發(fā)揮合力、起到黑土地保護的綜合效應。

1 東部濕潤區(qū)黑土地保護的路徑分析

吉林地區(qū)地處吉林省中東部，是糧食主產(chǎn)區(qū)的重要組成部分，坐擁白漿土和暗棕壤兩大土壤類型，前者母質(zhì)以第四紀河湖黏土沉積物為主，剖面結(jié)構(gòu)比較特殊，A層厚度介于50～70cm之間，但黑土層較薄，約15cm，下層即為白漿層，厚度為15～30cm。白漿層是一種障礙土層，呈酸性、貧瘠，物理性狀極差，濕潤時幾乎不能透水，干時堅硬，不利于作物根系生長；后者是在溫帶濕潤森林植被下發(fā)育的土壤，母質(zhì)以花崗巖為主，其次是玄武巖、砂巖和礫巖，剖面結(jié)構(gòu)為A層較薄，厚度介于15～20cm之間，AB過渡層淺薄，厚度介于5～10cm之間，土壤貧瘠，多為坡耕地。

作為東部濕潤農(nóng)業(yè)雨養(yǎng)區(qū)的主要土壤類型，白漿土和暗棕壤墾殖前自然土壤的黑土層就比較薄。該區(qū)黑土地存在的主要問題是坡耕地多，宜采取固土培肥黑土地保護技術(shù)模式：坡耕地頂部退耕還草、丘陵坡面改壟、筑地埂和種植物籬；同時根據(jù)地形和土壤條件，因地制宜的采取秸稈翻壓還田、秸稈覆蓋還田、壟側(cè)栽培[6]、增施有機肥、深松整地、糧豆輪作等農(nóng)藝措施，打破犁底層，增加土壤有機質(zhì)。

2 東部濕潤區(qū)減量施肥途徑研究

2.1 構(gòu)建基于水、旱田的最佳施肥體系

在樺甸、磐石和蛟河等縣市設(shè)置高、中、低產(chǎn)田多點覆蓋的 “3414” 田間肥效試驗，針對不同區(qū)域制定科學合理的施肥量、施肥方式和施肥時間，構(gòu)建最佳的肥料運籌模式，通過 “穩(wěn)氮、減磷、補鉀” 精準施肥體系的建立，增加中、微量元素施用比例，進一步提高化肥利用率減少總的用肥量，穩(wěn)產(chǎn)的同時保蓄土壤肥力?，F(xiàn)階段，廣大農(nóng)戶仍存在重視大量元素肥、忽略中、微量元素肥的思維意識，根據(jù)植物營養(yǎng) “木桶原理” ，偏施氮磷鉀肥會使作物生產(chǎn)過程對中、微量元素更加苛求。當前，吉林省東部濕潤區(qū)土壤有效磷大多集中在30～60mg/kg，含量非常豐富，磷素在土壤中往往以PO43-、HPO42-和H2PO4-的形式存在，其與Zn+等結(jié)合易形成難溶物，導致磷鋅拮抗使兩者有效性顯著降低。

2.2 基于智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)精準施肥平臺

以土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)為依托，充分引導廣大肥料企業(yè)生產(chǎn)配方肥、緩/控釋肥以及有機無機復合肥，減少高氮復合/混肥的市場占有率，使利于黑土地保護的系列新型肥料逐步占據(jù)市場[7]，通過測土配方施肥構(gòu)建區(qū)域性地力評價體系，基于大數(shù)據(jù)與問卷調(diào)查相結(jié)合，施肥指導卡與手機APP相銜接，形成智能化精準施肥服務(wù)平臺，擴大示范推廣效果，進一步提高人們科學施肥意識，從其主觀層面提高對減肥增效理念的認知。

3 東部濕潤區(qū)秸稈還田方式研究

3.1 東部濕潤區(qū)秸稈還田作用分析

系統(tǒng)分析和比對玉米秸稈粉碎還田、覆蓋還田、旋耕還田以及秸稈富集深埋還田后在農(nóng)田土壤中的腐解特征、養(yǎng)分釋放、理化特性的變化趨勢，揭示秸稈還田對濕潤區(qū)坡耕地滲透速率、儲水量、滲透量和侵蝕量等水土保持作用。此外，要投入精力研究炭基肥，將玉米秸稈采用裂解法加工成生物質(zhì)炭，在其副產(chǎn)物木醋業(yè)的加持下，包裹在顆粒尿素外側(cè)，形成具有一定緩釋效果的炭基緩釋尿素。

