中国耕地差异化休耕模式及技术措施探讨

苏康传，杨庆媛※，张忠训，毕国华

中国耕地差异化休耕模式及技术措施探讨

苏康传，杨庆媛※，张忠训，毕国华

（1. 西南大学地理科学学院，重庆 400715；2.西南山地生态循环农业国家级培育基地，重庆 400715；3.重庆金佛山喀斯特生态系统教育部野外科学观测研究站，重庆 400715；4. 西南大学绿色低碳发展研究所，重庆 400715）

耕地休耕模式是实行耕地休耕制度的重要组成部分，探索差异化的休耕模式对中国全面实施耕地休耕制度具有重要意义。该研究运用文献研究法、归纳总结法、系统分析法及案例分析法等，结合中国耕地休耕主要试点区实地调研资料及数据，总结、提炼差异化耕地休耕模式。结果表明：中国耕地休耕模式设计应充分考虑制度主体、制度客体及制度环境等因素的影响，从模式内涵、模式适用区域、典型案例区及主要休耕技术措施等进行设计。中国耕地差异化休耕模式主要有地下水漏斗区节水保水型休耕模式、土地污染区清洁去污型休耕模式、生态严重退化区生态修复型休耕模式、耕作过度集约化区耕地地力保护型休耕模式及耕地撂荒严重区的“流转+休耕”模式。差异化休耕模式涉及的主要技术措施包括休耕时长安排、培肥技术、休耕地翻耕技术及休耕试验示范技术等。当前中国休耕时长安排主要有季节性休耕、长期休耕及短期休耕3类；休耕培肥技术主要有少耕肥豆轮作、免耕过腹还田、免耕净种绿肥、免耕肥草间套种、秸秆还田、增施有机肥（腐熟农家肥）及上述多种方式混合形成的技术措施；休耕地翻耕技术主要有深松浅翻、深翻晒垡、旋耕保墒等；休耕试验示范技术主要包括休耕绿肥品种筛选试验、休耕时长试验、土壤指标测定试验、休耕对比示范等，并以甘肃省环县为案例对休耕模式技术措施进行分析，可为中国全面开展耕地休耕提供案例参考和技术支撑。

土地利用；农业；耕地；休耕模式；技术措施；中国

0 引 言

耕地休耕作为土地利用方式之一，是中国社会经济转型发展过程中应对耕地利用新问题的必然选择[1-2]。中国农业正由传统自给农业向现代农业、市场农业转型，由家庭作坊式小规模经营向适度规模经营转型[3-4]。同时，面对国际粮价持续走低[5]，国内粮食产量相对过剩[6-7]，耕地过度开发及不合理利用等现实问题[8-9]，中国实施耕地休耕制度不仅必要而且迫切。2016年农业部等10部门联合发布《探索实行耕地轮作休耕制度试点方案》（简称《试点方案》）及后续出台的相关文件，都表明休耕制度已经上升到国家战略高度[10-11]。耕地休耕模式设计是实行耕地休耕制度研究的重要内容之一，随着相关研究的不断深化，休耕模式研究已成为学术界关注的热点之一。中国幅员辽阔，自然地理环境本底条件及社会经济发展状况差异显著，因此，因地制宜设计差异化的休耕模式对中国全面实施耕地休耕制度具有重要意义。

国外关于耕地休耕模式的研究主要集中于以下方面：1）休耕方式及培肥模式变化。从遏制生态退化和改善农村福利角度研究采用休耕替代刀耕火种的方案[12]，开展以水土保持为目的的休耕期作物留茬管理的田间试验与模拟[13]及种植豆科作物休耕的生物物理指标和经济性能评估[14]。2）不同休耕模式中土壤微量元素变化。主要对休耕土壤和牧场土壤中纤维素分解速度进行对比，认为休耕土壤中硝酸盐和磷酸盐含量较高，促进了纤维素的分解速度[15]；麦茬轮作夏季休耕管理当中减少全蚀病和氮素淋失的经济效应[16]；湿润和半湿润地区在种植和休耕期间生态系统肥力变化[17]；不同休耕时长模式下土壤肥力动态变化[18]；集水区休耕地的裸休土壤中硝酸盐浸出分析[19]；对比分析田菁休耕肥地作物、天然休耕杂草和玉米田3种不同土地利用系统中根系和无机氮分布情况[20]等多方面的研究。3）评估不同休耕模式对作物产量的影响。Srivastava等运用EPIC模型多情景分析法估算了不同休耕时长对山药产量的影响[21]；Gaiser等使用环境政策综合气候模型对耕地休耕后玉米产量的敏感性进行评估[22]。

中国耕地休耕制度研究起步较晚，关于休耕模式的研究还较为薄弱，目前主要根据耕地利用面临问题从宏观角度提出休耕模式。针对耕地常年使用导致土壤肥力下降的问题，提出将平均复种指数较高的耕地实行季节性休耕；针对耕地无序撂荒问题，提出将撂荒耕地流转并安排一定比例的耕地进行休耕[23]。针对典型区域存在的耕地利用问题，提出了连作障碍区、重金属污染区及地下水漏斗区分别应采取轮作和休耕的模式、治理去污模式及季节性休耕模式[24]。陈展图等从地力透支、土地污染及生态退化3个方面提出了差异化的区域休耕模式[5]。孔祥斌针对中国北方干旱半干旱地区提出应实行水资源约束的休耕模式，南方地区实行土地整治与休耕相结合的模式，山区则实行退耕与休耕相结合的模式[25]。

