研发推广“梨树模式”保护好“耕地中的大熊猫”

文丨刘亚军 张春雨 林宏 于清军

采用螺旋式犁壁犁，秸秆均匀的深混到0~35cm土层之中，简称秸秆翻混还田。

黑土，是一种拥有黑色或暗色腐殖质表土层、性状好、肥力高、非常适合植物生长的土壤，人们常用“一两土二两油”来形容它的肥沃与珍贵，因而黑土地不仅是世界上最宝贵的不可再生土壤资源，同时也是大自然给予人类的得天独厚的宝藏。梨树县就处于世界三大黄金玉米带上，是吉林省重要的黑土区，主要以黑钙土、黑土、草甸土三大土类为主。最深黑土层可达2米。在黑土地块曾经创造过吨粮田，公顷产量达到16000 kg。

由于多年来对黑土资源采取掠夺式生产利用，忽视了对黑土地资源的保护，导致黑土区水土流失严重，黑土层变薄，土壤有机质含量大幅度下降等问题。为此梨树县和中国科学院、中国农业大学等科研教学单位合作，从2007年开始对黑土地保护利用进行研究，研发推广了适合中国国情的玉米秸秆覆盖免耕种植技术，2016年，《农民日报》整版刊发报道，将这种种植模式称之为“梨树模式”。该技术是以玉米秸秆覆盖为核心，建立秸秆覆盖、免耕播种、施肥、除草、防病及收获全程机械化技术体系，该体系解决了东北黑土区玉米秸秆移除导致土壤退化的关键科学问题，是黑土地保护、玉米秸秆综合利用方法最直接，操作最简便，农民最欢迎，收效最显著的模式。

经过十多年的探索实践，“梨树模式”从2007年梨树镇高家村200多亩的“秸秆全覆盖”试验田起步，到2021年全县推广面积达到了232万亩，占全县玉米耕作面积的70%以上；在东北四省区推广面积超过5000万亩。

“梨树模式”的研究示范历程

“梨树模式”是由梨树县协同中国科学院、中国农业大学等科研单位从2007年开始，经过十余年的科研攻关，研发并创建了适合我国国情的玉米秸秆覆盖栽培技术。2007年在梨树县梨树镇高家村建立了第一块保护性耕作研发基地，多年来，开展了大量的技术研究和科研攻关课题。在研究所探索过程中，先后在全县典型区域建立研究核心基地8个，建立示范基地100多个，分布在全县各个乡镇，辐射面积达到了200多万亩。

玉米秸秆覆盖免少耕栽培技术的实施需要专用的配套机具才能完成，因此配套农机具的研究与开发非常重要，为此，2008年由中国科学院东北地理与农业生态研究所专家牵头研制了我国第一台免耕播种机，解决了耕地秸秆多、播种难的问题。而且在这十几年中不断研制开发出了许多新产品，包括秸秆集行机、条耕机等，目前均批量生产，满足市场需要。

2010年起由中国农业大学教授牵头建立了“免耕条件下不同耕作方式”的试验研究基地，经多年研究，制定了三种耕作模式并编写了相应的操作规程，分别为《玉米秸秆全覆盖等行距垄作少免耕栽培技术规程》《玉米秸秆全覆盖等行距平作少免耕栽培技术规程》和《玉米秸秆全覆盖宽窄行少免耕栽培技术规程》，详细地制定了实施过程中的技术要求和操作要点。2018年梨树县农业技术推广总站等单位制定了吉林省地方标准《玉米秸秆条带覆盖免耕生产技术规程》，2019年1月30日正式实施。

为了改善研究条件，梨树县出资建设了集办公、实验、电教、住宿于一体的中国农业大学梨树实验站办公楼，占地面积2.3 hm2，建筑面积1.6万m2，同时建立集现代农业科研、教学、培训、试验的示范基地 100 hm2。

自2015年起，梨树县人民政府与中国农业大学联合举办的“梨树黑土地论坛”已经连续举办了七届，100多位国内外专家到会并做专题报告，不仅为专家学者提供了技术交流互动的平台，同时促进了“梨树模式”的完善和推广。

“梨树模式”的作用效果

通过中国科学院等单位多年来的跟踪测定，“梨树模式”作用效果明显：

一是蓄水保墒。秸秆覆盖免耕保持了土壤孔隙度，孔径分布均匀，连续而且稳定，有较高的入渗能力和保水能力，可把雨水和灌溉水更多的保持在有效土层内。而覆盖在地表的秸秆又可减少土壤水分蒸发，在干旱时，土壤的深层水容易因毛细管作用而向上输送，所以秸秆覆盖和免耕增强了土壤的蓄水功能和提高了作物对土壤水分的利用率。据测定，秸秆覆盖免耕地块保水能力相当于增加40~50 mm降水。

二是培肥土壤。连年秸秆覆盖还田，土壤有机质呈递增趋势；土壤中的氮、磷、钾增加。表层0~5 cm形成有机质积累,秸秆全覆盖免耕5年后，土壤有机质可以增加20%左右，减少化肥使用量20%左右。

联合收割机收获玉米后的秸秆覆盖状态

三是减少侵蚀，保护耕地。风蚀和水蚀不仅恶化环境，而且带走大量肥沃的表土，是土地退化的主要原因。秸秆覆盖在地表，等于给大地盖上一层被子，刮风时，减少了风对土壤的侵蚀，实施保护性耕作平均可减少径流量60%、减少土壤流失80%左右，具有明显的防止水土流失效果。

四是土壤生物性状改善。蚯蚓数量常被用作评价土壤质量或状况的指标。蚯蚓数量多有利于土壤肥力的改善，使土壤向着有利于作物生长的方向发展。通过实地测量，秸秆覆盖还田蚯蚓数量为60~100条/m2，常规垄作和无覆盖的蚯蚓数量为15~19条m2，秸秆覆盖田块是常规垄作的6倍，蚯蚓数量的增加使土壤的生物性状得到了改善。

