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黑龙江省黑土地保护性耕作实施基本情况及问题研究

2022-07-10马超

中国农学通报 2022年17期
关键词:保护性耕作黑土地

马超

(黑龙江大学,哈尔滨 150080)

0 引言

黑土地土壤肥力和有机质含量高、适宜开展农业生产,被誉为耕地中的“大熊猫”,是珍贵的土壤资源。中国境内的优质黑土地主要集中于东北地区,已开发为耕地的面积达1.85×107hm2,约占全国耕地总面积的14%,其中黑龙江省位于东北黑土区的核心区域,地广人稀,并且拥有广袤的黑土地。黑龙江省初始黑土层在1 m左右,经过60年左右的开垦,现在黑土层大约0.6 m。当前,省内黑土地出现严峻退化趋势,黑土地土壤侵蚀严重、有机质衰减、土质板结等问题日益凸显,导致黑土地“变薄、变瘦、变黄”,对中国粮食安全和农业可持续发展造成直接威胁[1]。因此,为了保障国家粮食安全,防止土壤继续退化,对黑土地进行保护,实现对黑土资源的永续利用,刻不容缓。

中国政府高度重视对黑土地的保护工作。2021年,经国务院同意,农业农村部等国家部委7部门联合印发《国家黑土地保护工程实施方案(2021—2025年)》。中央一号文件连续5年提到东北黑土地保护问题。同年,中国科学院在黑龙江省哈尔滨市发布《东北黑土地白皮书(2020)》,系统的阐释了黑土地的概念,涵盖的土壤类型以及形成过程,指出了黑土地现阶段发生的变化以及原因,提出了用好养好黑土的科技攻关方向和行动指南[2]。

土壤耕作可以改善土壤结构,调控土壤功能,影响作物养分的吸收与利用,构建良好健康的耕层结构,有利于水、气、热之间相互协调,进而促进作物生长和根系分布[3]。保护性耕作是用大量秸秆残茬覆盖地表,减少耕作次数,保证作物发芽,主要用农药来控制杂草和病虫害的耕作技术[4]。长期研究和生产实践表明,在东北适宜区域应用保护性耕作技术,具有防风固土、减少侵蚀、蓄水保墒、培肥土壤、节约成本及稳产丰产、保护环境的多重效果,有利于解决长期焚烧秸秆、过度精耕细作带来的水土流失、土壤结构破坏、有机质下降等突出问题,是黑土地实现用养结合最经济有效、最可持续运用的革命性措施之一[5]。当前阶段,国家对黑土地的重视程度越来越深入,在黑土地保护的理论、实践行动方面均取得了重要进展,技术研发和示范推广方面也取得了重要成效,黑土地保护性耕作也随之发生了一系列的变化,取得了阶段性的成果,并且也呈现出了新的问题,特点以及挑战。因此,本研究通过分析黑龙江省黑土地保护性耕作实施中存在的农户认知程度偏低、技术运用不规范、技术种类和机具数量偏少、缺少黑土地保护性耕作长效机制等主要问题以及面临的机遇与挑战,为该区域黑土地保护性耕作的推广和完善提供对策。

1 黑龙江省黑土地保护性耕作的概况

黑龙江省对保护性耕作的研究起步较早,20世纪60—80年代随着轮作体系的逐渐建立,深松耕技术和药剂灭草免中耕技术开始在中国进行实践,深松耕技术成为世界新的耕作技术之一,为保护性耕作的实施奠定了基础。20世纪80年代,黑龙省逐步实施了少耕免耕保护性耕作,中部地区由于涝渍和盐碱严重,对旱作物生产和大机械化作业产生较大影响,因此通过发展水稻种植来进行“以稻治涝”,三江平原、松嫩平原中部开始进行典型水土流失防治工作,通过对土壤进行深耕、浅耕和免耕的耕作组合方式起到保护性的作用。当前阶段,黑龙江省黑土地保护性耕作实施效果良好,部分试点区域取得了良好的实施经验,但是也呈现出了发展速度比较缓慢、区域实施面积较少等相关问题,省内保护性耕作的综合效益无法凸显。2020年黑龙江省出台了《黑龙江省黑土地保护性耕作行动方案(2020—2025年)》,确定了黑土地保护性耕作行动的指导思想,稳产丰产、因地制宜、用养结合、重点推进的实施原则,秸秆覆盖还田免耕播种,秸秆覆盖还田少耕播种主要耕作技术模式以及具体行动安排、生产服务体系和保障措施。