以秸稈為主原料，接種微生物菌劑進行充分腐解，腐解完成后輔以尿素、磷酸二銨、硫酸鉀等化肥，可造粒、加工秸稈基生物有機肥。該肥料種類具有化肥的速效性、兼具有機肥的緩效性，剛?cè)岵窍{秸稈資源、坡耕地土壤培肥的破解之術(shù)。秸稈基生物有機肥營養(yǎng)元素均衡、全面，可改善土壤理化性狀，提高團粒結(jié)構(gòu)比例，有效提高腐殖質(zhì)品質(zhì)，肥效持久，具有顯著增產(chǎn)作用。秸稈基生物有機肥富含枯草芽孢桿菌、鏈霉菌、黑曲霉和木霉等有益微生物菌群，所含的速效養(yǎng)分能滿足農(nóng)作物當季需求，長效養(yǎng)分可保蓄在土壤中作為潛在肥力，秸稈部分經(jīng)腐解產(chǎn)生大量的腐殖酸，具有保水、保肥、改良土壤和生物防治的功效；秸稈基生物有機肥除了化肥不可比擬的上述優(yōu)勢外，還具有無污染、無公害的特點。據(jù)悉，施用秸稈基生物有機肥，可補充均衡全面的養(yǎng)分，能改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，提高果實著色指數(shù)的同時提升水果口感、使含糖量提高2°～5°，對蔬菜品質(zhì)也有顯著的改善效果，能有效提高蔬菜中維生素C和還原糖的含量、降低硝酸鹽及重金屬的含量，在溫室大棚使用秸稈基生物有機肥還可抗重茬，有效解決因重茬導致的病蟲害；秸稈基生物有機肥富含有機質(zhì)，可以促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成、使土壤大小孔隙兼?zhèn)?、改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)、疏松土壤、降低土壤容重、抑制土壤板結(jié)，有利于保水、保肥、通氣的協(xié)調(diào)發(fā)展。對土壤肥力的改善還可以豐富土壤生物多樣性、促進作物根系發(fā)育、減少化肥的淋溶、增加化肥的有效性；秸稈基生物有機肥所含有的大量有益菌群，繁衍過程可分泌大量代謝物質(zhì)和酶，能刺激作物根系健康生長，增加作物抗旱、抗寒能力，在植物根際形成的優(yōu)勢菌群還可有效抑制和減少有害病菌繁殖，起到抵抗病原菌的作用，使作物健康生長。

3.2 東部濕潤區(qū)秸稈還田技術(shù)模式及優(yōu)化途徑研究

東部濕潤區(qū)黑土地坡耕地較多，水土流失嚴重，耕作層淺，土壤酸化[8]，依據(jù)該特點，針對旱坡和低洼地制定不同的秸稈還田方式，研究不同秸稈還田方式下秸稈的腐解特征和養(yǎng)分釋放規(guī)律，以及對土壤理化特性的影響，形成具有區(qū)域特點的秸稈還田模式。

通過地表秸稈覆蓋，降低坡地水分徑流速度，減少水土流失。通過條帶局部深松，提高土壤蓄水保墑能力，減少坡地水分徑流量，通過降低徑流速度和徑流量，有效防控坡耕地土壤水蝕；通過地表秸稈粉碎歸行，將種植帶秸稈集中到休耕帶，提高種植帶播期地溫和含水量，解決秸稈覆蓋出苗率差的問題，種植帶與休耕帶年際間交替種植，促進秸稈腐解，提高土壤有機質(zhì)含量；通過玉米寬窄行種植，構(gòu)建合理的冠層結(jié)構(gòu)，通風透光，充分發(fā)揮密植群體的產(chǎn)量潛能，窄行局部深松淺旋，構(gòu)建虛實并存的土壤結(jié)構(gòu)，促進根系下扎，穩(wěn)根防倒。

4 構(gòu)建有機肥質(zhì)量評價體系、提高優(yōu)質(zhì)有機肥產(chǎn)出

4.1 構(gòu)建有機肥質(zhì)量評價體系

在NY525-2021有機肥料行業(yè)標準基礎(chǔ)上，通過有機肥腐熟程度的評價，可為優(yōu)質(zhì)有機肥質(zhì)量進行全面把關(guān)，建議出臺相關(guān)政策，成立有資質(zhì)的部門，能夠為市場上有機肥料進行較為全面、系統(tǒng)的評價，同時為農(nóng)戶提供優(yōu)質(zhì)有機肥料的企業(yè)清單，讓農(nóng)戶能夠用到質(zhì)優(yōu)價廉的有機肥料，為優(yōu)質(zhì)有機肥的推廣及普及提供技術(shù)參考。

4.2 優(yōu)質(zhì)有機肥標準化生產(chǎn)及施肥體系構(gòu)建

根據(jù)半山區(qū)有機肥源的分布、有機肥種類、氣候特性、農(nóng)牧結(jié)合程度、種植結(jié)構(gòu)及地力等特點，制定區(qū)域性優(yōu)質(zhì)有機肥標準化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，擬定有機肥標準化施用技術(shù)。

5 東部濕潤區(qū)耕層結(jié)構(gòu)特點及合理耕層構(gòu)建

5.1 耕層結(jié)構(gòu)特點研究

要結(jié)合我國第三次土壤普查工作，對東部濕潤區(qū)典型農(nóng)田土壤進行多點取樣調(diào)查，分析坡崗地和低洼地等不同地塊犁底層厚度、耕層深度、有機質(zhì)含量、土壤容重等理化特性，繪制土壤結(jié)構(gòu)及類型分布圖。

