生物技术助力黑土地保护性利用的应用与思考

我国东北黑土地经过60年高强度利用和不合理耕作导致其有机质减少、碳氮严重失衡、微生物群落失稳等一系列退化过程，严重威胁我国粮食安全和农业可持续发展。黑土有机质含量降低是黑土退化的核心问题。生物是一切有机质的源泉，生物驱动的有机质动态平衡是维持农田生态系统稳定及土壤质量的基础。然而，东北水热资源限制致使生物驱动的土壤有机质转化困难，制约了黑土质量提升和保护性耕作技术的发展。中国科学院战略性先导科技专项（A类）“黑土地保护与利用科技创新工程（黑土粮仓）”设立了“黑土地产能和质量提升的现代生物学技术”攻关任务；该攻关任务围绕绿肥等生物驱动的土壤有机质动态平衡机理、秸秆低温腐解的生物学机制等重大科学问题开展研究，研发黑土质量提升相关的变革性、颠覆性生物技术，突破黑土有机质转化技术瓶颈，促使黑土地物质循环和生态系统功能趋于良性平衡，为黑土地质量和产能提升提供重要理论和关键技术支撑。     

东北黑土保护性耕作技术的研究与实践

相对于世界其他黑土区由于犁耕、秸秆翻埋耕作而引起的土壤退化,我国东北黑土区以旋耕、秸秆离田、秸秆田间焚烧为主的常规耕作导致的土壤退化问题更为严峻。以秸秆覆盖还田少/免耕为核心的保护性耕作技术是黑土保护与利用最为重要的一种技术。文章简述了保护性耕作的由来、定义、国外成熟的技术模式及其在我国推广实施中存在的问题。总结了15年来以中国科学院为核心的科研团队,联合吉林省农业部门、高校、地方农业科学院等相关单位,攻克保护性耕作技术在东北黑土地实施的难关,研发高性能免耕播种机和条带耕作机,以及秸秆覆盖还田宽窄行免耕、条带耕作、垄作少耕等技术,总结形成东北黑土地保护性耕作的"梨树模式"并进行示范推广的历程。同时,对保护性耕作技术在我国东北地区广泛应用后的效果进行了展望。     

聚焦东北黑土区农业生态 强化科技支撑国家粮食安全

“把黑土地用好养好”是新时代国家赋予东北地区新的使命和要求。围绕黑土退化和高产优质作物品种匮乏等制约东北农业发展的重要问题,中国科学院东北地理与农业生态研究所聚焦东北黑土区农业生态主责主业,紧扣黑土地保护与利用、东北主要作物种质资源创新、黑土区生态安全屏障等主要研究领域中的重大基础理论和关键核心技术问题开展原始创新,部署黑土地保护与利用、黑土区主要农作物种源创新与精准分子育种、湿地生态功能提升等重大任务,建立农业科学、湿地科学、地理信息科学与区域发展等学科紧密交叉与融合的创新体系,为保障国家粮食安全、生态环境建设和区域可持续发展提供理论基础和技术支撑。     

大庆市农业发展的问题与对策分析

大庆地区农业生产存在的主要问题是水资源危机,生态环境恶化、土壤退化严重.草原退化、沙化、盐碱化日趋严重,不合理的耕作方式加剧了土壤沙化,本地区发展农业生产必须开展保护性耕作技术的试验研究与推广,建立农业基地,大力发展现光农业以及增大对农业发展的资金投入.     

探讨保护性耕作技术的推广

保护性耕作技术是传统耕作技术的升级,是一项重大的农业技术革新,可以有效的降低农业的生产成本,促进农业产量的增加,是利于农业实现可持续发展的创新农耕技术。因此,在我国农业要结合现状,大力的进行保护性耕作技术的推广,对推广中存在的问题要积极的给与解决,并采取有效措施开展对保护性耕作技术的推广。     

黄土高原区农户保护性耕作技术采用的提效与减贫效应

【目的】保护性耕作技术作为提升耕地质量的重要手段，事关农业可持续发展。【方法】本文基于黄土高原陕甘宁地区1268份玉米种植户调查问卷，运用随机前沿（SFA）模型测算农业生产效率后，使用内生转换回归（ESRM）检验农户保护性耕作技术采用对农业生产效率的影响，并利用逆概率加权回归调整（IPWRA）估计农户保护性耕作技术采用对增收减贫的影响效应。【结果】(1)保护性耕作技术采用能够显著提高农业生产效率，在考虑反事实情况的基础上，采用保护性耕作技术的农户生产效率比未采用农户高2.9%。(2)保护性耕作技术采用对农户增收减贫有着稳健的正向促进作用，采用保护性耕作技术的人均家庭纯收入比未采用农户显著增加8.9%，进一步使用PSM不同匹配方法验证了该结果的有效性。(3)相比单一技术采用，农户联合采用保护性耕作技术的生产效率提升更高；相比甘肃和宁夏，陕西地区的农户采用保护性耕作技术的增收减贫效果更为显著。【结论】耕地是粮食生产的关键，政府应积极推广、激励农户采用保护性耕作技术，为耕地保护的保数量、提质量、增效率、减贫困等目标实现奠定坚实基础。     

