黑土地保護性耕作抑制風蝕效應研究

摘要：在國內的農業生產區域中，黑土地是非常重要且基礎的商品糧生產區，在國內的商品糧產出和出口等領域均發揮了重要的作用。然而，近些年來，通過對商品糧基地調查和研究發現，黑土地土層由于土壤侵蝕作用的影響逐漸變薄，在風蝕效應之下更是出現了土地退化情況，對于黑土地的農業生產會產生比較大的負面影響。因此，本文針對黑土地保護性耕作抑制風蝕效應進行探究和分析，包含分析目前國內黑土地土壤風蝕現狀，另外闡述本研究的現實意義，最后提出具有針對性的意見和對策，望對相關工作開展起到一定借鑒和指導作用。

關鍵詞：黑土地；保護性耕作；風蝕效應；耕作技術

黑土地作為國內農業生產的關鍵區域，承載著重要的商品糧生產和出口任務，其肥沃的土壤條件為農作物的生長提供了得天獨厚的環境。然而，隨著農業生產活動的持續進行，黑土地面臨著日益嚴重的土壤侵蝕問題，特別是在風蝕效應的作用下，土層逐漸變薄，土地退化現象愈發明顯。這不僅影響了黑土地的農業生產能力，也對生態環境造成了不可忽視的影響。土壤風蝕是指土壤顆粒在風力作用下被搬運和沉積的過程，是土壤侵蝕的一種重要形式。在黑土地地區，由于氣候條件和地形地貌的特殊性，風蝕效應尤為顯著。土壤風蝕不僅導致土壤養分流失，降低了土地肥力，還加劇了土地沙化、鹽堿化等退化問題，對農業可持續發展構成了嚴重威脅。因此，開展黑土地保護性耕作抑制風蝕效應的研究具有重要意義。本研究旨在通過深入分析黑土地土壤風蝕的現狀及成因，探討保護性耕作技術在抑制風蝕效應方面的應用，為制定科學合理的耕作策略提供理論依據和技術支持。這對于保護黑土地資源、提高農業生產效率、促進農業可持續發展具有重要的現實意義。

1 黑土地土壤風蝕現狀

在全球范圍內，黑土地因其有機質含量高、肥力優越而被譽為農業生產中的瑰寶。我國東北地區，作為世界三大黑土區之一，其黑土地在農業生產中占據著舉足輕重的地位。然而，近年來，該地區的黑土地正面臨著日益嚴峻的土壤風蝕問題[1]。

東北黑土區三面環山，中部平原開闊，這樣的地理條件為土壤風蝕提供可能。在長期的農墾過程中，原本肥沃的黑土層在不少地方已被風蝕殆盡，即便在殘留地區，黑土層的厚度也已大幅減少，部分區域甚至開始出現了“古砂翻新”的現象。埋藏于黑土層之下的河-湖相砂層，因風蝕作用而暴露于地表，為荒漠化進程提供了豐富的沙源。與此同時，東北黑土區周邊存在著兩大沙地——松嫩沙地與科爾沁沙地。這兩大沙地的沙漠化進程，無疑加劇了東北黑土區的土壤風蝕問題。松嫩沙地的沙漠化，使得周邊典型黑土區的土壤遭受風力侵蝕，導致土地退化，黑土厚度及面積不斷減小。而科爾沁沙地，作為東北平原向內蒙古高原的過渡地帶，其沙漠化進程更是直接威脅到了黑土區南部的黑土耕地安全。從氣候背景來看，近幾十年來，東北黑土區的年均溫度呈現顯著的直線上升趨勢，而年降水量則未發現顯著變化趨勢。氣候條件的變化使得冬季與春季的干旱現象愈發嚴重，為土壤風蝕的發生提供了有利條件。在這樣的氣候與地理條件下，東北黑土區的土壤風蝕問題愈發突出，風力侵蝕區域逐年增加，黑土地面積逐年減少，土壤肥力不斷下降。而且，從外部環境角度上來看，隨著時間推移，社會發展對于黑土地農業種植生產效率和質量都在不斷提升，而黑土地風蝕效應出現之后，導致這一需求無法得到有效滿足。因此，在新時期的農業現代化建設和發展過程中，必須重視黑土地保護工作，并且對風蝕效應進行探究和分析，進而提升黑土地農業資源保護水平。

通過以上分析不難看出，國內黑土地土壤風蝕現狀不容忽視。加強土壤風蝕過程及機理性的科學研究，采取積極有效的防治措施，已成為保護東北黑土地、維護國家糧食安全的重要任務[2]。