综上所述，国外对耕地休耕模式开展了大量研究，而国内关于休耕模式的研究成果较少，已有国内成果中休耕模式的研究以宏观层面的总结为主，不够全面和具体，特别是对休耕模式类型划分、差异化休耕模式设计等方面的研究还较为薄弱。由于部分地区缺乏对区域环境等因素的综合考虑，导致理论模式对实践的指导存在偏差，当前基于高度异质性特征的中国国情的休耕模式尚未形成，不利于休耕模式从实践行为上升到理论高度，也不利于更好地指导中国全面实施耕地休耕制度，为此有必要对中国耕地差异化休耕模式进行探讨。基于以上分析，本文在对现有中国耕地休耕模式相关文献总结、全国及分省《试点方案》研究、主要试点区访谈及农户问卷调查的基础上，提出中国差异化耕地休耕模式，并对休耕模式所涉及的主要技术措施进行深入探讨，以期为丰富耕地休耕理论及中国全面实施耕地休耕制度提供参考和案例支持。

1 研究方法及案例数据来源

1.1 研究方法

耕地休耕模式构建需要根据已有相关研究和实地调查资料，通过归纳总结、集成所涉及到的休耕模式，主要方法有文献研究法、归纳总结法、系统分析法及案例研究法等。1）文献研究法，通过对国内外休耕模式相关的文献进行梳理、评述，发现已有研究的不足之处，在此基础上，结合中国国情及实地调研资料，提出适合中国不同区域的休耕模式，并与现有研究进行对比分析。2）归纳总结法，归纳是把类似的内容集中在一起，总结是指将研究内容按照一定标准、逻辑概括出规律的方法，本研究中主要将已有文献中耕地休耕模式、实地调研获取的休耕模式，按一定逻辑加以归纳总结，提炼出新的休耕模式。3）系统分析法，耕地轮作休耕制度本身就是一个系统，而休耕模式是其中的子系统，受到休耕制度运行主体、行为主体、行为客体及其他因素的影响，需要根据系统中的各个要素特征进行分析，获取最优休耕模式。4）案例分析法，是指对研究的典型对象进行分析，得出一般性、普遍性规律的方法，通过对典型休耕试点区的休耕模式进行深度剖析，总结、提炼出相关的休耕模式，可为其他地区休耕模式选择提供借鉴。

1.2 案例分析数据来源

案例分析涉及的数据来自课题组2016年11月、2017年6—7月、9月期间分别对云南省及甘肃省休耕试点区实地调研收集的资料数据。调研分为2个阶段，第1阶段为预调查阶段，以访谈的形式向县农业（牧）局、村镇干部等相关人员了解休耕基本情况和农业种植基本情况，第2阶段以农户问卷调查和田野调查为主。数据和资料包括社会经济数据、休耕模式总结资料及休耕地相关数据等（表1）。

表1 案例分析耕地休耕模式相关数据资料来源情况

2 差异化休耕模式设计理论分析

2.1 休耕模式内涵界定

模式是指事物的标准样式，其实质是解决某一类问题的方法论，把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度，就称其为模式[26]。目前，虽然相关研究中使用“休耕模式”一词的频次较高，但对其概念的探讨和界定还较为欠缺。本研究在“模式”定义的基础上，结合休耕模式的内容构成界定其内涵。休耕模式是指休耕制度主体以提高耕地地力为目的，基于因地制宜、统筹粮食供给、“社会、经济及生态效益”三位一体及“休、养、用”统一等原则而采取的具有普遍性、代表性及可操作性的休耕形式，或者可供他人重复操作的标准样式。休耕模式需基于不同区域休耕实践过程中休耕地面临问题、治理方式、休耕培肥作物类型、休耕时间安排及翻耕方式等技术措施进行设计。

2.2 理论基础

耕地休耕模式构建受休耕制度运行主体（政府），行为主体（农户），行为客体（耕地）及其他因素（气候、物候、土壤养分、耕作制度、资源环境承载力、社会经济及技术条件等）的影响。根据休耕制度实施的参与者及影响因素，认为与休耕模式构建密切相关的主要理论有博弈论、农户行为理论、资源环境承载力理论及地域分异规律等。1）博弈论，各级政府、农户、公众等在休耕制度实施中的利益博弈及角色扮演对休耕模式选择会产生影响，中央政府主要负责制定休耕计划、编制休耕总体方案等；地方政府主要负责休耕工作的组织、指导及协调；集体经济组织及农户主要负责休耕工作落实；公众则主要负责监督等，在此过程中，对休耕模式选择产生重要影响。2）农户行为理论，农户决策行为决定其是否愿意休耕、如何休耕。3）资源环境承载力理论，耕地的生态环境、土壤养分、水分等承载力是否超载，决定是否需要休耕。4）地域分异规律，决定不同自然环境、社会经济及技术等条件下应采取何种休耕模式，自然环境条件决定区域模式、社会经济及技术条件等决定采用何种技术。

2.3 休耕模式构建的基本原则

1）因地制宜原则。一方面，因中国自然地理特征、社会经济发展水平及耕地利用问题等具有明显的地域差异，需因地制宜选择有效的休耕模式进行耕地休养生息；另一方面，因耕地地力本身的状况差异决定是否参与休耕，以及休耕时长、时序的安排。

2）统筹粮食供给原则。保障粮食安全是进行休耕的前提，不能因为实施休耕而减少粮食产量，影响粮食安全，要在保障国家粮食安全的基础上，探讨如何休耕以及选择何种休耕模式。

3）社会、经济及生态效益三位一体原则。实行耕地休耕制度涉及休耕主体、客体及制度本身，因此，需要协调好三者之间的关系。首先，需要对休耕涉及的重要主体农户进行适当的经济补偿，保障其生计水平不因实施休耕而降低；其次，休耕需要保证对耕地地力提升、生态修复的初衷；最后，还需体现休耕所带来的社会效益，如实现绿色发展、食品安全以及农业可持续发展等。