黑土退化治理

我国东北黑土带普遍存在着土质退化问题,它不仅破坏了农业生态的良性循环,也使农作物产量品质逐年下降。为了提高东北黑土地的持续生产能力,保护农业环境,提高农产品质量,根据中科院知识创新工程重大项目统一安排,由中     

保护性耕作——发展旱作农业的有效途径

介绍了保护性耕作的演变发展过程、现状和技术规程;阐明了保护性耕作是旱作农业的必然选择及保护性耕作对我国农业可持续发展的重要性。     

保护性耕作——发展旱作农业的有效途径

介绍了保护性耕作的演变发展过程、现状和技术规程；阐明了保护性耕作是旱作农业的必然选择及保护性耕作对我国农业可持续发展的重要性。     

今年保护性耕作可为农民节本增收200亿元

10月29日,农业部在京举行全国保护性耕作座谈会暨北京全面实施保护性耕作项目验收会。全国保护性耕作技术实施面积突破5300万亩,秸秆机械化粉碎还田面积达到25亿亩,机械化免耕播种面积达到13亿亩。     

黄河流域保护性耕作技术的采用：影响因素的实证研究

本文基于黄河流域的实地调查,定量分析了保护性耕作技术的采用及其影响因素,从而为制定相关的政策决策提供了实证依据。调查发现,黄河流域地区真正能采用规范的保护性耕作的面积很小,大部分农民只是采用了其中某一项技术。计量结果表明,政策支持、项目实施、劳动力机会成本和灌溉条件等因素都影响保护性耕作技术的采用。从长期来看,随着非农就业机会的增加,农民知识技能和资金投资能力的提高,相关政策法规的出台和有效实施,保护性耕作项目的试验、示范和研究工作的进一步推进,以及灌溉条件等基础设施的改善,保护性耕作必将被更多的农民所认识和采用,成为现代农业可持续发展的一种重要的耕作和生产方式。     

旱作农业保护性耕作概述

一、基本概念 保护性耕作是一种新型旱地耕作法，起源于20世纪30年代的美同一目前，美国、加拿大和澳大利亚等国已基奉全部采用了以机械化为支撑的保护性耕作。我国对其的定义为“对农田实行免耕、少耕，用作物秸秆覆盖地表，减少风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的先进农业耕作技术。或概括为秸秆覆盖、以松代耕、免耕播种、综合除草”。其核心是免耕播种，主要作业均使用机械来完成。     

发挥农业科技的作用,综合治理沙尘暴和沙漠化土地

本文分析了春季发生的危害我国及东亚部分地区的沙尘暴的发生过程、动力学原理、形成条件，指出了沙尘暴的细微颗粒主要来自于疏松裸露的农田或退化的草原，人类不合理的土地开发、耕作和过牧为沙尘暴提供了丰富的沙尘源。进而提出了实行耕作制度改革，大力推广保护性耕作等农业科技，把植树造林、草原建设和农田保护性耕作3个方面综合起来，从而更加有效地防治沙尘暴和土地的沙漠化。     

“十一五”国家科技支撑计划重点项目松嫩一三江平原粮食核心产区农田水土调控关键技术研究与示范

松嫩-三江平原跨吉林、黑龙江两省,粮食产量占整个东北地区的45％,粮食商品率居全国所有粮食主产区之首。作为中华大粮仓,该区域受土地退化、耕地质量下降、水资源时空分布不均、农田水土资源匹配程度不高以及缺乏新型的农田耕作栽培技术等问题困扰,粮食产能不是很稳定。“十一五”国家科技支撑项目“松嫩一三江平原粮食核心产区农田水土调控关键技术研究与示范”以保障国家粮食安全和农业增收为根本,针对松嫩一三江平原粮食生产中的农田水土匹配能力弱的问题,以苏打盐渍化农田、侵蚀黑土农田、风沙瘠薄农田、渍涝农田、白浆土农田5种类型中低产田治理为突破口,通过技术研发与集成,取得了多项技术成果,为松嫩一三江平原粮食稳产增产和吉林省、黑龙江省粮食生产战略目标实现提供了强有力的技术支撑。     

