120-大国粮仓1-为何我国是世界唯一逆转黑土地退化趋势的国家2-梨树模式上

下面继续讲为何我国是世界上唯一逆转黑土地退化趋势的国家。

接下来讲的是能有效保护黑土地的梨树模式。这是以秸秆覆盖还田、免耕为核心的保护性耕作模式。

梨树模式因由吉林梨树县农民与科研人员共同创造而得名。

该模式能显著降低劳动强度，减少土壤侵蚀，减少化肥施用量，提升土壤有机质含量，提升粮食产量。

东北地区的传统耕作方式是，农民每年收割后，就会将所有的籽实和秸秆从田里全部收走，几乎片叶不留。到了春耕时，在播种前还要把最表层的十几厘米土壤翻耕一遍。结果春季的大风又会带走耕地土壤。

我国黑土地虽风蚀较轻，但水蚀较严重，占了65%。因为东北耕地多为缓坡地，夏季的短时暴雨和春季的积雪融化，会带走耕地表面的土壤。这些都导致东北黑土地变薄变瘦。

而在吉林梨树县，同时存在风蚀和水蚀的风险。因为它位于黑土地西部，冬春多大风。当地也存在丘陵地形，耕地中有不少坡地。

此外，让耕地保持地力，最好是让有固氮能力的大豆等豆科植物参与轮作。但由于玉米与大豆亩产相差悬殊，东北不少农民只愿意种玉米，不肯种大豆。当地力不足、产量降低时，农民就加大化肥用量，容易导致土壤板结，作物根系无法扎进更深的土壤，遇到大风洪涝容易倒伏，碰到干旱则无法吸收到更深处的地下水，抗灾能力降低，减产风险显著升高。而且施用更多化肥，增产效率反而还在越低。

梨树模式解决以上问题用了四个方法，即秸秆全覆盖还田、免耕播种、轮作、施用有机肥。这四个方法，缺一不可，不然都会让黑土地保护效果大打折扣。

我们先看秸秆覆盖还田和免耕播种。

秸秆全覆盖还田即秋收后将秸秆原地粉碎并覆盖耕地。它可以显著降低风蚀和水蚀发生、提升土壤有机质含量、改善土壤墒情。

玉米秸秆原地粉碎，并覆盖耕地（黑龙江齐齐哈尔）

当地农民把秸秆覆盖称为给耕地盖被子，让耕地更有劲。秸秆覆盖可以降耕地表面的风速，让大风带走土壤表面的土壤和水分减少。但它也有缺点，那就是春季时耕地表面升温较慢，会造成来年作物出苗晚。

秸秆粉粹还田，可以将营养元素返还给土地。粉碎是让秸秆能更快分解成有机质，能显著提升土壤有机质含量。此外，秸秆粉碎也有利于来年播种作业，不然粗大的秸秆会卡住播种机械。

免耕是免耕播种，即春季使用免耕播种机直接在秸秆上播种，不翻地、不整地。

深松耕地但不深翻，以免土壤中的有机质暴露在空气中被加速氧化分解。由于土壤如胶水一般的团粒结构没有被破坏，还可以提高土壤的保水能力。

由于拖拉机减少进入耕地的次数，耕作变得简单，能降低劳动强度。此外，对耕地碾压也减少了。这让耕地的透气性更好，雨雪在耕地表面能快速下渗，不积水。在暴雨时，也难以形成耕地表面径流，带走耕地表面土壤。

但这听起来很好的方式，在2007年科研人员进入梨树模式发源地-吉林梨树县高家村时，当地农民觉得这种不翻地的种地方式就是懒人种田，完全不靠谱。春耕不翻地，怎么叫种田呢？

于是科研人员选择了当地一块很贫瘠的耕地做试验。当时这块耕地已露出底层的黄土，俗称破皮黄。结果农民发现这种耕作方式不仅更省事，还能实现作物增产。

首先是秸秆覆盖耕地后，风蚀水蚀降低了70%。耕地不再害怕雨雪和大风侵蚀。

其二，秸秆覆盖免耕后，土壤更松软，透气性更好，水分下渗和保水能力增强。土壤增加的蓄水量相当于50至60毫米降水，相当于多出两场大雨，这让较为干旱的当地种地基本可以免除干旱影响。与传统耕作相比，试验田的降雨渗透率平均增加30%以上，地表蒸发降低40%以上。雨雪在耕地能快速下渗，不会形成积水。而当地种植较多的玉米就很怕涝灾。

其三，作物更高产。

作物根扎得深、长得牢，不怕大风大雨，干旱时也能从地下深处吸到水保命。相对于传统耕作方式，产量要高出10%。干旱年份要高出10%至15%。

实行保护性耕作的耕地，玉米根系可以下扎到1米2深度

2012年台风来袭，试验田周围地块玉米全倒伏了，而试验田只有约15%的玉米倾斜，基本没有倒伏。于是，次年农民们就纷纷找上门来，跟着科学家学种玉米。

2018年，东北遭遇几十年一遇的大旱，在当地玉米普遍减产的情况下，试验田大获丰收，创造了亩产950公斤的历史最高纪录。

实行保护性耕作的耕地，作物长势良好

其四，耕地更肥沃，耕作层变厚。

在玉米连作地区，10年后秸秆全覆盖还田且免耕的地块，土壤有机质从2.3%升至2.9%。而传统翻耕连作地块，土壤有机质下降到1.8%。

现在该试验地块的黑土层已恢复到了50厘米左右厚度，已接近黑土区的原始厚度。

试验田现在每平方米土壤中的蚯蚓数量从过去的三五条，增加到40至60条。总之，土壤正在变得健康。

前面提到秸秆覆盖会造成耕地春季升温慢，作物出苗慢。当时国外的免耕播种机价格昂贵，我国农民根本用不起。此外它的作业行距比东北地区玉米的种植行距要宽。而且，由于我国的黑土地都是小农户，玉米种植行距还不一致。这意味着免耕播种机必须灵活调整作业行距。