4）休耕地“休、养、用”统一原则。耕地休耕作为一项制度，其顺利运行的前提是协调好“休、养、用”之间的关系，休耕地的“休、养、用”是有机统一的整体，“休”和“养”是手段，“用”是目的，即休养的最终目的是遏制土地退化，培肥地力，以便更好地满足“用”的需求。休耕不是撂荒，需要加以科学管护，需要科学选取休耕模式，实现休耕效益最大化。

2.4 差异化休耕模式分析框架

实行耕地休耕制度是贯彻落实绿色发展、“藏粮于地”、“藏粮于技”、促进农业可持续发展的国家战略举措，其根本目标是恢复地力、提升耕地质量、促进耕地生态健康和可持续利用。中国幅员辽阔，自然地理环境、社会经济条件、人地关系状况、资源环境承载力及耕地利用存在问题等差异显著，休耕模式是休耕制度顺利运行的关键环节，需在综合考虑上述因素的基础上有针对性地进行模式设计。

中国耕地休耕模式设计受到制度主体、制度客体及制度环境等因素的影响，不同区域的影响因素既有相似之处，又有差异明显的地方，需根据其相似特征和区域差异设计出适合不同区域的休耕模式。1）休耕制度主体包括政府、农业企业（合作社）、农户及集体经济组织，在休耕制度实施中存在博弈过程，特别是在休耕模式设计的技术措施方面表现较为明显，如选取何种休耕培肥作物，会对农户生计、培肥地力等产生一定影响。2）休耕制度客体，即耕地本身的条件及特点，是休耕模式设计需要重点考虑的对象，涉及到耕地利用面临的不同问题，如利用强度、土壤养分、水分、耕地污染等；自然环境本底差异，如气候条件、水土流失、生态退化等；耕作制度差异，各地区的耕作方式、习惯及熟制等存在较大差异；资源环境承载力差异，如耕地的水资源、生态环境等的承载力。3）休耕制度环境，主要是指中国农地实行家庭承包经营制度，以及在此基础上形成的耕地细碎化特征和小农经营方式，该制度环境决定了中国休耕模式设计不能直接套用西方模式，需充分结合中国特有的休耕制度环境进行模式设计。在对休耕制度主体、制度客体及制度环境等影响因素综合分析的基础上，有针对性地设计出能有效解决不同问题的休耕模式，具体包括模式类型及名称、模式内涵、适用区域以及典型案例区（图1）。不同的休耕模式因面临的主要问题不同而有差异化的休耕方式，但每一种模式均涉及具有共性的技术措施，如休耕时间安排、休耕培肥技术、休耕翻耕技术及试验示范技术等。

图1 差异化休耕模式设计分析框架

3 差异化休耕模式设计及技术措施

3.1 差异化休耕模式

中国国情复杂、地情差异显著，但耕地利用存在的问题又有一定的共性，针对不同共性问题设计差异化的休耕模式，对中国全面实施休耕制度意义重大。本文将从解决耕地利用面临问题的角度提出不同的休耕模式设计方案，主要包括地下水漏斗区、土地污染区、生态退化区、耕作过度集约化区及耕地撂荒严重区休耕模式。休耕模式设计包括模式名称、模式内涵、适用区域及典型案例区（表2）。

3.1.1 地下水漏斗区休耕模式

地下水漏斗区：节水保水型休耕模式。该区域由于地下水过度抽取，引发地面沉降，耕地地力下降及生态环境恶化等问题。该问题多发区域主要以华北平原冬小麦种植区域为主，诱因为地下水过度开采[27]。水资源是该区域的承载力短板因素，需在科学合理计算农业水资源承载力基础上，探索“一季休耕、一季雨养”节水保水型休耕模式，以种植节水作物为主。该模式适用区域为以抽取地下水灌溉的华北平原；典型案例区主要为河北省邢台市、广宗县、平乡县及巨鹿县等。将主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦压减，只种植雨热同季的玉米、油料作物及对地下水消耗较小的杂粮等，休耕期间主要种植“二月兰”、紫云英、油菜等绿肥作物，不抽取地下水浇灌，在下茬作物种植前粉碎还田，减少地表裸露，培肥地力等。

表2 中国耕地差异化休耕模式

3.1.2 土地污染区休耕模式

土地污染区：清洁去污型休耕模式。该区域因采矿、发展工业等导致耕地土壤污染严重，其中重金属污染最难治理。休耕最终目的就是去污染、保证食品安全。因此，休耕模式设计以去除土壤污染物为核心目的，主要选择对土壤重金属富集、吸收能力强的作物品种进行种植，如能源高粱、伴矿景天、花生、油葵等作物对重金属污染耕地有良好的去污修复作用[23]。另外，也可以通过改良土壤、投入土壤调理剂等手段进行修复[28]。适用区域为重金属污染区和有机物污染区；典型案例区为湖南省长沙市等。

3.1.3 生态退化区休耕模式

生态退化区：生态修复型休耕模式。该区域耕地利用的主要问题是石漠化、荒漠化、盐碱化及土壤板结化等生态问题突出，休耕的主要目的是恢复耕地生态环境、提高耕地质量。生态严重退化区主要分布于西北干旱半干旱区和西南石漠化区，其诱因有自然和人为因素，其中自然因素方面，西北地区因降水稀少引起干旱、荒漠化和盐碱化等问题[29]，而石漠化区主要由于大量石灰岩分布形成；人为因素方面，西北地区主要是一年多茬耕作，化肥、农药等过度使用及不合理利用所至，石漠化地区因不合理利用导致水土流失，形成极薄瘦地[30]。因此，该区域需在生态环境承载力评价基础上，确定生态安全阀值，根据每个区域导致生态恶化的具体原因，设计行之有效的休耕模式。主要技术措施为：石漠化区休耕应减少土壤翻耕次数，以减少水土流失，可种植免耕绿肥及牧草，将畜牧业与休耕结合，将喀斯特地貌景观与乡村旅游结合起来，发展草食畜牧业、土地整治与休耕结合、农旅结合等措施；西北地区由于干旱因素是较大的短板，技术措施以调整种植结构，改种防风固沙、涵养水分又具有培肥地力的作物为主。同时，针对水土流失较严重的区域应将耕地休耕与土地综合整治充分结合，在土地整治前将熟化的表土层剥离存放，待土地整治工程结束后，将表土回填，并进行休耕，以此达到水土保持和恢复地力的目的。模式适用区域较广，干旱半干旱地区的荒漠区、盐碱地区及石漠化区；典型案例区为西北干旱半干旱区的甘肃省环县和西南喀斯特石漠化区的云南省石林县及砚山县。

