案例一：梨树模式

　　梨树模式以秸秆覆盖还田垄作少耕、条带耕作、宽窄行免耕等保护性耕作技术为主体，以土壤保育、高产高效为目标，从秸秆覆盖免耕少耕相结合、配套农机具研发改制等方面优化集成，形成技术区域化、参数精细化、机具系统化、管理一体化的高产增效保护性耕作综合技术体系。梨树模式实现保护性耕作与粮食高产协同，创造东北地区同一地块连续4年亩产超吨粮的记录，目前，已建立梨树和双辽2个万亩示范区，在吉林、黑龙江、辽宁三省建立15个以上核心示范点，打造梨树县百万亩高标准示范县，技术已大面积推广，成为《东北黑土地保护性耕作行动计划（2020—2025年）》《国家黑土地保护工程实施方案（2021—2025年）》推荐的模式之一。

　　（一）基本情况

　　梨树县地处黑土地南部，吉林省西南部，松辽平原腹地，面积3511平方公里，属中温带半湿润大陆性季风气候。年均气温5.8℃，年降水量550毫米。土壤以黑土和黑钙土为主。全县耕地26.25万公顷，开发利用已有百余年历史，近十几年来玉米是主要种植作物。春季干旱多风，夏季降水集中，风蚀水蚀严重，存在由于土壤侵蚀、高强度利用、有机物投入不足导致的耕层变薄、土质变硬、土壤变瘦等问题。

　　（二）经验做法和成效

　　1.秸秆覆盖，免耕少耕

　　结合梨树地区地温低、秸秆多等特点，采用秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖条带旋耕、秸秆覆盖垄作等种植模式。秸秆覆盖主要是将玉米秸秆和残茬以自然状态留置地表越冬，形成保护层，秸秆中的有机物料可转化成有机质和速效养分，既改善土壤理化性状，又可供应一定的氮、磷、钾等养分，同时减少水土流失。将同一地块分为宽窄相间的条带，宽带秸秆覆盖休耕，窄条种植作物生产，年际间将二者交替，解决土地休耕和农业生产的矛盾。研发多功能免耕播种机，将秸秆归行、苗带疏松、条带旋耕、深施底肥、播种覆土等工序合并，简化田间操作，降低机械进地次数，减少土壤压实。

　　2.减少侵蚀，改善环境

　　连年秸秆覆盖、少耕免耕，具有保土保水、培肥地力和改善土壤功能的作用。秸秆全覆盖免耕5年后，0—5厘米深的土壤有机质含量可增加20%左右，土壤中的氮、磷、钾元素含量显著提高，化肥使用量可减少约20%（李保国和王贵满，2019）。应用该模式2年后单位面积土壤侵蚀量减少88%—92%，应用10年后浅耕层（0-20 cm）土壤含水量提高10%—13%（Wang et al., 2021）。

　　土壤水分和有机质的留存为植物根系生长和微生物繁殖提供理想环境，土壤生物的丰富度和多样性大幅提升。调查发现，秸秆覆盖免耕处理对蚯蚓数量和重量的影响极其显著，每平方米蚯蚓数量可达常规垄作的4.17倍，其干重是常规垄作的5倍（王影等，2022），蚯蚓数量的增加使土壤的生物性状得到明显的改善。

　　3.多元协作，增产增收

　　以农业专业合作社、家庭农场等新型经营主体为依托，科研机构和农户紧密协作，推动技术模式本地化创新，促进粮食稳产增产、农民增收。近十几年来，中国农业大学等科研机构与梨树县农户紧密合作，针对当地人均耕地少、土地经营破碎化、休耕和机械化难等问题，对技术进行本地化改造，实现秸秆覆盖与农业生产的平衡。通过农户参与研讨会和试验，提高技术的适应性和农户的参与度。梨树模式推动政府、科研机构、农业社会化服务机构、农户等多元主体的合作共赢。据报道，某农民专业合作社采用“梨树模式”，种植面积超过700公顷，化肥用量减少约20%，粮食增产至少10%，平均1公顷地能产粮12吨，节约成本超过1200元，调动农户种粮和保护黑土地的积极性。

　　案例二：齐齐哈尔模式

　　齐齐哈尔模式整合秸秆覆盖、垄作、免耕等共性技术和旱地大垄双行、稻田秸秆秋水切埋等特色技术，以挖掘生产潜力和防控黑土退化为目标，实现黑土保护利用技术高效率、本地化精准应用，形成覆盖全市域、具有多尺度地域特色的分区分类分级的精准策略和系统解决方案。目前，在齐齐哈尔已建立起16个标准化技术示范推广点，打通中国科学院、齐齐哈尔市政府、各区县农技推广站、农户和各类农业种植主体间的技术推广链。

　　（一）基本情况

　　齐齐哈尔市位于黑土地的中北部，黑龙江省西部，松嫩平原腹地，土地面积4.24万平方公里，属中温带大陆性季风气候。年平均气温4.4℃，年降水量415 mm。土壤以黑土、黑钙土、风沙土等为主。全市耕地242.93万公顷，玉米是主要种植作物。齐齐哈尔市是中国东北地区农牧交错带黑土农田的典型代表区，是脆弱黑土侵蚀阻控的关键带，风蚀和水蚀造成水土流失，存在土壤有机质下降、耕层变浅、土壤质量退化等问题。