1.1 应用面积不断增长

21世纪初,黑龙江省开始在兰西县、大庆市建立保护性耕作技术试验示范地区。实践证明以秸秆还田为核心的相关技术:旱田以深松深翻为基础,少耕为原则,免耕为方向,即翻埋、碎混、覆盖3种还田方式是适合黑龙江省的保护性耕作技术模式。到2019年,累计在55个县建立了省级保护性耕作示范地区,全省保护性耕作推广面积累计达到3666850 hm2。在国家级项目的带动下,省内各适宜地区也响应开展试验示范,保护性耕作面积持续增长。从表1可以发现,保护性耕作面积由2008年的2.2×105hm2增长到2015年的29.9×105hm2,增长了13倍,虽然2019年有所下降,但总体上呈现稳步增长趋势,此外,免耕播种、秸秆还田、深松等保护性耕作技术应用面积也迅速增加。截至2019年底,机械化免耕播种面积、机械化秸秆还田面积分别达435930、6041940 hm2,较2008年增长较多。

表1 2008—2019年黑龙江省保护性耕作及相关技术应用面积 hm2

1.2 应用范围不断拓宽

在国家政策扶持和省内各地不断总结探索实践经验下,黑龙江省保护性耕作的推广面积逐渐扩大,截至2020年,由最初的兰西县和大庆市让胡路区2个试点项目扩大到全省55个示范县、58个高标准保护性耕作应用基地,保护性耕作实施规模达到886711 hm2,技术应用作物的种类不断增加,从最初的玉米、小麦扩展到水稻、大豆、马铃薯、花生等作物[6]。

1.3 装备水平持续提升

截至2020年,黑龙江省确定并且大规模推广以秸秆覆盖还田为核心的保护性耕作技术模式,通过农机合作社建立了县级、乡级的保护性耕作示范地区,优化不同地区的保护性耕作机具配套方案,促进综合产能提升。通过表2可以看出,免耕播种机的数量增幅最大,由2001年的0.11万台增至2019年的1.9万台,增幅达1627%,年均增幅90.4%;秸秆粉碎还田机的数量增幅为50.4%,深松机的数量由2008年的1.38万台增至2019年的3.43万台,增幅达148.6%。通过科学研发,保护性耕作机具水平逐年提升并且越来越趋向智能化测控与信息化管理,特色优势越来越明显[7]。免耕施肥精密播种机、免耕气力条播机、勺轮玉米播种机、地膜覆盖机、免耕直接马铃薯种植机等新型保护性耕作机具不断完善,夯实了黑土地保护性耕作实施推广的基础。

表2 2001—2019年黑龙江省保护性耕作相关机具的数量 万台

1.4 技术模式基本形成

根据黑龙江省的地理因素,气候条件和土壤特点,主要采用以秸秆覆盖还田为中心的免耕播种和少耕播种两种技术模式。通过农业化机具收获玉米以后,将玉米秸秆粉碎后进行还田,在春季镇压和药剂除草之后采用垄沟深松,从而在秋季收获玉米,秸秆还田能够在很大程度上减少风蚀和水蚀对土壤造成的破坏,提高土壤的抗旱保墑能力。