2 黑土地保護性耕作抑制風蝕效應研究的意義

2.1 保障國家糧食安全

黑土地作為我國重要的糧食生產基地，其土壤肥力和生產能力直接關系到國家的糧食安全。然而，近年來，由于土壤侵蝕特別是風蝕的影響，黑土地的面積和肥力都在不斷下降，這對糧食生產構成了嚴重威脅。保護性耕作作為一種有效的土壤管理方式，通過減少土壤翻動、增加地表覆蓋等措施，能夠有效抑制風蝕效應，保護黑土地的土壤結構和肥力。這不僅有助于維持現有的糧食生產能力，還能為未來的糧食增產提供堅實保障。因此，開展黑土地保護性耕作抑制風蝕效應的研究，對于保障國家糧食安全具有重要意義，從長遠角度上來說，這對于廣大人民群眾的飲食、身心健康等等方面均具有重要現實意義，也是農業現代化進程中必須開展的工作環節之一。

2.2 促進農業可持續發展

農業可持續發展要求在保證當前糧食生產的同時，不損害未來農業生產的潛力。黑土地保護性耕作通過改善土壤結構、提高土壤蓄水能力和肥力，有助于實現這一目標。保護性耕作能夠減少土壤風蝕，從而降低土壤養分的流失，保持土壤生態系統的穩定性。同時，通過減少耕作次數和強度，降低農業生產對土壤的破壞，使土壤得以休養生息，逐步恢復其生態功能。這不僅有助于提高農作物的產量和品質，還能降低農業生產成本，增加農民收入，為農業可持續發展提供有力支撐，促進農業經濟發展。

2.3 推動生態文明建設

生態文明建設是我國當前和未來發展的重大戰略任務。黑土地保護性耕作作為生態文明建設的重要組成部分，通過抑制土壤風蝕、減少土地退化，有助于改善生態環境質量。保護性耕作能夠增加地表覆蓋，減少裸露土壤的面積，從而降低風蝕引起的沙塵暴等自然災害的發生頻率。同時，通過改善土壤結構和提高土壤肥力，有助于增強土壤的固碳能力，減少溫室氣體排放，對全球氣候變化產生積極影響。此外，保護性耕作還能促進生物多樣性保護，維護生態系統的穩定性和多樣性[3]。因此，開展黑土地保護性耕作抑制風蝕效應的研究，對于推動生態文明建設、實現人與自然和諧共生具有重要意義。

3 黑土地保護性耕作抑制風蝕效應的有效路徑

3.1 實施秸稈覆蓋與留茬技術

秸稈覆蓋與留茬是黑土地保護性耕作中的一項關鍵技術。通過將作物秸稈覆蓋于地表，形成一層保護層，可以有效減少風對土壤的侵蝕作用。秸稈的覆蓋還能降低地表溫度，減少土壤水分的蒸發，提高土壤的保水能力。同時，秸稈的分解過程能夠增加土壤的有機質含量，改善土壤結構，提高土壤的抗風蝕能力。留茬技術則是在作物收獲后，保留一定高度的秸稈茬口，以減少地表裸露面積，進一步抑制風蝕效應。實施秸稈覆蓋與留茬技術不僅簡單易行，而且成本較低，是黑土地保護性耕作中抑制風蝕效應的重要手段，近年來，在國內不同地區進行應用，并且取得了良好效果。譬如，在黑土地中的農作物完成收獲之后，可以使用秸稈全量覆蓋技術，即將作物秸稈整稈或粉碎后均勻覆蓋于地表，形成一層保護層。以東北黑土地的玉米作物種植為例，收獲時應盡量保留秸稈整稈或將其粉碎成小段，均勻撒布于田間。同時，在收割時留高茬，即將秸稈茬口保留在15～30 cm的高度，以減少地表裸露面積。這可以顯著增加地表粗糙度，降低風速，減少風對土壤的侵蝕力。此外秸稈的覆蓋還能減少土壤水分的蒸發，提高土壤濕度，有利于作物生長和土壤肥力的保持[4]。

3.2 推廣少耕與免耕技術

少耕與免耕技術是黑土地保護性耕作的核心措施之一，對于抑制風蝕效應方面也具有重要作用和價值。相較于傳統耕作方式，少耕與免耕能夠減少對土壤的翻動次數和強度，從而降低土壤侵蝕的風險。通過減少耕作，可以保持土壤的自然結構，增加土壤的緊密度和穩定性，減少風蝕的發生。少耕與免耕技術還有助于提高土壤的蓄水能力和肥力，為作物生長提供更好的環境。在實際操作中，應根據土壤類型、氣候條件以及作物種類等因素，合理確定耕作方式和強度，以達到最佳的抑制風蝕效果。對于部分區域或作物，可采用秸稈部分覆蓋與免耕播種技術。在作物收獲后，將部分秸稈留于地表，覆蓋率可根據實際情況調整，一般在30%～60%之間。以黑土地玉米作物種植為例，收獲后可保留部分秸稈覆蓋地表，同時采用免耕播種機進行播種作業。免耕播種機能夠在有秸稈覆蓋的地表實現開溝、播種、施肥、覆土和鎮壓等復式作業，減少對土壤的翻動，保持土壤的自然結構。這不僅能夠抑制風蝕效應，還能提高土壤蓄水能力和肥力，為作物生長提供更好的環境。在實際操作中農戶需要根據作物種類、土壤類型以及氣候條件等因素，合理確定秸稈覆蓋率和免耕播種的技術參數[5]。