3.1.4 耕作过度集约化区休耕模式

耕作过度集约化区：地力保护型休耕模式。该模式主要为粮食主产区，其耕地质量较高，但因长期过度集约化、超负荷利用，出现地力下降问题。休耕模式设计应在保护现状地力的基础上，安排一定比例的耕地进行循环休耕，逐渐培肥地力。中国耕作过度集约化区域主要分布于东北地区和东南地区。其中，东北黑土区是世界四大黑土片区之一，以高有机质和高肥力而著称，是中国重要的粮食生产基地，主要分布在黑龙江、吉林、辽宁及内蒙古东四蒙等地，总面积124.4×104km2[31]。黑土地开垦时间已有200余年，由于长时间过度集约利用，导致耕地地力退化严重，具体表现为黑土层变薄、土壤有机质降低、水土流失加剧、滥用化肥农药等。中国东南区域为东部季风区，地貌类型以平原和丘陵为主，由于雨热同期、光照充足，熟制为一年两熟或三熟，复种指数均较高，种植农作物以水稻、玉米、油菜等为主，一年四季耕地处于“连轴转”状态，导致该区域成为典型的“连作障碍区”。

针对常年耕作且复种指数较高，过度使用的耕地，休耕模式设计以季节性休耕为主。中国华北大部分地区复种指数为120%～200%，河南省相对较高，部分县市超过200%[32]；长江流域及华南地区复种指数为180%～250%[33]。该类耕地长期超负荷耕作，处于“连轴转”状态，休耕模式设计应重点考虑将复种指数较高的耕地实行季节性休耕，休耕季节种植绿肥作物，并对休耕农户发放补助（图2）。

3.1.5 耕地撂荒严重区休耕模式

耕地撂荒严重区：耕地“流转+休耕”模式。休耕是应对耕地利用问题的主动行为，其目的在于实现耕地利用方式由掠夺型向保护型转变，让受损的耕地休养生息、恢复健康；而耕地撂荒是因为城市化、工业化快速推进过程中农业比较利益降低无法维持可持续生计，农户被迫放弃耕作，转向以从事二三产业为生计活动的行为。休耕与耕地撂荒具有本质区别，休耕是国家战略化、组织化的制度安排，而撂荒是农户家庭生计决策后自发的、分散的行为，通过耕地“流转+休耕”模式，将休耕与耕地撂荒有机结合，既可以解决农户因外出务工无人种地养地的问题，又可为休耕制度的顺利实施提供条件。随着大量农村人口向城市转移，耕地撂荒现象越发明显，导致耕作区不连片、杂草蔓延、病虫鼠害增加，影响耕作地块正常经营，同时，还会危及耕地保有量和国家粮食安全。为了解决这一系列问题，政府应出台相应政策鼓励当地在村农户、合作社或农业企业将撂荒耕地流转过来，配合休耕政策，安排地力较差的地块进行休耕，并对转入耕地的农户、合作社或企业进行相应的补助。该模式的适用范围主要为耕地撂荒现象突出且耕作条件较好的区域，如平原、坝区及耕地质量较高的梯田等。农户将耕地直接撂荒没有经济收入，同时会影响周边耕地的耕作，通过土地流转可在一定程度上减少撂荒，但如果将休耕与流转结合起来，将流入的一部分耕地进行休耕，一方面可以解决撂荒问题，另一方面可以获得相应休耕补助。而针对生态脆弱区、山区坡耕地等撂荒较为普遍的区域，应有计划、分步骤实施退耕。该模式的优点包括：一是解决耕地撂荒及粮食安全的问题；二是通过休耕可恢复地力；三是转入耕地的主体能够得到相应的补偿；四是转出耕地的农户可以获得流转收益，同时安心外出务工（图3）。

注：字母代表不同地块的平均复种指数。

图3 耕地“流转+休耕”模式

3.2 休耕模式技术措施

休耕技术措施是指休耕工作实施过程中，为进一步提高耕地地力、耕地质量，改善耕地生态环境，围绕这些核心问题而开展的，包括休耕时间长短、休耕地培肥作物品种选择、翻耕方式及休耕试验示范区建设等具体内容，称为休耕技术措施。耕地休耕模式均涉及具有共性的休耕技术措施，归纳起来主要有休耕时长安排、培肥技术、翻耕技术及休耕试验等。

3.2.1 休耕时长安排

休耕时间太短，达不到培肥地力、恢复耕地生态等目的；休耕时间过长则影响农户生计，加重财政资金负担。因此，需要通过科学试验测算出不同区域、不同培肥技术的理想休耕时长。根据休耕时间长短、物候、季节及复种指数高低[22]等特征，将其划分为季节性休耕、长期休耕及短期休耕3种类型。长期休耕与撂荒较为相似，在中国为确保粮食安全一般不实行长期休耕，除非对于重金属污染确实难以种植农作物的可以在施予一定治理措施后进行长期休耕，直到达到耕地安全要求为止[34]。中国目前主要实行3 a期的短期休耕和季节性休耕，季节性休耕主要分布于华北平原，在山区、高寒地区等地力较差的区域较为常见，也存在农户自发性行为。