1.4.1 秸秆全覆盖直接免耕播种模式 秸秆全覆盖免耕播种技术模式是一种将农机、农艺技术融合的玉米秸秆全覆盖耕地种植技术,主要是玉米收获后,农户不需要回收、粉碎秸秆就可以对秸秆进行最大程度的利用,将玉米秸秆残茬全部覆盖在土壤表面,第二年在春季通过免耕播种及进行直接施肥播种,然后进行喷洒农药作业,秋天进行收获,这种模式具有抗旱、保墒的作用。秸秆覆盖免耕能够促进土壤中有机质含量和养分的提升,提高土壤的肥力,增加团粒结构和孔隙度,调整土壤坚实度,协调水、肥、气、热状况,提高粮食综合产能[8]。这是一种保持农业生态健康环境的重要耕作技术,能够促进中国农业可持续发展。其特点包括增产、节能、减排、蓄水、保墒。

目前,黑龙江省的试验示范证明了免耕措施既能提高地温、保水分,又能提高产量、保护土地,是适合东北地区的优势耕作模式。

1.4.2 秸秆全量条带少耕覆盖保护性耕作技术 条带耕作是一项在可持续农业方面具有巨大潜力的技术。在一些秸秆覆盖量多或者土壤表面硬度高的耕地,在秋季或者第二年春季用具有现代化功能的条耕机对秸秆根茬进行条带耕作,深松土壤深度25~30 cm,条耕带宽20~30 cm,实施条耕作业后,必须进行镇压,当耕层达到6~10 cm,土层温度达到8℃以上,使用免耕播种机进行施肥和播种作业。相对于秸秆深埋的耕作,条耕能够实现大概率增产[9]。

2 黑龙江省黑土地保护性耕作实施中存在的问题

2.1 农户的认知程度偏低

农户是直接参与耕地生产经营的人,也是保护性耕作实施的关键主体[10]。这主要是因为保护性耕作实施中具体采用的耕作方式、农作物种类、机械化生产机具都与农户的选择和认知程度密切相关。然而,通过调研得知,多数农户即使意识到了自身主体在保护性耕作实施中的重要作用,但缺乏积极性和主动性,在保护性耕作的投入过程中,农户有主观意识,但是普遍缺乏实际行动,对保护性耕作对耕地产生的实际生态效益认识程度不高。究其原因是在保护性耕作实施过程中的投入和产出比不理想,收益普遍偏低。农民对几百年历史的传统耕作方式具有依赖性,对秸秆覆盖还田等耕作方式不习惯,担心这种保护性耕作技术存在风险且由于没有接触和使用过,预期不高。

2.2 技术运用不规范

不同地区之间的气候条件和土壤性质存在差异,保护性耕作的多种技术在农作物的不同生长阶段的实施也存在差异。例如秸秆覆盖的免耕技术需要农业现代化和农艺部门的研究支持[11]。农户的文化水平、学习能力以及新技术接纳的能力偏低,因此在实施保护性耕作过程中容易遇到技术实施障碍。

2.3 机具种类和数量偏少

长期以来,黑土地保护性耕作缺乏核心机具装备的研发与应用[12],例如缺乏高性能免耕播种机、行间耕播机、秸秆粉碎还田机等中高端技术装备的供给,导致了农户在黑土地保护性耕作的实际实施过程中,无法将农机与农艺很好的融合,从而减少了粮食综合产能。

2.4 缺少黑土地保护性耕作长效机制

完善的黑土地保护性耕作长效机制是实现黑土地保护目标的关键。长期以来,黑土地保护与利用的实施在新型技术方面缺少总体规划和保障机制[13]。黑土地保护性耕作长效机制的建立是一个漫长的过程,由于黑龙江省区域因素不平衡,很难形成统一的保护性耕作模式、方法、机具,政府出台政策应该因地制宜,根据不同的地区条件确定各地区的黑土地保护性耕作政策。