五是稳产高产。秸秆腐烂土壤有机质含量提高，有益生物增多，土壤结构得到了改善，肥料利用率提高。在这些有利因素的综合作用下，可以保持持续稳产高产，在干旱年份基本不受旱灾影响，具有明显的增产作用。梨树研发基地十年的定位试验中，一般平均产量比对照高出5 %至10 %左右。

六是节本效果显著。与两次甚至多次的土壤耕作相比，免耕播种机仅仅一次作业工序完成播种意味着拖拉机及劳动力作业时间的减少或者相同时间内完成更多的播种面积，作业环节少，作业费用低，生产成本大大节约，劳动强度也明显降低。每公顷可节约成本1000~1400元。

“梨树模式”的内容

“梨树模式”主要形式包括秸秆覆盖免耕种植方式、秸秆覆盖条带旋耕种植方式、秸秆覆盖垄作种植方式、高留茬垄侧栽培种植方式。

秸秆覆盖免耕种植方式：在秋季机械收获后，将秸秆直接覆盖在地表，在秋季或春季用归行机进行秸秆归行处理，春季适时用免耕机直接播种。此模式适用于土壤疏松的地块，特别是风沙区和坡岗地更适宜。此种植模式优点是可减少农机作业次数，保护土壤，抗风蚀和水蚀，保水抗旱效果好。

秸秆覆盖条带旋耕种植方式：在秸秆覆盖的前提下，避免土壤板结对播种的影响，直接对苗带进行旋耕，或在秸秆归行后进行旋耕，条旋作业幅度通常在 60~70 cm，深度 15~20 cm，不宜过浅或过深。条带旋耕后必须镇压，来年春天适时免耕播种。若春季旋耕作业，最好先进行归行处理，保证旋耕带没有或存少量秸秆，然后镇压等待播种。采用条旋能提高播种带的地温和促进水份的散失，有利于幼苗的生长。此种植模式的优点是可解决土壤板结的问题，同时提高地温和加速低洼地水分的散失，缺点是对土壤进行部分动土，增加了作业成本。

秸秆覆盖垄作种植方式：在起垄种植的地块，秋季收获后，将秸秆集中覆盖在垄沟，春季种地前进行垄上灭茬，然后适时用免耕机播种，6月末进行中耕培垄，行距60 cm左右。这种种植方式实现了垄上增温、垄下保墒，农民易接受，适用于分散种植地块。

高留茬垄侧栽培种植方式：在秋季收获后，地上留有一定高度的秸秆（25 cm以上），春耕时田间不进行翻地和机械灭茬，耕种时保持原垄，在原垄垄侧播种，减少失墒。此技术适合地势低洼及山坡地。与传统栽培方式相比，具有操作方法简单、省工省时、增产潜力大的特点。

“梨树模式”取得的成效

2020年7月22日，习近平总书记来到梨树县考察农业科技研发利用和黑土地保护情况时，对梨树县黑土地保护和“梨树模式”的研发推广工作给予认可，并提出一定要认真总结“梨树模式，向更大的面积去推广；一定要把黑土地这个“耕地里的大熊猫”保护好、利用好等重要指示。“梨树模式”的研发与推广为中国黑土地保护与利用过程中贡献了吉林方案。

十多年来，梨树县与中国科学院、中国农业大学联合的黑土地保护“梨树模式”研究探索、示范推广取得了丰硕的成果。

在组织建设方面，2010年中国农业大学吉林梨树实验站经中国农业大学批准设立，2011年正式揭牌成立；2015年吉林梨树黑土地保护利用院士工作站经吉林省科技厅批准落户在梨树实验站；2018年中国农业大学国家黑土地现代农业研究院成立；2013年黑土地保护与利用科技创新联盟成立，2020年在第六届梨树黑土地论坛上由中国农业大学、中国科学院等17家高校、科研单位加盟并正式更名为“国家黑土地保护与利用科技创新联盟”。组织建设不断地完善为进一步开展黑土地保护与利用的研究、“梨树模式”的推广奠定了坚实的物质基础。

在研究工作方面，成功地研发了玉米秸秆覆盖免耕栽培技术体系“梨树模式”，它是黑土地保护性耕作的核心技术；成功地研发了中国第一台免耕播种机，实现了免耕播种机制国产化，并被省科技厅确认为吉林省科技成果；编制了吉林省地方标准《玉米秸秆条带覆盖免耕生产技术规程》，2019年此项标准被吉林省科技厅部审定为吉林科技成果。一项项科研成果的取得不仅倾注了科研人员的心血，又满含积极领导的关怀。

在工作机制方面，为了更好地研发和推广“梨树模式”，吉林省建立了“四位一体”的工作机制，即农业推广部门利用农技推广网络构建技术推广平台，建立示范基地，示范推广；由科研单位、高校负责“梨树模式”技术体系的研究、综合协调、技术集成和指导；由农机制造企业开展技术体系配套农机工艺研究；由农民专业合作社等新型经营主体进行具体技术的实施。通过将科研单位和高校、技术推广部门、农机制造企业、农民专业合作社四类机构整合在一起，既各司其职，各展其能，又高度统一，协作互动。

在示范推广方面，经过十多年的探索实践，“梨树模式”从2007年梨树镇高家村200多亩的“秸秆全覆盖”试验田起步，到2021年全县推广面积达到了232万亩，占全县玉米耕作面积的70%以上；在东北四省区建立黑土地保护利用工作站试验示范基地101个，“梨树模式”推广面积超过5000万亩。