历经13载中科院保护性耕作基地显成效

中国科学院设立在吉林省梨树县高家村的保护性耕作研发基地，近日传来令人振奋的喜讯。

在2019年遭遇极端异常的气候条件下，该研发基地试验示范的玉米秸秆覆盖免少耕机械化保护性耕作模式，进一步彰显出抗灾保护黑土地的优势，同时再夺玉米丰收。

创立玉米秸秆覆盖保护性耕作技术模式

2007年，国内一批土壤、农业、农机等领域的专家和科技人员，汇聚到东北黑土地的重点区域吉林省梨树县高家村，建立了“中国科学院保护性耕作研发基地”，并开展了玉米秸秆覆盖免耕长期定位实验，开启了梦想若干年后这项技术能推广惠及东北黑土地的追梦实践。

他们采取产-学-研结合，应用科研-生产-企业相结合的模式，开创了农艺-农机联合攻关研究的典范。在东北黑土地一干就是13载，致力于保护性耕作技术的研究和示范推广工作。

如今，一个完整的玉米秸秆覆盖少免耕保护性耕作技术体系已形成，并在东北4省区数百万亩玉米生产中得到推广应用;第一个省级玉米秸秆覆盖归行技术标准，也是源于这个基地的试验数据。

正是在这个基地创立形成的玉米秸秆覆盖保护性耕作技术成果，引领促进了东北黑土地玉米耕作制度的改革，为推广应用保护性耕作奠定了理论和技术基础。

近几年来，高家村“中国科学院保护性耕作研发基地”引起了国内外的瞩目和关注，先后有十几个国家的专家、官员前来参观，中国科学院、中国工程院10多位院士曾到这个基地考察过， 来自全国各地的调研学习人员已达数万人。

秸秆覆盖免耕技术试验结果可贵

13年的连续试验证明，研究建立的《秸秆覆盖少免耕全程机械化技术》，解决了秸秆还田下的播种机田间管理难题，最低成本实现连续多年秸秆全量还田，解除了农民“秸秆处理难”的问题。

1. 防止水土流失

秸秆覆盖免耕是防止水土流失、保护土壤有效的手段，表土侵蚀量减少80%以上。如果东北地区全部采用秸秆覆盖免耕技术，可基本消除当地沙尘暴的产生。

2. 增加土壤蓄水

秸秆覆盖免耕可以增加土壤蓄水50～60mm，基本免除干旱对试验地生产的影响。研究发现，秸秆在地表覆盖可不同程度消除地表径流，和常规耕作相比，降雨的渗透率平均增加30%以上，地表蒸发降低40%以上。

3. 减少作物倒伏

秸秆覆盖免耕减少倒伏灾害对玉米生产的影响。2012年台风布拉万袭击了东北，试验地周边所有地块玉米均100%严重倒伏，而秸秆覆盖免耕试验地只有15%左右的玉米倒伏。连续多年试验表明，秸秆覆盖免耕可有效防止玉米根倒，减少大风灾害，特别是强台风对玉米生产的影响。

4. 提高土壤肥力

秸秆覆盖免耕促进了耕层（0～20cm）土壤有机质的积累，提高土壤肥力。从2007年到2018年，耕层土壤有机质由22.5g/kg 增加至24.0g/kg。另外，13年来，土壤有机碳增加10%以上。

5. 增加养分容量

秸秆覆盖免耕提高氮、磷、钾养分的活性，增加氮、磷、钾养分在耕层的积累。研究表明，从2007年到2018年，耕层土壤碱解氮含量由104mg/kg增至112 mg/kg；耕层土壤有效磷从8.5mg/kg增加到20.9mg/kg，土壤耕层速效钾从149mg/kg增加到191mg/kg。

耕层土壤全氮含量由1.21g/kg增加到1.37 g/kg。土壤全磷含量从0.38g/kg增加到0.46g/kg，全钾含量由20.9g/kg增加到23.8g/kg。

秸秆覆盖归田不仅增加了各养分库容量，同时提高了养分活性，增加了土壤养分供应能力，为实现化肥减施提供了重要保障。

6. 改善土壤结构

秸秆覆盖免耕改善了土壤结构，提升了土壤生物功能。秸秆覆盖免耕5年后，对土壤团聚体的组成和分布已产生了显著影响，促进土壤大颗粒大团聚体（>2000 μm）的形成，增加团聚体的稳定性，改善土壤结构。

7. 改善土壤犁底层

秸秆覆盖免耕可使土壤犁底层消失。和常规垄作处理相比，秸秆覆盖免耕处理5 年后犁底层消失，土壤穿透阻力迅速降低。通过深松消除犁底层是生产上重要的增产措施，但也是成本较高、动力需求较高的农事作业，秸秆覆盖免耕是目前成本最低的犁低层消除方案。

增加经济社会效益是最终目标

由于消除了干旱及倒伏等对玉米生产的影响，同时土壤肥力不断提高，试验地玉米生产力也实现稳步提高。

2007年试验地是当地的二等地，而目前该地块产量水平不断攀升，其中高产试验田2017、2018年连续两年玉米产量达到14250kg/hm²（950kg/亩）以上。

该技术可以减少农机进地次数，减少燃油消耗及劳动力成本。根据研究的历年平均数据算，节省成本1500元/hm²（100元/亩），玉米产量增加750kg/hm²（50kg/亩），节本增效可达2550元/hm²（170元/亩）左右。

该技术可减少秸秆焚烧、沙尘暴、水土流失、面源污染带来的社会环境问题；减缓干旱、倒伏等自然灾害对玉米生产的影响；促进土壤有机质的积累，提高土壤肥力、遏制黑土退化、提高化肥利用率，为实现减量施肥提供了保障；在持续提高土地生产力的同时降低生产成本，实现黑土地保护及农业生态绿色发展。

秸秆覆盖免耕技术适于春季较为干旱的地区，而在其他生态区，该科研团队正在积极开展研究与示范不同类型的秸秆覆盖少免耕技术模式，以尽快建立玉米连作、玉米大豆轮作、大豆等生产体系的秸秆覆盖少免耕技术体系。