　　（二）经验做法和成效

　　1.全域定制，精准施策

　　针对齐齐哈尔市土壤退化、有机质含量下降、种养资源不匹配等问题，根据资源禀赋、水热条件、种植制度、经济发展、土壤退化等基础信息，构建“全域定制模式”。依托大数据和人工智能建立黑土地分区利用与管理方案，针对齐齐哈尔东北部有机质下降、耕层变浅、养分消耗不均衡等问题，推荐应用秸秆翻埋还田技术、轮耕技术、米豆米杂轮作等关键技术；针对齐齐哈尔中部风蚀严重、干旱、沙化、耕层变薄、耕层变硬等问题，推荐应用秸秆宽窄行还田免耕、留高茬覆盖免耕、秸秆覆盖条耕等关键技术；针对齐齐哈尔中西部有机质下降、耕层变薄等问题，推荐应用黑土培肥大垄轮作技术、秸秆全量还田+秋搅浆/秸秆全量还田+秋翻春搅浆、“过腹还田”、有机肥深施深松等关键技术。

　　2.秸秆“过腹”，培肥固土

　　针对齐齐哈尔西部黑土耕层薄，气候寒冷干燥，广泛实施种养循环、秸秆“过腹”还田技术，解决秸秆分解缓慢且不宜翻埋等问题，发挥保土、保水、培肥地力等作用。在保护性耕作措施下，将秸秆喂养牲畜，利用牲畜粪便制成有机肥（含水量≤50%），定向施入黑土底层与沙（黄）土接触界面，建立“海绵层”，促进黑土层向深层快速增厚，有效提高薄层黑土保水性，可快速提升冷凉区风沙薄层黑土次表土层土壤有机质0.3克/千克，土壤含水量提升20%。

　　3.政府主导，科技示范

　　当地政府将黑土地保护作为重点工作，建立黑土地保护利用工作联席会议制度，制定《齐齐哈尔市嫩江流域高效生态农业黑土地保护利用项目规划2020—2025》等相关配套制度。按照“逐层分解、逐级负责”和“属地管理、分片负责”相融合的原则，设置市、县、乡、村和网格、户“4＋2”六级田长55.6万人，构建起黑土耕地保护管理责任体系，使每块黑土耕地都有田长管理，实现黑土耕地保护利用责任全覆盖。联合中国科学院共建16个“黑土粮仓”保护科技示范区，通过近7000公顷黑土地集成示范，向农户等利益相关方展示技术优势，促进现代科技和传统知识广泛传播，2024年全市推广保护性耕作面积超过54.8万公顷，实现“自上而下”的有效推广。

　　案例三：三江模式

　　三江模式以秸秆翻埋、深松减障、水土优化、智能管控等技术为主体，通过施用耐低温腐解菌剂、秸秆还田配施有机肥和改良剂、深翻或免翻深松以及苗期进行垄沟深松的耕作措施等，解决湿润区黑土耕层深松减障提质过程中“翻埋还田秸秆快速腐解、耕层快速培肥、低产白浆土障碍消减”等问题，提升区域水土资源整体利用效率与可持续利用潜力，在16个农场建立千亩示范区。该模式发源于建三江垦区，为三江平原地区提供黑土地保护系统解决方案。

　　（一）基本情况

　　建三江垦区位于三江平原腹地，地处黑龙江省东部，总面积1.24万平方公里，属寒温带湿润季风气候区。年平均气温为1-2℃，多年平均降水量550—600毫米。土壤类型以棕壤、白浆土和黑土为主。建三江具有集中连片的耕地和丰富的水资源，是重要的粮食生产基地，主要种植作物为水稻。全区耕地面积80.6万公顷。区域内面临水资源安全压力大、秸秆腐烂难、白浆土障碍严重等问题。

　　（二）经验做法和成效

　　1.秸秆翻埋，改良土壤

　　针对三江平原黑土地面临的低温冷凉、土壤障碍严重等问题，采用秸秆翻埋、深松整地等技术措施。针对水田秸秆翻埋，采取秋季秸秆粉碎翻压还田、春季泡田搅浆整地的作业方式，将秸秆粉碎还田，粉碎长度10厘米左右，增加土壤有机质含量。对于旱地以深松整地代替深翻整地，减少对土壤团粒结构和土壤毛细管破坏，同时打破犁底层，增加土壤通透性和耕层厚度，提高土壤抗旱防涝、蓄水保墒能力。

　　2.化肥减量，节水灌溉

　　全面推进清洁农业生产，建立科学施肥管理和技术体系，在侧深施肥、变量施肥方面取得突破，大面积应用于实践生产。2022年推广侧深施肥33.3万公顷、变量施肥0.63万公顷，插秧同时进行定位、定量、平衡施肥，提高肥料利用率15%以上、每公顷减肥10%、每公顷增产6%—8%。同时大力推进有机肥替代化肥16.7万公顷，应用有机肥1.4万吨，减少化肥用量，提高土壤有机质含量。

　　注重水资源可持续利用，通过建设地表水拦蓄工程设施、大型节制闸等措施，大幅降低农业生产的地下水取水量，有效缓解水资源供需矛盾。同时通过“三水联合调度”，利用60%的地表水、30%的地下水，10%的雨洪资源，实现水资源节约集约利用。到2023年，水稻种植区域内已经实现节水灌溉模式全覆盖，覆盖面积达到66.7万公顷，每年可节水10亿立方米，增产粮食18万吨。

　　3.规模经营，数智赋能

　　充分发挥土地规模化经营的优势，优化土地资源配置，提高劳动生产率，加大农业创新技术措施应用力度，激发经营主体参与黑土地保护的积极性。大力推广智能农机精准作业技术，利用卫星、航空器对坡耕地进行高精度测量，用专业软件确定等高度垄线曲度，结合农机自动导航功能进行起垄作业，同时根据田间布设的土壤水分传感器和土壤流失监测设备实施精准施肥，可以实现地表径流量降低60%、土壤流失量降低80%、化肥施用量减少15%、提高作物产量5%以上。