3.2.2 休耕培肥技术

根据不同的自然环境、气候条件、土壤类型、水文条件及社会经济条件等因素，筛选适宜的培肥品种、组合类型及耕作方式而形成的技术措施。根据对全国不同休耕试点区域的调研情况，休耕培肥技术可以分为少耕肥豆轮作、免耕过腹还田、免耕净种绿肥、免耕肥草间套种、秸秆还田、增施有机肥（腐熟农家肥）及上述多种方式混合形成的培肥技术。

休耕培肥技术措施以甘肃省环县为例，根据自然条件和群众生产习惯，建立了“地力综合培肥与种植绿肥作物相结合”的技术措施，按照“增施有机肥→种植绿肥→杀青还田→深翻晒垡→旋耕保墒→翌年再种植绿肥”的流程进行。重点选择干旱缺水、土壤沙化、肥力缺失严重的地块开展试点工作。休耕前及时深耕一次，施用适量有机肥或腐熟的农家肥，种植一年生或多年生绿肥作物，杀青还田，提高肥力。2016年休耕区域前茬作物收获后，及时深翻耕，统一施用有机肥1800 kg/hm2、固氮菌剂15 kg/hm2，种植芸芥或箭筈豌豆、毛苕子，在绿肥作物盛花期翻耕还田，并施腐熟剂15 kg/hm2，秋季适时旋耕1次，第2、3年继续种植绿肥作物。2017年春季及时翻耕灭茬，施用充分腐熟的农家肥，再次种植绿肥作物。

3.2.3 休耕地翻耕技术

休耕地翻耕是指休耕实施过程中围绕休耕本身开展的一系列操作性的、技术性的工作，主要包括对休耕地深松浅翻、深翻晒垡、旋耕保墒等技术措施。翻耕技术在西北干旱半干旱地区及西南石漠化地区基本相同，由于西南地区降水较为丰富，存在休耕期间不用翻耕的“免耕净种绿肥”方式。

休耕地翻耕技术措施以甘肃省环县为例，主要包括翻耕时间、深度、质量及作业机具等方面。休耕期间共深耕2次，第1次在3月土壤解冻后，第2次在绿肥作物粉碎还田后；翻耕深度以打破犁底层为原则，一般为30 cm以上，各行深度误差为±2 cm；翻耕质量达到“深、平、细、实”，漏耕率≤2.5%；作业机具采用深耕联合整地机进行深耕作业，满足绿肥播种和翻压的要求。

3.2.4 休耕试验示范技术

休耕试验示范技术是对休耕过程中涉及到的系列技术进行集成试验和示范，包括休耕绿肥品种筛选试验、休耕时长试验、土壤指标测定试验、休耕对比示范等。开展休耕试验示范技术研究的目的是为了探索形成适合相应区域用地养地相结合的休耕技术体系，为大田推广休耕工作树立样板、建立典型、示范效应，为全面推广耕地休耕提供科学依据。

休耕试验示范技术措施以甘肃省环县为例，休耕试验示范区位于洪德镇李家塬村南庄组。李家塬村土地总面积33.4 km2，距县城25 km，交通便利，全村共辖6个村民小组，365户，1 674人，耕地面积626.67 hm2。根据休耕试点目标及技术要求，围绕防止休耕地撂荒、保护休耕地耕层、提升休耕地地力、协调休耕地水肥4个主要休耕环节，建立了休耕试验示范区13.33 hm2。

1）试验内容及方案：①休耕绿肥品种筛选试验，主要结合当地休耕传统，筛选适宜当地种植的绿肥，一年生绿肥为箭筈豌豆、毛苕子、芸芥，每年春季播种，盛花期全量深耕还田；多年生绿肥红豆草、沙打旺、紫花苜蓿，第1年春季播种，前两年在盛花期收割带走，第3年盛花期全量深耕还田；②2 a和3 a休耕条件下最优模式筛选试验，主要以休闲、地表覆盖休耕、增施有机肥、种植绿肥为主要措施，连续休耕2 a和3 a，以第3年裂区种植小麦、第4年种植玉米作为指示作物，探讨2 a和3 a不同休耕时长对耕地地力提升和作物产量的影响；③土壤指标测定试验，主要对土壤的物理性状、水分状况、养分、生物状况、气体排放量、干物质累积量等指标进行测定。

2）示范内容及方案：①不同休耕年限与绿肥作物对比示范，不同休耕年期的地块，选择不同的绿肥作物进行对比示范；②一年生不同绿肥作物对比示范，选用一年生绿肥作物，当年种植并在盛花期粉碎翻压，连续实施3 a；③不同休耕轮作方式对比示范，选择不同的绿肥作物组合方式与传统“玉米-大豆-小麦”方式轮作对比示范；④秸秆覆盖休耕对比示范，前茬作物全膜收获后，保护原覆盖地膜与露地对照示范。然后利用秸秆进行覆盖，设置全量秸秆与二倍秸秆两个覆盖模式，分别休耕1、2、3 a；⑤地膜覆盖休耕对比示范，前茬全膜覆盖种植作物收获后，除去秸秆，连续休耕3 a，与露地休闲对比示范；⑥秸秆粉碎还田休耕对比示范，前茬作物收获后，将秸秆粉碎深耕还田，分别设置全膜覆盖、不覆盖、露地不还田3个处理，连续休耕3 a对比示范；⑦绿肥作物不同还田方式对比示范，种植不同绿肥，采用当年收割、直接放牧、粉碎还田3种方式，连续休耕3 a对比示范；⑧有机肥不同施用量对比示范，前茬作物收获后，按1 500、3 000 、4 500 、6 000、7 500 kg/hm2施肥与不施肥进行对比示范；⑨耕作措施对比示范，设免耕、旋耕、深翻耕、深松耕等对比示范。

