改革耕作制度，推动东北地区农业绿色发展

东北地区农业绿色发展是一项系统工程，不能头痛医头，脚痛医脚，需要科技创新支撑引领发展，需要政策推动技术传播，更需要提高全社会对农业绿色发展思想的认同。为此，在技术层面，一要重新制定东北地区耕作制度区划;二要构建绿色种植制度;三要构建绿色养地制度;四要构建种养循环农作模式。

东北地区涵盖黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区东四盟（赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔市），现有耕地5.38亿亩，年均粮食总产超过3000亿斤以上，占全国1/4以上，粮食商品化率达60%以上，调出量占全国的1/3以上。是我国最重要的粮食主产区和最大的优质商品粮生产基地，也是国家粮食安全的“压舱石”、“稳压器”和生态安全的“屏障”。区域土地资源丰富，耕地较为集中，农业机械化水平相对较高，是发展绿色高品质农业的优势区。加快推进东北地区农业绿色发展，是国家大计，是保障国家粮食安全和生态安全的历史和现实需要。

一、东北地区农业绿色发展面临的问题

党的十八大以来，我国高度重视绿色发展，习近平总书记多次强调，“绿水青山就是金山银山”，尤其是在东北视察时指出：“更好支持生态建设和粮食生产，巩固提升绿色发展优势”，确保国家“粮食安全、生态安全”等，为东北地区农业绿色发展指明了方向，提供了根本遵循。东北地区是我国唯一的“黄金玉米带、黄金大豆带、优质粳稻产区、优质花生产区”，努力争当我国农业绿色发展的先锋队，引领我国农业绿色高质量发展是责任担当。但新中国成立以来，为满足人口快速增长对粮食总量的需求，我国不断加大农业开发利用强度，导致东北农业绿色发展出现了诸多亟待解决的问题，主要表现在以下几个方面：一是缺乏科学耕作制度区划。受国家政策导向影响和经营主体逐利驱动，主要作物越区、跨区种植现象普遍，导致作物生产灾害频发、产量不稳、品质不高等问题突出，最典型的是黑龙江省在第五积温带、第六积温带大面积种植玉米，不但使大豆面积锐减，还造成“水玉米”滞销问题，收获时玉米籽粒最高含水量甚至超过40%，丰产不增收。二是黑土地退化严重。对耕地长期高强度利用导致耕地变“瘦”（土壤有机质含量下降）、变“薄”（风蚀沙化、水土流失严重）、变“硬”（土壤机械压实、渗透性降低）。据有关部门监测，东北地区耕层土壤有机质平均含量26.7g/kg，与30年前相比降幅达31%;黑土层由50～100毫米，减少到15～50毫米，平均每年减少2毫米;土壤总孔隙度由67.9%下降到52.2%，容重由1.12g/cm3增加到1.38g/cm3，作物产量不稳、耕地难以为继。三是水资源短缺问题日益突出。为追求高产和高效益，生产者往往盲目种植，导致作物生产布局不合理，加速了水资源过度消耗，生态危机凸显。例如三江平原地区大面积种植水稻，且完全依靠地下水灌溉，导致该地区平均每年地下水水位下降29厘米，西辽河地区灌溉玉米生产快速增长，导致通辽地区地下水水位年平均下降超过26厘米，制约了区域农业可持续发展。四是气候变化敏感，旱灾频发。东北地区是全球增温最敏感的区域，年太阳总辐射总体呈现下降趋势（48MJ/m2·10a），年平均温度总体呈现上升趋势（0.3℃/10a），年降水量总体呈现下降趋势（4mm/10a），导致区域暖干化趋势明显;≥10℃积温增加，无霜期延长，降水量和日照时数减少且波动性增加，導致区域极端天气增加，特别是旱灾、涝灾、低温冷窖等频繁，每年因灾害造成的损失不可估量。五是化肥投入增加、面源污染风险加大。据统计，目前东北地区年均化肥投入量超过700万吨，大量化肥投入不但增加了温室气体排放，还加剧了农田面源污染风险。据辽宁省农业科学院对全省玉米主产区农田周边地下水1508样次监测结果显示，硝态氮含量在7.76～21.55mg/L之间，其中28.92%不符合国家饮用水标准，且随着生产年限延长，地下水水质硝酸盐超标点数和数值呈增加态势。以上问题严重制约了东北地区农业绿色可持续发展。