科研人员于是研发出了更便宜好用的免耕播种机。

在播种时，机器把秸秆归拢到一边，形成秸秆覆盖的宽行。秸秆被清理出来的窄行，作为种植行，用来播撒种子。窄行因为秸秆被清理干净，地温升温加快，这样出苗速度加快，出苗整齐，还节省了三成种子。

免耕播种一体机可同时完成过去四台农机的活儿，一台机器一天能播种1500多亩地。

而且，这种耕作方法可以每年轮换种植行，以休养地力。

其四，更节省化肥。

秸秆还田后，每公顷可少施化肥400斤左右。

下面和其他有黑土地的国家进行对比。

我国黑土地保护是以秸秆覆盖为核心，高标准农田项目区秸秆覆盖还田率达到85%到95%。同时还禁止秸秆焚烧和被用于饲料和燃料。

而世界上有黑土地的国家，除了加拿大之外，鹅钨阿根廷大漂亮在秸秆覆盖还田和免耕上实行较差。

大鹅、钨客澜基本不实行秸秆覆盖还田和免耕。

传统印象中，大漂亮保护性耕作做得比较好，但实际情况并不理想。大漂亮实行保护性耕作的方式是免耕和少耕。少耕是缩小耕作面积，例如条耕，只耕作播种的条带。此外就是尽量减少深耕和深翻。

美国艾奥瓦州大草原植物条带种植

按道理讲，它的黑土地位于穿堂风风口上，这里更应该做好秸秆覆盖。

但实际情况并非如此。例如它位于玉米带的黑土地，只有35%至42%实行秸秆覆盖还田。不少秸秆被当成养牛的饲料和用于制作乙醇、被焚烧掉了。

美国杜克农场，虽然实行免耕和秸秆覆盖，但并没有完全覆盖耕地。

美国杜克农场秸秆储存堆放场，秸秆准备卖往杜邦工厂制造乙醇。

大漂亮推广保护性耕作关注重点是免耕，并不要求必须覆盖秸秆。而即便没有把秸秆从耕地移除的农场主，会把秸秆粉粹后翻入土壤表层。但这样做对减少土壤风蚀的作用其实不大。

大漂亮的免耕播种机械很昂贵且不实用。如果想实现秸秆覆盖，需要在收割机上加装秸秆粉碎机。在玉米收割的同时，将秸秆粉碎并抛洒到耕地表面。但秸秆抛洒并不均匀，造成部分耕地秸秆堆积过厚。来年春季种植大豆时，地温上升较慢，造成大豆出苗晚。

而在次年春季播种大豆时，需要用重型免耕播种机。它带有秸秆切割器，价格高达15万美元以上。堆积不均匀的秸秆会干扰播种作业，会出现卡住播种机的情况，此外种子会撒到种植行之外。

所以，大漂亮农民干脆在玉米收割后，要么把秸秆粉粹后深翻入土壤，要么干脆把秸秆打包后卖掉，增加一笔收入。

而我国设计的免耕播种机没有跟玉米秸秆硬干。因为设计原理时，在耕作时，机器会把秸秆推到一边，清理出窄行播种就行了。这么做就没有地温升温慢导致出苗晚的问题了。

因为秸秆覆盖还田执行不到位，大漂亮位于玉米带的黑土地退化非常严重。例如在艾奥瓦州北部，当地耕地中居然出现了浅灰色的沙质凸起。

这意味着这块耕地基本上不能再耕种了。玉米带部分地区的土壤有机质含量已下降到2%左右。而黑土的有机质含量门槛为1.5%。低于该门槛，就不算是黑土了。

在位于玉米带的明尼苏达州拜伦附近七代务农的拉森先生，拥有700英亩即4242亩的农场。他在2023年预言，如果农田以目前的速度侵蚀，在50年内就会无法耕种。因为没有表土了，只有底土或基岩。

而阿根廷虽然也实行了秸秆覆盖和免耕，但同样存在大量秸秆被从耕地移走的情况。因为它的免耕技术来源于大漂亮。

但加拿大却很严格地实行了秸秆覆盖还田。它三分之二以上的秸秆直接还田。这是因为它要用秸秆来捕捉冬雪。

它的春小麦主产区集中在草原三省即萨斯喀彻温、艾伯塔、马尼托巴。

这里的降雨量并没有达到春小麦生产所需的水分要求。当地年降雨量在300到500毫米之间，而春小麦整个生长周期所需水分相当于降雨量400至600毫米。

这个用水缺口，加拿大用秸秆覆盖很巧妙地解决了。

在收获小麦时用联合收割机采用高留茬技术，并将麦秆大量留在田间。麦茬和秸秆会降低风吹过耕地表面的速度，降低土壤表面的水分蒸发，减少土壤的风蚀和水蚀。

然后用开沟犁开出积雪沟，用来将冬季降雪积存，以免被大风刮出农田。这些收集的雪水会储存在土壤里。

春季时，根据需要用农用飞机或机引机械喷洒草木灰，将积雪融化，使土壤蓄水增墒。这些保存下来的水，供下季作物种植使用。

加拿大为了解决小麦种植用水缺口，不得不用秸秆捕捉冬雪的措施，却保护了它的黑土地。所以它的黑土地只存在轻微的退化情况。

接下来，请听下集，梨树模式中的轮作和施用有机肥措施，为何有效保护黑土地。