4 结论与讨论

4.1 结论

1）中国耕地休耕模式设计受制度主体、制度客体及制度环境等因素的影响，应基于因地制宜、统筹粮食供给、“社会、经济及生态效益”三位一体及休耕地“休、养、用”统一等原则进行模式设计，差异化耕地休耕模式设计的主要内容包括模式名称、模式内涵、模式适用区域、典型案例区及主要休耕技术措施等。

2）中国差异化耕地休耕模式主要有地下水漏斗区节水保水型休耕模式、土地污染区清洁去污型休耕模式、生态严重退化区生态修复型休耕模式、耕作过度集约化区地力保护型休耕模式及耕地撂荒严重区的“流转+休耕”模式。

3）差异化休耕模式涉及的主要技术措施包括休耕时长安排、休耕培肥技术、休耕地翻耕技术及休耕试验示范技术等。当前中国休耕时长安排主要有季节性休耕、长期休耕及短期休耕3种类型；休耕培肥技术主要有少耕肥豆轮作、免耕过腹还田、免耕净种绿肥、免耕肥草间套种、秸秆还田、增施有机肥（腐熟农家肥）及上述多种方式混合的技术措施；休耕翻耕技术主要有深松浅翻、深翻晒垡、旋耕保墒等；休耕试验示范技术主要包括休耕绿肥品种筛选试验、休耕时长试验、土壤指标测定试验、休耕对比示范等，并以甘肃省环县为案例进行休耕模式技术措施进行分析，可为中国全面开展耕地休耕提供案例参考和技术支撑。

4.2 讨论

本文运用文献研究法、归纳总结法、系统分析法及案例分析法等，结合中国耕地休耕主要试点区实地调研资料及数据，对休耕模式的内涵进行了界定，提出了中国耕地差异化休耕模式设计分析框架，总结、提炼差异化耕地休耕模式及主要技术措施。黄国勤等[24]主要分析了中国连作障碍区、重金属污染区和地下水漏斗区的轮作休耕模式与技术措施，与之相比，本研究增加了西北干旱半干旱区和西南石漠化区等生态严重退化区的休耕模式探讨，并提出了中国差异化耕地休耕模式分析框架，是对中国当前已有耕地休耕模式研究的深化和有益补充。文中提出的地下水漏斗区节水保水型休耕模式、土地污染区清洁去污型休耕模式、生态严重退化区生态修复型休耕模式均在相应区域开展了试点工作，取得了初步成效，对改善土壤理化性状、提升耕地质量具有深远影响，但针对各类模式的具体成效，需获取休耕前后相关指标，构建评价指标体系进行科学评价后才能得出，该部分内容是今后的重点研究方向。关于将中国南方和北方复种指数较高的耕地按比例实行季节性休耕的模式设计，本文仅通过概念图提出思路，每个区域复种指数不同，甚至同一区域也会因不同耕作条件及社会经济发展的不同而有所差异，因此，需在后续研究中通过构建模型进行科学测算，这也是休耕模式后续研究的一个重要方向。另外，关于休耕试验示范技术，本文仅对甘肃省环县休耕试验示范的内容和方案进行了介绍，由于无法获取试验示范监测数据，未能对其成效进行分析，这是本文的不足之处，将在后续研究中收集相关数据，对其成效进行定量研究。未来关于休耕模式的研究应进一步向定量化方向深入，后续研究可在本文提出的差异化休耕模式分析框架基础上，构建数学模型，收集各类休耕数据，对不同类型的休耕模式进行效益评价，通过不同类型休耕模式前后数据及研究结果的对比，验证其休耕效益，为指导中国耕地休耕实践提供科学依据。

[1] Tuan Y F. Geography, phenomenology, and the study of human nature[J]. The Canadian Geographer, 1971, 15(3): 181-192.

[2] 杨庆媛，陈展图，信桂新，等. 中国耕作制度的历史演变及当前轮作休耕制度的思考[J]. 西部论坛，2018，28(2)：1-8. Yang Qingyuan, Chen Zhantu, Xin Guixin, et al. The historical evolution of Chinese cultivation system and some thoughts on the current land fallow and crop rotation policy[J]. West Forum, 2018, 28(2): 1-8. (in Chinese with English abstract)

[3] 张佰林，高江波，高阳，等. 中国山区农村土地利用转型解析[J]. 地理学报，2018，73(3)：503-517. Zhang Bailin, Gao Jiangbo, Gao Yang, et al. Land use transition of mountainous rural areas in China[J]. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(3): 503-517. (in Chinese with English abstract)

[4] 苏康传，杨庆媛，张佰林，等. 山区农村土地利用转型与小农经济变迁耦合机理[J]. 地理研究，2019，38(2)：399-413. Su Kangchuan, Yang Qingyuan, Zhang Bailin, et al. The coupling mechanism between rural land use transition and small-scale peasant economy change in mountainous areas[J]. Geographical Research, 2019, 38(2): 399-413. (in Chinese with English abstract)

[5] 陈展图，杨庆媛. 中国耕地休耕制度基本框架构建[J]. 中国人口·资源与环境，2017，27(12)：126-136. Chen Zhantu, Yang Qingyuan．Fundamental framework of China’s fallow system[J]. China Population, Resources and Environment, 2017, 27(12): 126-136. (in Chinese with English abstract)

[6] 金涛. 中国粮食作物种植结构调整及其水土资源利用效应[J]. 自然资源学报，2019，34(1)：14-25. Jin Tao. The adjustment of China’s grain cropping structure and its effect on the consumption of water and land resources[J]. Journal of Natural Resources, 2019, 34(1): 14-25. (in Chinese with English abstract)