二、东北地区农业绿色发展的有利条件

尽管东北地区农业绿色发展有诸多限制因素，但更多的是有利条件：一是耕地集中连片、机械化程度较高。东北地区现有耕地面积5.38亿亩，且集中连片;农业机械总动力持续增加，2019年达到13527.2万千瓦。目前东北三省农业机械化水平均达到65%以上，高于全国平均水平，其中，黑龙江省综合机械化程度达87.7%，居全国首位;二是产地环境相对“干净”。东北地区农作物化肥、农药使用量基本实现零增长，化肥、农药利用率达到40%，农膜回收率达到80%;另外长期监测表明，产地无重金属污染和黄曲霉毒素。三是作物秸秆资源丰富，农闲期长，利于秸秆处理。目前，东北地区可收集秸秆产量1.8亿吨，约占全国秸秆总产量的19.2%。农闲期长达7个月，可通过多种方式实现秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化等“五化”利用，减少秸秆焚烧造成的环境污染，并有利于增加土壤有机质。四是雨热同季，昼夜温差大，利于提高产品品质。从热量的角度来看，东北地区位于温带的中温带和寒温带地区，雨热同季、昼夜温差大，利于作物营养物质积累，加上黑土本身肥沃，养分充足，有机质多，保障了区域盛产优质食味稻、专用玉米、优质大豆、高品质花生等优质农产品。五是畜牧业发展迅速，有机物料丰富。2020年东北地区主要畜禽存栏总数10.1亿头，年粪便资源总量6.86亿吨，折合氮量为401万吨/年，折合磷量为345万吨/年，为实施有机肥替代化肥提供了基础。有机肥替代化肥可以减少化肥农药投入，进一步改善耕地质量，提高农产品品质，推动农业绿色高质量发展。六是东北地区农业生产环境相对“干净”，基本没有大面积的重金属污染和黄曲霉毒素的产生，据李培武院士与辽宁省农业科学院多年对辽宁省主要花生产地定点监测表明，主要产地花生均未检出黄曲霉毒素，因此，他认为辽宁省是全球生产高品质花生的最好产地。农作物生产本底环境好为农业绿色发展提供了宝贵的基础。

三、东北地区农业绿色发展对策与科技支撑

耕作制度是指一个地区或生产单元的种植制度以及与之相适应的养地制度的综合技术体系。包括种植制度和养地制度，种植制度是作物组成结构、配置、熟制和种植方式的总称;养地制度是与种植制度相适应的以提高土壤生产力为核心的一系列技术措施。耕作制度作为农业最重要的基础，新时期已经到了必须创新、调整、优化、重构的关键阶段，关系到我国能否实现粮食增产、节能减排、资源高效利用、碳达峰碳中和、耕地可持续利用等，应考虑建立以粮食高产出、产品质量安全、资源利用合理、生产生活环境良好等多目标协同的新型耕作制度，从源头破解难题，保障东北地区农业绿色高质量发展。

针对东北地区目前农业发展存在的问题，立足耕作制度改革，瞄准建设成为国家优质粮油基地、国家优质畜产品基地、优质食品深加工基地三个战略定位;树立“总量适度、品质高端、资源持续、环境友好”为核心的新发展理念，走持续路、打绿色牌，走循环路、打生态牌，走优质路、打高端牌;通过重新制定东北地区区划，构建绿色种植制度、绿色养地制度和种养循环农作模式等，探索东北地区农业绿色发展的新路径，推动区域农业绿色发展新格局，实现东北地区农业绿色发展。