保护性耕作技术采用及对作物单产影响的实证分析——基于安徽省水稻种植户的调查数据

作为一种替代传统翻耕的环境友好型技术,保护性耕作技术在发达国家得到了快速发展,但在国内,其推广工作却相对较晚。本文基于安徽省水稻种植户的调查数据,实证考察了保护性耕作技术的采用现状和影响因素,并进一步对保护性耕作技术对稻谷单产的具体影响进行了定量评价。利用Probit回归方法分析农户采用保护性耕作技术的影响因素;利用OLS回归方法分析保护性耕作技术对稻谷单产的影响。研究结果表明：保护性耕作技术作用认知、户主非农兼业情况、户主受教育年限和户主是否村干部是影响农户采用保护性耕作技术的主要因素;保护性耕作技术对稻谷单产水平具有正向积极作用。具体来讲,对保护性耕作技术作用认知程度越高、户主非农兼业时间占总劳动时间的比例超过50％、户主受教育年限越长、户主为村干部的农户越有可能采用保护性耕作技术;与采用传统耕作技术的农户相比,采用保护性耕作技术的农户稻谷单产水平大约要高出93kg／hm2。     

巩固黑土地粮仓 保障国家粮食安全

粮食安全是国家安全的重要保障。东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中起到"压舱石"的作用。但由于该区域耕地的高强度、不合理或过度利用造成了严峻的黑土退化问题。因此,如何使黑土地粮仓高效、可持续地为国家粮食安全提供保障,是当前亟待解决的科学问题。文章系统梳理了改革开放以来黑土地粮仓的农业发展状况;在此基础上,系统总结了黑土地粮食生产可持续发展所面临的问题,并结合中央对东北地区农业生产要求,提出了协调粮食安全和生态安全、增强粮食生产可持续发展的相应对策。以期为东北黑土区农业可持续发展提供参考,为国家粮食战略部署、农业政策制定及国家粮食安全稳固等提供科学指导。     

农田生态学和长期试验示范引领黑土地保护和农业可持续发展

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中具有"压舱石"的重要作用。但是由于耕地长期高强度利用及用养失衡导致土壤发生退化,东北黑土区的农业可持续发展受到严重制约。在此背景下,1978年原中国科学院黑龙江农业现代化研究所在东北黑土区中部的黑龙江省海伦市建立了中国科学院海伦农业生态实验站。自建站以来,围绕黑土地农田生态系统的结构和功能,建立了一系列的长期定位试验,经过长期对农田生态要素的监测和研究,划分了黑土肥力变化演化的3个时期,提出了区域尺度上的土壤有机质阈值,阐述了不同养分管理模式下的土壤养分演变规律,证实了通过农田作物的合理配置能够利用生态平衡调控有害生物对作物的危害。通过系谱法选育高产优质"东生号"系列大豆新品种10个,并且进行了成果转化和大面积推广应用。通过研发肥沃耕层构建关键技术,创建了东北黑土地保护利用模式,在黑龙江省的十几个产粮大县示范推广。通过基础理论研究—关键技术研发—大面积推广示范,长期试验示范为东北黑土地保护和区域农业可持续发展起到了重要的科技支撑。     

东北黑土区土地开垦历史过程研究

本文通过对东北黑土区开垦历史过程的研究,认为大规模无序开垦是黑土区土地退化的主要原因。黑土区的开垦应以史为鉴,避免盲目开垦,逐步走上可持续发展的良性过程。     

保护性耕作改善作物生长环境机理

＂保护性耕作＂名称中的＂保护＂实际上就是通过保护性耕作、技术的实施,对土壤及水、肥、气、热的影响,优化作物生长环境,实现农业生产的可持续发展,并进一步对生态环境的改善发挥作用。     

契约稳定性对农户跨期技术选择的影响——基于2271个地块数据的分析

具有跨期属性的保护性耕作技术是“藏粮于地”战略实施的重要选择,农户的保护性耕作技术行为选择可能由于其收益的跨期属性有着独特的行为决策机制。本文以秸秆还田为例构建了农户跨期技术采纳的理论决策框架,在此基础上利用全国粮食主产省2271个地块的微观数据,采用二元Probit模型实证分析了产权性质及契约稳定性对农户保护性耕作技术采纳的影响。结果表明：①产权性质对农户跨期技术采纳有重要影响,农户自家地块技术采纳率比转入地块高25.11%;②产权性质对农户技术采纳的影响与耕地规模有关,耕地规模会降低土地转入对跨期技术选择的负向影响,这种影响在南方地区更为显著;③对转入土地而言,契约期限越长越有利于提升农户采纳跨期农业技术的概率。并且在契约期限的约束下,通过正规的流转平台签订流转契约的地块,跨期技术采纳率会有所提升。细分样本、考虑了选择偏误后发现相关结论仍然稳健。因此,加强农地可持续利用宣传、提升地权稳定性及交易规范性和提供农业补贴政策等是促进农户保护性耕作技术采纳的可行选择。