[7] 贾盼娜，刘爱民，成升魁，等. 中国农产品贸易格局变化及海外农业资源利用对策[J]. 自然资源学报，2019，34(7)：1357-1364. Jia Panna, Liu Aimin, Cheng Shengkui, et al. Pattern changes of China’s agricultural trade and countermeasures for the utilization of overseas agricultural resources[J]. Journal of Natural Resources, 2019, 34(7): 1357-1364. (in Chinese with English abstract)

[8] 梁增芳，肖新成，倪九派，等. 水土流失和农业面源污染视角下三峡库区农户施肥行为探讨[J]. 中国水土保持，2019(1)：55-57. Liang Zengfang, Xiao Xincheng, Ni Jiupai, et al. Discussion on fertilization behavior of farmers in Three Gorges reservoir area from the perspective of soil erosion and agricultural non-point source pollution[J]. Soil and Water Conservation in China, 2019(1): 55-57. (in Chinese with English abstract)

[9] 孙侦，贾绍凤，严家宝，等. 中国水土资源本底匹配状况研究[J]. 自然资源学报，2018，33(12)：2057-2066. Sun Zhen, Jia Shaofeng, Yan Jiabao, et al. Study on the matching pattern of water and potential arable land resources in China[J]. Journal of Natural Resources, 2018, 33(12): 2057-2066. (in Chinese with English abstract)

[10] 赵其国，滕应，黄国勤. 中国探索实行耕地轮作休耕制度试点问题的战略思考[J]. 生态环境学报，2017，26(1)：1-5. Zhao Qiguo, Teng Ying, Huang Guoqin. Consideration about exploring pilot program of farmland rotation and fallow system in China[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2017, 26(1): 1-5. (in Chinese with English abstract)

[11] 谭永忠，赵越，俞振宁，等. 代表性国家和地区耕地休耕补助政策及其对中国的启示[J]. 农业工程学报，2017，33(19)：249-257. Tan Yongzhong, Zhao Yue, Yu Zhenning, et al. Subsidy policies on fallow of cultivated land in selected countries and regions and their enlightenment to China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(19): 249－257. (in Chinese with English abstract)

[12] Börner J, Denich M, Mendoza-Escalante A, et al. Alternatives to slash-and-burn in forest-based fallow systems of the eastern Brazilian Amazon region: Technology and policy options to halt ecological degradation and improve rural welfare[C]//Tscharntke T, Leuschner C, Zeller M, et al. Stability of tropical rainforest margins: Linking ecological, economic and social constraints of land use and conservation. Berlin: Springer, 2007:333-361.

[13] Zeleke K T, Anwar M, Liu D L. Managing crop stubble during fallow period for soil water conservation: field experiment and modelling[J]. Environmental Earth Sciences, 2014, 72(9): 3317-3327.

[14] Lojka B, Lojkova J, Banout J, et al. Performance of an improved fallow system in the Peruvian Amazon—modelling approach[J]. Agroforestry Systems, 2008, 72(1): 27-39.

[15] Chmolowska D, Hamda N, Laskowski R. Cellulose decomposed faster in fallow soil than in meadow soil due to a shorter lag time[J]. Journal of Soils and Sediments, 2017, 17(2): 299-305.

[16] De Cara S, Jacquet F, Reynaud A, et al. Economic analysis of summer fallow management to reduce take-all disease and N leaching in a wheat crop rotation[J]. Environmental Modeling & Assessment, 2011, 16(1): 91-105.

[17] Szott L T, Palm C A, Buresh R J. Ecosystem fertility and fallow function in the humid and subhumid tropics[J]. Agroforestry Systems, 1999, 47(1): 163-196.

[18] Kintché K, Guibert H, Bonfoh B, et al. Long-term decline in soil fertility and responsiveness to fertiliser as mitigated by short fallow periods in sub-Sahelian area of Togo[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2015, 101(3): 333-350.

[19] Moreels E, De Neve S, Hofman G, et al. Simulating nitrate leaching in bare fallow soils: A model comparison[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2003, 67(2): 137-144.

[20] Mekonnen K, Buresh R J, Jama B. Root and inorganic nitrogen distributions in sesbania fallow, natural fallow and maize fields[J]. Plant and Soil, 1997, 188(2): 319-327.

[21] Srivastava A K, Gaiser T, Cornet D, et al. Estimation of effective fallow availability for the prediction of yam productivity at the regional scale using model-based multiple scenario analysis[J]. Field Crops Research, 2012, 131: 32-39.

[22] Gaiser T, Judex M, Hiepe C, et al. Regional simulation of maize production in tropical savanna fallow systems as affected by fallow availability[J]. Agricultural Systems, 2010, 103(9): 656-665.

[23] 张慧芳，吴宇哲，何良将. 我国推行休耕制度的探讨[J]. 浙江农业学报，2013，25(1)：166-170. Zhang Huifang, Wu Yuzhe, He Liangjiang. Discussion on implementation of fallow system in China[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2013, 25(1): 166-170. (in Chinese with English abstract)

[24] 黄国勤，赵其国. 中国典型地区轮作休耕模式与发展策略[J]. 土壤学报，2018，55(2)：283-292. Huang Guoqin, Zhao Qiguo. Mode of rotation/fallow management in typical areas of China and its development strategy[J]. Acta Pedologica Sinica, 2018, 55(2): 283-292. (in Chinese with English abstract)

[25] 孔祥斌. “休养生息”意在提质增效[N]. 中国国土资源报，2016-02-05.

[26] 陆岷峰，张兰. 构建多元化中小企业融资模式的战略思考[J]. 企业研究，2010(7)：50-53.

