我国东北地区黑土可持续利用的对策措施

东北地区是我国重点粮食产区，其粮食生产能力及可持续性关系到国家的粮食安全战略。黑土区素有“谷物粮仓”之称，东北地区绝大部分商品粮基地分布在黑土区内，近年来每年向国家交售60至70亿公斤商品粮。黑土区同时又是我国甜菜、亚麻、向日葵、大豆等经济作物的主要产区。近几十年来，由于过度垦殖和掠夺式经营，黑土区的土壤有机质数量和质量明显降低，其表层有机质含量以每年0.05%至0.08%的速度下降，水土流失日趋严重。其中，松嫩平原黑土带土壤表层年侵蚀率已达到5至7毫米左右。黑土功能衰退将导致生产力严重衰退、春夏干旱、黑土层消失等一系列恶化现象。中国科学院东北地理与农业生态研究所的科技人员结合多年研究工作实践，从加强国家粮食安全工程建设、使东北地区真正起到国家粮食安全“稳压器”作用的实际需求出发，科学地提出了高效且可持续利用的土壤利用(耕作)模式：(一)水土流失综合治理发展模式1、坡耕地治理黑龙江、吉林两省黑土分布区的农地大部分也是坡耕地，约占总耕地面积的60%到80%。这些坡耕地存在着不同程度的水土流失现象，严重影响农业生产发展。因此，治理坡耕地是控制水土流失，提高粮食单产的首要任务。坡耕地治理的有效措施包括工程措施、耕作措施和生物措施。工程措施主要有修建水平梯田和缓坡梯田、田埂、截流沟等；耕作措施主要是横坡起垅、等高种植、条带种植、保护性耕作等；生物措施包括栽植农田防护林、水保林、生物隔离带等。其中，修建水平梯田，变坡地为平地，可以起到减缓径流流速，削弱冲刷的作用，使梯田土层渲松、改善土壤物理性能、增加透水性和土壤蓄水能力，起到保持水土的作用，并为作物生长创造良好条件。而通过水保耕作法，实施作物的耕作栽培，可以增加田面的粗糙度和作物覆被度，达到保持水土的目的。2、山地及荒坡的治理东北地区水土流失严重的地区，都有较大面积的山地与荒坡。治理山地荒坡是为了涵养水源、调节径流，尽量把雨水截留在山坡上，防止侵蚀的发展，保护附近的基本农田。山地荒坡治理原则应以生物措施为主、工程措施为辅，因地制宜，实行“封、造、育、管、用”，把治理和利用结合起来。要增加和恢复森林植被，严禁破坏植被和陡坡垦种；充分利用水土草木资源，发展多种经营，改善山地牧场，提高农业生产效能。其中，植树种草可以长期稳定地保持水土，投资少、收效大，可以较快地控制大面积荒山坡的水土流失。具体途径包括退耕还林还草、植树造林、发展多种经营等。3、沟壑的治理东北地区黑土区的耕地，由于侵蚀严重，已经沟壑纵横，坡面破碎。部分沟壑仍在不断扩大，导致两侧耕地日益缩小，并向坡下输送大量泥沙、淤塞河道，增加泛滥。沟壑治理的方向是治理与利用相结合，生物措施与工程措施相结合，集中治理、先上后下、先支后干、大小工程结合，层层设防、节节蓄水缓流，有蓄有排。其中，通过生物措施，禁止放牧、打柴、搂草，促进草类及灌木在沟坡上自然繁生，使沟坡逐渐变为固定沟坡；进行人工造林与种草，有效控制侵蚀沟的发展。争取治一沟、巩固一沟，把荒沟变成农、林、牧的生产基地。做到小雨不下山、大雨不冲地，治理好的沟壑能经得住一次降雨130毫米之内的考验，有效控制水土流失。4、河滩的治理黑土区内所有的河流流域，由于水土流失使河道不断淤高加宽，宽度小则数十米、大则数百米，水流曲折蛇行，一方面淤积泥沙、一方面冲蚀河岸。