3 黑龙江省黑土地保护性耕作实施的对策建议

3.1 加强宣传教育,全面提升农户保护性耕作认知

基层政府应该加强黑土地保护在保障国家粮食安全、实施“藏粮于地、藏粮于技”国家重大战略、促进农业绿色和可持续发展的重大意义和显著地位,对黑土地保护性耕作的技术理念、农艺流程、显著成果进行宣传,提升农户对黑土地保护性耕作的认知和接纳。可以通过网络媒体等多渠道方式因地制宜的为农户开展保护性耕作技术培训会,让农户真正的了解黑土地保护性耕作带来的生态效益、经济效益和社会效益,培养农户利益和共同体意识[14],降低农户对黑土地保护性耕作的风险预期。

3.2 实现科学保护,建立黑土地保护性耕作示范基地

实施黑土地保护性耕作模式最高效的方式就是建立大面积连片黑土地保护性耕作示范基地,结合地域特色,充分发挥农村合作社、农机技术推广站、村委会的带头和示范作用,引导村民积极主动的开展黑土地保护性耕作,与科研院校的农业专家一起开设科技大讲堂等活动[15]。营造发展保护性耕作的良好氛围,为以后省内大面积黑土地保护性耕作的推广和实施积累实际经验,让人们切实体会到黑土地保护性耕作相对传统耕作方式的优势和特点。

3.3 加大扶持力度,为黑土地保护性耕作提供专项资金

保护黑土地是国家战略,因此各级政府的重视是实施和发展黑土地保护性耕作的基本前提,政府应该加大保护性耕作有关资金方面的扶持力度,以提高黑土耕地的综合生产能力为目标[16],为保护性耕作技术的研发和科研人才的储备提供重要保障,增强非农经济活动能力,政府相关部门应该给予大型农机具、保护性耕作技术、作业环节补贴,并且提供重点扶持和相关优惠措施,明确补助对象的相关条件,及时向公众公开资金补助等信息,做好数据信息化并且接受各方面的监督。

3.4 抓住核心环节,全面建立黑土地保护性耕作长效机制

(1)政府和各方面协调配合

在全球面临粮食危机的不利局面下,黑土地在国家粮食生产和安全方面具有举足轻重的地位。黑土地保护性耕作兼具公共和生态双重属性,因此政府必须将保护性耕作上升为国家战略层次,出台黑土地保护性耕作五年规划甚至十年规划,在政策的主导下,各地区政府应该和农业生产者、经销商、农业推广部门加强协调沟通,做好基层服务调研工作,确保农产品质量,市场的有序性,高能、高效的开展黑土地保护性耕作[17],烘托地区联动、部门协调、学科协同的黑土地保护性耕作氛围。

(2)黑土地保护性耕作和当地农艺紧密结合

各地区应结合当地实际情况和农艺理论选择适当的保护性耕作机具。对于老旧保护性耕作机具,应该及时淘汰和更新,利用省农机购置补贴更新报废政策[18],选择适应播种农作物和保护性耕作模式的先进保护性耕作器具,从而提高保护性耕作带来的综合产能。

(3)实现各投资主体共建共赢

建立健全黑土地保护性耕作机制,是以保护性耕作实施过程中各投资主体的利益最大化为基础的,需形成投资主体的共建共赢机制,在国家政策宏观调控下,提高地方主体的积极性和认知程度。黑土地保护性耕作的投资主体包括政府、农户、农产品经销商、农机合作社、相关企业、技术研究开发人员等,应提高投资者的合力,推动黑土地保护性耕作的良好发展。

(4)加强黑土地保护性耕作政策监管

政策的稳定性关系着黑土地保护性耕作能否长期并且顺利的开展,各级监察、督查部门应该全力督促黑土地保护性耕作的资金补助兑现工作[19],督促、整改兑付工作进度缓慢的市县地区,对虚报、瞒报黑土地保护性耕作面积、降低作业标准、套取资金补助的行为应该明确处罚措施,明确绩效考评标准和指标,不仅仅拘泥于定性评价,而是开展有效定量评价[20],激发各级部门和地区的积极响应,提高黑土地保护性耕作的实际效益,实现农业的可持续发展。

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