3.3 優化農田水利設施

優化農田水利設施也是抑制黑土地風蝕效應的重要途徑。通過建設和完善農田水利設施，如灌溉系統、排水系統以及水土保持設施等，可以改善農田的水分條件，提高土壤的抗風蝕能力。灌溉系統能夠確保作物在生長過程中獲得充足的水分，減少因干旱而引發的土壤風蝕。排水系統則能夠及時排除農田中的多余水分，防止土壤因水分過多而松軟，增加風蝕的風險。水土保持設施，如梯田、淤地壩等，能夠減緩水流速度，減少水土流失，進一步保護黑土地的土壤資源。在優化農田水利設施時，應注重設施的維護和管理，確保其長期穩定運行[6]。例如，節水灌溉系統能夠確保作物在生長過程中獲得充足且適量的水分，減少因干旱而引發的土壤風蝕。以滴灌系統為例，其通過管道將水直接輸送到作物根部，減少水分的蒸發和滲漏的同時還可以提高灌溉效率。同時，滴灌系統還能夠根據作物生長需求和土壤濕度進行精準灌溉，避免了過度灌溉導致的土壤松軟和風蝕風險。在建設節水灌溉系統時，應注重系統的穩定性和耐用性，確保長期穩定運行。此外還需要結合當地氣候條件和作物種植情況，合理確定灌溉制度和灌溉頻率，以達到最佳的節水效果和抗風蝕效果。

3.4 秸稈處理與風蝕阻控技術

秸稈處理與風蝕阻控技術在不同區域的應用是一項既關乎農業生產效率，又涉及環境保護的重要實踐。在干旱半干旱區域，由于水資源稀缺且土壤易受侵蝕，采用免耕播種技術結合秸稈處理成為一種有效的策略。通過直接在未經翻耕的土地上播種，同時利用秸稈覆蓋地表，既可以減少土壤水分的蒸發，又能夠保持土壤結構，有助于作物生長。例如，使用配備有秸稈粉碎與覆蓋功能的免耕播種機，可以在播種的同時將秸稈粉碎并均勻鋪撒于地表，形成一層保護性的覆蓋層，有效阻擋了風蝕，提高了土壤保水能力。而在冬春季強風沙地區，為更有效地減少風沙侵襲，農民可以選擇留高茬保留秸稈的方式。這不僅意味著在作物收割時留下較高的秸稈茬口，還可能需要借助特定的農機設備，如高茬收割機，它們能在收割作物的同時，精確控制留茬高度，確保秸稈能夠穩定地留在田間，形成一道天然的防風屏障。此外，結合使用秸稈打捆機將部分秸稈收集起來，用于后續的生物質能源或飼料加工，既實現資源的循環利用，又進一步增強黑土地自身的風蝕阻控能力，由此就可以構成一個重要的良性發展循環，對于國內農業經濟乃至社會經濟發展都具有重要的作用和價值。

4 結語

綜上所述，黑土地作為我國重要的農業生產基地，面臨著日益嚴重的土壤風蝕問題。通過實施秸稈覆蓋與留茬技術、推廣少耕與免耕技術、構建農田防護林體系以及優化農田水利設施等有效路徑，可以顯著抑制黑土地的風蝕效應，保護土壤資源和生態環境。這不僅有助于保障國家糧食安全，促進農業可持續發展，還能推動生態文明建設，實現人與自然和諧共生。因此，加強黑土地保護性耕作抑制風蝕效應的研究與實踐，對于維護國家糧食安全和生態環境安全具有重要意義。

參考文獻

[1] 胡偉，丁貴惠，任忠政，等.一種改進的黑土農田風蝕集沙儀[J].土壤與作物，2024，13（2）：191-200.

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[3] 左小鋒，鄭粉莉，張加瓊，等.典型薄層黑土區前期坡面水蝕對土壤風蝕的影響 [J].農業工程學報，2021，37（12）：45-53.

[4] 王一菲，鄭粉莉，張加瓊，等.凍融作用對典型黑土土壤風蝕的影響[J].水土保持學報，2020，34（5）：34-41.

[5] 劉清華.保護性耕作技術在遼寧黑土地保護中的應用[J].農業科技與裝備，2017（4）：53-55.

[6] 吳才武，夏建新.保護性耕作的水土保持機理及其在東北黑土區的推廣建議 [J].浙江農業學報，2015，27（2）：254-260.