每当雨季，洪水暴发，沿河肥沃耕地成片崩塌，耕地面积减少。河滩治理要以护岸保田为主，大力营造护岸林，采取栽树墙、编篱等生物措施，修筑小型防护工程，如筑堤防、顺水坝、丁字坝等以约束水流，有效保护河岸和农田。(二)黑土生产力可持续性的农业耕作模式1、合理轮作过去由于片面理解“以粮为纲”，黑土南部地区大力推广种植玉米，北部大量种植大豆，合理的轮作秩序被打乱，“重、迎茬”面积增加，影响作物生育，且土壤养分过度消耗，使病虫害增多。这样既不利于粮食生产，又不利于土壤肥力的保持。东北地区根据产量、效益、培肥地力三项指标，综合筛选出玉米——大豆——(甜菜、亚麻)——大豆、玉料——大豆——小麦——甜菜两种轮作体系作为黑土培肥保护性轮作优化模式，并随着畜牧业的发展，将豆科牧草等引入轮作体系中。实践证明这是非常有益的轮作体系。在吉林省中部黑土区试验玉米与草木樨绿肥以2：2间作，当年玉米不比清种减少，绿肥翻压后第一年比作物茬增产67.2%，第二年后效增产15.6%。第一年亩产野草403公斤，可作饲料或肥料。2、保护性耕作黑土自然肥力较高，实行一年一熟制。秋收后，耕地全部裸露，任凭风吹日晒难以保护。6到9月进入雨季后，浸岗坡地黑土冲刷严重。传统耕作的翻、耕、耙、播、压，三趟八项作业，破坏了土壤团粒结构，加剧了水土流失，加上有机肥施用太少、化肥用量过大、有机肥和无机肥配比不合理，致使土壤有机质矿化太快，有机质含量迅速减少。推广保护性耕作措施，能使黑土区农田生态系统的抗逆性大大增强，使土壤向培肥方向发展，提高土壤有机质含量，蓄水保墒，提高抵御春旱的能力，改善土壤的物理性状，降低农民人力物力投入。吉林省公主岭市范家屯镇，1983到1995年推行保护性耕作方法，免耕13年的玉米产量，平均876kg/hm2，比连耕13年的平均增产327公斤，增产幅度为3.53%到13.91，且连续增产10年，占13年的77%。截止2001年，由于加强规模作业，17到19年的免耕玉米产量比连耕17到19年的分别增产3.4%、9.7%、6.7%，遇到干旱年效果更加突出。(三)黑土农田系统的生态保护模式要调整农、林、牧构成，建立合理利用自然资源的黑土农田生态系统。针对黑土开垦以来，基本采取斥夺式经营，只讲利用、不讲保护，农林牧比例严重失调，农田生态系统日趋恶化的现状，建立起一个稳定的农田生态系统，保证最大限度地适应自然条件，充分合理地利用自然资源。就调整农林牧构成而言，力求使农田生态系统与森林生态系统、草地生态系统相结合，形成复合的农田生态系统，使之具有较大的稳定性。同时农田生态系统与草地生态系统、森林生态系统达到合理有机地结合，形成较为完善的稳定的农田生态系统结构，较合理地充分利用自然资源。农业环境也得到了保护改善，土地生产力有较大提高，粮食产量大幅度提高，促进牧业发展，是农林牧副渔全面发展的根本方向。要推行该生态保护模式，恢复森林种植至关重要。吉林省德惠市布海乡从1972年开始造林，现已拥有防护林带231条，总长35千米，构成228个网眼，森林覆盖率已上升到10%左右。依据农田防护林效益观测结果：粮食亩产比造林前每年递增10%、风灾减轻、农田的气候和土温都有所提高、空气温度和土壤温度也有增加、作物生长良好、林业收入增加。苗木、木材、烧柴除了自给之外，已经开始用来发展乡镇企业，积累资金购买农业机械、化肥、排灌等设备，有力地支持了农业现代化建设。