5.2 合理耕層及黑土保護典型模式構(gòu)建

通過深松、秸稈還田、合理施肥、作物間作、輪作等耕作措施，解決限制耕層優(yōu)化的土壤結(jié)構(gòu)性障礙和功能性障礙，將單項技術(shù)進行技術(shù)集成，建立三種以上半山區(qū)黑土地保護的典型模式，樹立標桿。應進一步合理利用禾豆輪作來穩(wěn)產(chǎn)保土，通過豆科作物的生物固氮效應可維持土壤氮素平衡，利用谷類作物殘留的莖葉、根茬維持和提高土壤有機質(zhì)含量，此外，作物輪作換茬還具有改善耕層理化性狀的作用，通過直根系、須根系作物的交替種植可疏松土壤耕層、創(chuàng)建大小孔隙，既有利于土壤蓄水，同時還能確保土壤水分下滲。

在磐石等坡耕地面積較多的區(qū)域，玉米種植可采取壟側(cè)栽培模式，該技術(shù)是保持原壟、改連年壟上種植為兩側(cè)壟幫交替種植的模式。在玉米 “壟側(cè)栽培” 生產(chǎn)模式下，因壟幫交替種植，土壤可在一定程度上少耕、土壤結(jié)構(gòu)和土壤微生物種群的分布可得到一定改善。此外，要積極推行玉米寬窄行交替休閑種植模式，改壟作為平作，改傳統(tǒng)65cm的壟距種植為寬行90cm、窄行40cm的平作種植，寬行為休耕帶、窄行為種植帶，休耕帶與種植帶隔年交替，在大壟雙行平作種植后，選用耐密緊湊型玉米品種，實行苗帶寬窄行種植，縮小株距，加大種植密度；改半精量播種為半株加密精量播種，每穴一粒種子，其次是改三次中耕為一次，即僅對寬行種植帶進行深松，深度達30～40cm。改變以往秋收后低留根茬為粉碎還田為30～40cm的留高茬并保留根茬不動，次年經(jīng)風吹、日曬、雨淋、凍融自然腐爛還田。

要積極推進機械深耕、秸稈還田和增施有機肥技術(shù)的示范、推廣，吉林省東部濕潤區(qū)土壤水分主要源自降水，降水量多少直接影響土壤水分的運移和貯量。深松作業(yè)能為耕地土壤創(chuàng)建適宜的蓄水環(huán)境，有利于雨水下滲，防止地表徑流導致的水土流失，為作物需水和土壤供水創(chuàng)造良好的土壤條件。要與改革耕作制度相適應、加強秸稈還田技術(shù)的示范、推廣，解決農(nóng)民秸稈禁燒的后顧之憂。綜合運用財政補助、法律約束等辦法，引導農(nóng)民將秸稈資源充分利用起來。東部坡耕地農(nóng)業(yè)的發(fā)展還需要農(nóng)林牧相結(jié)合，應多元化利用山溝、河灘野生綠肥資源，結(jié)合畜牧業(yè)發(fā)展種植牧草，積極開展秸稈變?nèi)?、糞便變肥的技術(shù)研究。

6 黑土地保護與利用協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)推廣

6.1 搭建 “校、政、企” 三位一體黑土保護協(xié)同創(chuàng)新平臺

通過駐吉高校、市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、市委政策研究室、市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心、市農(nóng)業(yè)科學院、專業(yè)大戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民專業(yè)合作社以及龍頭企業(yè)等多家單位協(xié)同創(chuàng)新、資源共享，建立 “配方—生產(chǎn)—推廣—應用” 的服務(wù)鏈條。全面梳理現(xiàn)行與黑土地保護有關(guān)的政策，針對農(nóng)民主體作用發(fā)揮不夠、社會監(jiān)督缺失、相關(guān)法律缺位的現(xiàn)象，提出強化黑土地保護政策和加強立法等政策的相關(guān)建議[5]。

6.2 東部濕潤區(qū)黑土地保護與地力提升技術(shù)的示范及培訓

在東部濕潤區(qū)半山區(qū)，根據(jù)耕層養(yǎng)分特點，篩選坡耕地黑土地保護技術(shù)，將單項技術(shù)進行集成與組裝，推進黑土層保育、地力提升及保護性耕作技術(shù)體系，每年開展黑土地保護培訓班20余場、培訓農(nóng)技人員或新型高素質(zhì)農(nóng)民2000人次。加強農(nóng)業(yè)科技培訓、不斷提高新型職業(yè)農(nóng)民、高素質(zhì)農(nóng)民、農(nóng)業(yè)經(jīng)理人的科學施肥水平，使農(nóng)民由被動接受向主動迎合轉(zhuǎn)變。應系統(tǒng)探索駐吉高校、政府、企業(yè)在推動吉林省東部濕潤區(qū)黑土地保護機制的路徑，為吉林省糧食主產(chǎn)區(qū)黑土地保護工作提供重要決策參考[6-8]。