发展对策层面，一是将东北地区农业绿色发展纳入国家规划，积极稳步推进。新时期确保粮食安全，必须由单纯关注粮食增产，转向更加注重粮食产能提升和农业发展方式转变，实现粮食生产的“绿色增长”。建议将东北地区农业绿色发展纳入国家中长期发展规划，按照“尽早谋划，从长计议，顶层设计，分步实施”的思路，尽快启动并落实，以保障主要粮油作物的稳定生产和供给能力。二是设立重大科学研究专项，组织开展科技创新和技术示范，引领和推动东北地区农业绿色发展。从保证国家粮食安全、生态安全和推动农业高质量发展的角度考虑，建议国家设立东北地区农业绿色发展科学研究专项，整合各类资源，集中东北地区优势科研单位、聚集国内优势农业科研机构、吸引相关农事企业共同协同攻关，并加大示范力度，稳步推进东北地区农业绿色发展。三是将东北地区确定为国家农业绿色发展先导区，通过资金、政策、市场等扶持，打造全产业链的示范样板，并为其他粮食主产区提供借鉴。整合各部委在东北地区实施的各类工程，聚焦农业绿色发展，创新政策、资金、市场等扶持方式，打造高端粮油产品品牌，不断提高产品品质，实现粮食产量稳中有升、耕地质量逐步提高、生态环境不断改善的目标，提高种植业生产效益，助力农民增收，推动乡村振兴，进而推动东北老工业基地全面振兴和全方位振兴。

科技支撑层面，一是制定东北地区科学的耕作制度区划。改变传统耕作制度区划以粮食产量提升为唯一目标的方法，建立以粮食适度丰产、产品品质优良、水资源高效利用、黑土地持续利用、气候灾害抵御、固碳节能减排的多目标评价方法，重新制定东北地區科学的耕作制度区划，确保主要作物在最适宜区域种植，同时要构建不同生态类型区耕作制度主导模式，并提出区域战略发展优先序、主要作物发展优先序和技术优先序，实现不同生态类型区作物科学种植。二是构建绿色种植制度。改变过去单一种植为复合种植，充分利用生物多样性原理，创建豆科、禾本科、绿肥等间套作、轮作、混作等绿色种植制度和模式，减少化肥农药投入、节约用水、培肥地力、控制侵蚀和增加系统稳定性。例如辽宁省农业科学院研发的果粮间作、玉米花生间作、玉米大豆间作、玉米大豆轮作等模式，实现了光、温、水、养分等资源利用效率同步提高。三是构建绿色养地制度。东北地区年产秸秆量达1.8亿吨，如按50%还田，养分含量相当于450万吨化肥。围绕着黑土地保护与利用，积极构建肥沃耕层，提出肥沃耕层参数阈值，明确不同生态类型区主要土壤类型的土壤轮耕最佳方式、周期、时间、深度和秸秆还田最佳方式、周期、秸秆和氮肥配合施用的最佳数量等技术参数;优化不同生态类型区保护性耕作模式，实现防风固土、保墒抑蒸、固碳减排、节本增效、稳产增产等目标。四是构建种养循环农作模式。按照“减量化、再利用、资源化”循环经济理念，推动农业生产由“资源—产品—废弃物”线性经济向“资源—产品—再生资源—产品”循环经济转变，积极构建稻田养蟹（鱼、虾）、种养一体化、农牧结合生态种养等循环生态农作模式，实现种植业耕地地力培育和养殖业粪污资源化、无害化、储施技术绿色衔接。

东北地区农业绿色发展永远在路上，不同地区的资源禀赋决定了其耕作制度模式，不同耕作制度对其所处区域的影响是决定性的。如何构建适合东北地区的现代耕作制度，确保粮食安全、资源持续利用、固碳节能减排等多目标共赢，是未来东北地区农业绿色发展的关键所在。破解难题，科技先行，通过科技创新，基本形成与资源环境承载力相匹配、粮食生产与生态保护相协调的农业发展格局，走上一条产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的可持续发展道路。未来，积极推进东北地区农业绿色可持续发展是农业管理者、科技工作者、经营主体和农民的共同责任所在。

责任编辑：马莉莎

孙占祥

辽宁省农业科学院副院长、二级研究员