[27] 柳荻，胡振通，靳乐山. 华北地下水超采区农户对休耕政策的满意度及其影响因素分析[J]. 干旱区资源与环境，2018，32(1)：22-27. Liu Di, Hu Zhentong, Jin Leshan. Satisfaction of rural households on the fallow program and its influencing factors in groundwater over-exploited areas in North China Plain[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2018, 32(1): 22-27. (in Chinese with English abstract)

[28] 俞振宁，谭永忠，练款，等. 基于计划行为理论分析农户参与重金属污染耕地休耕治理行为[J]. 农业工程学报，2018，34(24)：266-273. Yu Zhenning, Tan Yongzhong, Lian Kuan, et al. Analysis on fallow governance behavior of farmers in heavy metal polluted region based on theory of planned behavior[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(24): 266-273. (in Chinese with English abstract)

[29] 石飞，杨庆媛，王成，等. 世界耕地休耕时空配置的实践及研究进展[J]. 农业工程学报，2018，34(14)：1-9. Shi Fei, Yang Qingyuan, Wang Cheng, et al. Practice and research progress on spatio-temporal collocation of fallow of cultivated land in world[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(14): 1-9. (in Chinese with English abstract)

[30] 杨庆媛，毕国华，陈展图，等. 喀斯特生态脆弱区休耕地的空间配置研究：以贵州省晴隆县为例[J]. 地理学报，2018，73(11)：2250-2266. Yang Qingyuan, Bi Guohua, Chen Zhantu, et al. Spatial allocation of fallow land in karst rocky desertification areas: A case study in Qinglong county, Guizhou province[J]. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(11): 2250-2266. (in Chinese with English abstract)

[31] 韩晓增，邹文秀. 我国东北黑土地保护与肥力提升的成效与建议[J]. 中国科学院院刊，2018，33(2)：206-212. Han Xiaozeng, Zou Wenxiu. Effects and suggestions of black soil protection and soil fertility increase in northeast China[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2018, 33(2): 206-212. (in Chinese with English abstract)

[32] 张志国. 河南省复种指数的时空特征及其与粮食产量关系研究[J]. 湖北农业科学，2011，50(17)：3653-3656. Zhang Zhiguo. Spatial-temporal characteristics of multiple cropping index and relationship between multiple cropping index and grain yield in Henan province[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2011, 50(17): 3653-3656. (in Chinese with English abstract)

[33] 周立三. 中国农业地理[M]. 北京：科学出版社，2007: 366-412.

[34] Xie Hualin, Wang Wei, Zhang Xinmin. Evolutionary game and simulation of management strategies of fallow cultivated land: A case study in Hunan province, China[J]. Land Use Policy, 2018, 71: 86–97.

Investigation of differential fallow patterns and technical measures for cultivated land in China

Su Kangchuan, Yang Qingyuan※, Zhang Zhongxun, Bi Guohua

(1.,,400715,; 2.,,400715,; 3.,400715,; 4.,,400715,)

Cultivated land fallow pattern is an important part for the implementation of the arable land fallow system. Therefore, it is necessary to explore different fallow patterns for the fully utilization of farmlands in China. This paper aims to refine the differentiated fallow pattern of cultivated land using literature analysis and case studies, together with field data collected from the main pilot areas of cultivated land fallow in China. Results showed that: 1) the pattern design of cultivated land fallow depends on three factors, including system subject, system object and system environment, in the specific land fallow system. The guideline of pattern design can be based on the principle of available local conditions, food security, the trinity of social, economic and ecological benefits, and the main standard of "rest, maintain and utilization" for fallow land. In pattern design of differentiated cultivated land fallow, the main contents include the pattern definitions, pattern categories, applicable areas, case areas of pattern, and typical fallow technical measures. 2) Five fallow patterns of cultivated land in China mainly are: fallow pattern of water-saving and retention in the groundwater funnel area, fallow pattern of clean decontamination in the land pollution area, fallow pattern types of ecological restoration in the ecologically degraded area, productivity conservation of cultivated land in highly intensive cultivation area, and the pattern of "transfer + fallow" in the seriously abandoned area of cultivated land. 3) Technical measures of fallow patterns are related to fallow time, fallow cultivation and fertilization, fallow tillage, fallow experiment and demonstration fields. The fallow time of pattern design can be divided long-term, short-term and seasonal fallow. The fallow fertilization of patterns consists of no-till net green manure, less tillage with green manure and bean rotation, no-tillage green manure mixed with grass, no tillage manure returned to the field, straw returning, and organic fertilizer (fertilized farmyard manure), and mixing with the above various ways. The fallow tillage mainly includes crushing and returning green manure to the field, fallow shallowing, deep turning and drying, and rotary tillage, and other related technical systems. The fallow patterns of experiment and demonstration fields include a variety of screening test, fallow time test, determination test of soil index, and comparison test between fallow and uncultivated farmland. 4) The typical fallow experimental demonstration fields in Huanxian county, Gansu Province, can be expected to popularize in different fallow areas of China.

land use; agriculture; cultivated land; fallow pattern; technical measure; China

苏康传，杨庆媛，张忠训，等. 中国耕地差异化休耕模式及技术措施探讨[J]. 农业工程学报，2020，36(9)：283-291.

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.032 http://www.tcsae.org

Su Kangchuan, Yang Qingyuan, Zhang Zhongxun, et al. Investigation of differential fallow patterns and technical measures for cultivated land in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(9): 283-291. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.032 http://www.tcsae.org

2019-12-11

2020-04-19

国家社会科学基金重大项目“实行耕地轮作休耕制度研究”（15ZDC032）

苏康传，博士生，主要从事国土资源与区域发展研究。Email：sukangchuan@163.com

杨庆媛，教授，博士生导师，主要从事国土资源与区域发展、土地经济与政策等领域的研究。Email：yizyang@swu.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.032

K909；F301.21

A

1002-6819(2020)-09-0283-09