黑土地保育與糧食產(chǎn)能提升技術

黑土地保育與糧食產(chǎn)能提升技術一、技術概述（一）技術基本情況針對東北黑土地由于過度墾殖和用養(yǎng)失調(diào)導致土壤有機質(zhì)下降，黑土層變薄，耕作層變淺、犁底層上移增厚限制土壤中水、熱、氣傳導和作物根系生長，土壤水養(yǎng)庫容降低影響作物的水分和養(yǎng)分吸收利用及產(chǎn)量等問題，經(jīng)系統(tǒng)研究形成了技術體系。通過該技術實現(xiàn)了玉米秸稈全量還田，通過加深秸稈還田深度，解決了秸稈淺混還田土壤跑墑、影響下季作物播種質(zhì)量導致缺苗和苗弱的問題；通過秸稈和有機肥深混還田，增加耕作層厚度，提高全耕作層土壤有機質(zhì)及養(yǎng)分含量，構建肥沃耕層，增加土壤儲水量能力及作物水分利用效率。在白漿土上，通過一次性增施秸稈、有機肥和化肥，改良白漿層，實現(xiàn)白漿土快速培肥；通過化肥農(nóng)藥減施保證了作物品質(zhì)、提高肥料利用效率。在技術研發(fā)與應用過程中授權發(fā)明專利1項、實用新型專利2項，發(fā)布行業(yè)標準1項、地方標準7項，構建了以“肥沃耕層構建”為核心的黑土地保護利用標準化技術體系，實現(xiàn)了東北黑土地保護利用的農(nóng)機農(nóng)藝融合，提高了秸稈和畜禽糞污等綜合利用，減少秸稈焚燒、畜禽糞隨處堆放對環(huán)境造成的污染，實現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。（二）技術示范推廣情況核心技術“肥沃耕層構建技術”作為其他技術的核心內(nèi)容，2017年、2021-2023年被遴選為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主推技術。2015年以來作為東北黑土地保護利用試點項目的主推技術被廣泛應用；同時在遼寧、吉林和內(nèi)蒙古東四盟等省市多地也進行示范、推廣，獲得良好效果。2015-2019年，在黑龍江黑河的暗棕壤、海倫的中厚黑土、雙城薄層黑土、富錦白漿土、龍江黑鈣土，吉林公主嶺草甸土，遼寧鐵嶺和大連的棕壤、阜蒙的褐土開展試驗示范，采用該技術耕層土壤有機質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量的增加量平均增加了1.85g/kg，20.16mg/kg，1.56mg/kg和17.20mg/kg，亞耕層較耕層進一步增加了2.09g/kg，12.06mg/kg，2.18mg/kg和3.84mg/kg。2021年在黑龍江省海倫市萬畝級核心示范區(qū)研究表明采用該項技術土壤硬度減少了25.79%，耕作層厚度增加15-17cm，顯著增加了土壤總孔隙度，特別是通氣孔隙增加了24.31%-43.43%，土壤飽和導水率提高了13.35%-26.71%，飽和持水量增加了9.84%-21.12%，促進了大氣降水的入滲，增加了黑土持水能力，減少了地表徑流發(fā)生的風險。2022-2023年在黑龍江省雙城、海倫、克山、牡丹江、愛輝、北林區(qū)、富錦、852農(nóng)場等地建立了技術示范展示基地，取得了顯著的引領帶動作用，目前該技術正在東北黑土地保護利用項目縣（市）推廣應用。（三）提質(zhì)增效情況和常規(guī)技術相比，應用該技術土壤有機質(zhì)含量提高5.6%以上，耕層厚度增加至30厘米以上，耕地地力等級提高0.5-1個等級，增產(chǎn)大豆和玉米11.5%以上，水分利用效率提高18.2%，節(jié)約化肥、農(nóng)藥用量5.5%以上，肥料利用率提高4.3個百分點，畝增收節(jié)支65元以上；同時秸稈和有機肥還田在培肥土壤的同時，并可杜絕因秸稈焚燒和畜禽糞污隨意堆放造成的環(huán)境污染。通過黑土肥沃耕層構建、提升耕地地力后減肥、減藥，提高作物品質(zhì)。（四）技術獲獎情況該技術入選了2021-2023年度農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主推技術，榮獲2022年度全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎農(nóng)業(yè)技術推廣成果獎一等獎、2020年度黑龍江省科技進步一等獎。二、技術要點（一）玉米收獲：玉米進入完熟期，適時采用帶有秸稈粉碎裝置的聯(lián)合機械收獲，將秸稈自然拋撒在田塊上，玉米留茬15厘米以下。（二）秸稈處理：利用秸稈粉碎機對秸稈進行二次破碎（圖1），使長度<10厘米秸稈較為均勻地分布在田塊上。（三）有機肥拋撒：秋季收獲后利用有機肥拋撒機（圖2），將有機肥均勻拋撒在田面上，有機肥施用量為22.5m3/hm2以上。（四）構建肥沃耕層：利用螺旋式犁壁犁在平鋪秸稈或秸稈和有機肥的田塊上進行土層翻轉(zhuǎn)作業(yè)，土層翻轉(zhuǎn)60-120°，作業(yè)深度為32.5±2.5厘米（圖3）；然后利用圓盤耙對地塊進行秸稈深混和碎土平整作業(yè)。（五）整地：使用聯(lián)合整地機械進行起壟或平作作業(yè)、鎮(zhèn)壓，使土壤達到待播種狀態(tài)。圖1黑土地肥沃耕層構建技術-玉米秸稈粉碎圖2黑土地肥沃耕層構建技術-有機肥拋撒圖3黑土地肥沃耕層構建技術-秸稈深混還田三、適宜區(qū)域東北黑土區(qū)黑土、黑鈣土、草甸土、暗棕壤、白漿土、棕壤及其他具有相似性質(zhì)的土壤類型。四、注意事項（一）黑土層≥30cm的旱地土壤，宜采用玉米秸稈全量一次性深混還田技術，以達到擴容耕層，構建肥沃耕層的目的。（二）黑土層<30cm的旱地土壤，肥力較低，物理性質(zhì)較差的耕作土壤，宜采用秸稈配施有機肥深混還田構建肥沃耕層技術和有機肥深混還田構建肥沃耕層技術，以補充因熟土層和新土層混合后導致的土壤肥力下降。（三）白漿土，在采用秸稈配施有機肥深混還田構建肥沃耕層技術的同時，應適當施用石灰調(diào)節(jié)土壤酸度，適當增施磷肥，以達到一次性改造白漿土白