"东北地区黑土保育及有机质提升关键技术研究与示范"成果来源于公益性行业（农业）科研专项项目（编号201303126），执行年限为2013-2017年，由黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所主持，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、沈阳农业大学、吉林省农业科学院、辽宁省农业科学院、黑龙江省农业机械工程科学研究院、内蒙古农业大学、黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所协作共同完成。该项目经过5年的研究与示范推广，在土壤有机质提升、土壤肥力改善和作物增产等方面取得了明显的经济和生态效益。主要研究结果如下： 1. 东北地区黑土有机质定向提升关键技术研究 （1）明确了玉米种植区土壤耕层养分和物理性质现状，研究了寒地黑土区的玉米秸秆腐解规律，筛选出促进高寒区玉米秸秆原位快速腐解腐熟剂2种；明确了秸秆还田最佳方式和玉米秸秆不同还田量对土壤性质的影响；明确了玉米种植区土壤养分丰缺状况，确定不同区域玉米养分丰缺指标，建立不同区域玉米高效施肥模式，提出了地力保育型的黑土区保护性耕作技术。建立了玉米秸秆还田、翻耕相结合的土壤培肥技术体系。 （2）针对东北黑土区有机质下降的突出问题，解析了有机碳平衡点和气候、土壤因素之间的关系，揭示黑土有机质生物学调控互作机理，揭示了薄层黑土有机质对不同农田管理措施的长、短期响应及有机碳定向提升机制，量化了SOC含量和玉米产量的关系。通过5年攻关研究，提出"化肥减量+秸秆还田+深松"土壤有机质提升技术模式，并进行了大面积示范应用，为东北粮食主产区玉米带薄层瘠薄黑土区土壤综合生产能力提升提供了科技支撑。 （3）针对东北黑土区耕层浅薄以及土壤耕作机械化的需要，研制了深松碎土联合整地装备，该装备减少了机具进地次数，减轻了对土壤的有害压实，利于蓄水保墒、减轻水土流蚀、保护土地资源，降低了农业生产成本；玉米秸秆还田机械，实现了灭茬与秸秆粉碎还田技术的有效组合，改善了土壤结构，增加了土壤有机质含量，为机械化播种创造了良好条件；免耕精量播种机械，有效保持了土壤墒情，改善了干旱地区的出苗状况。以上保护性耕作新机型适用于我国北方旱田作物区，既满足农艺要求，又具备生产实用性，是实现保护性耕作、提高土壤地力和肥力和作物产量的理想机型。 （4）针对东北黑土区薄层黑土肥力贫瘠、玉米增产潜力大的突出问题，提出了薄层瘠薄黑土土壤养分库增容技术、薄层瘠薄黑土农田土壤耕层增厚和结构改善技术、薄层瘠薄黑土农田玉米增产技术，并进行集成和示范，使薄层瘠薄低产田玉米产量在现有基础上提高10%、经济效益增加10%、有机质提高0.5%～1%，薄层瘠薄黑土耕地质量得以明显改善。 （5）明确了坡耕地土壤侵蚀阻控的关键耕作方式；针对不同侵蚀坡面类型，提出相应的保水保肥耕作措施的技术体系；根据东北黑土区旱作坡耕地的水热条件、土壤性质及作物类型，集成了有机质提升的关键技术模式；开展了各施肥及耕作模式下，黑土坡耕地综合治理示范，形成了适合我国东北黑土侵蚀区的坡耕地综合治理与玉米高产高效的优化模式。 （6）形成了东北风沙区土壤有机质提升及保肥保水关键技术体系，为风沙区农田生产能力提高提供技术支撑，使东北风沙土土壤有机质含量提高0.5%～1.0%，耕地质量得以明显改善。 （7）针对表土或心土障碍层次，研发了相应的机械装置，通过心土培肥途径解决瘠薄黑土有效土层浅、土地生产力低、抗灾能力差的问题；应用土层置换技术，解决了残留除草剂对后作药害和连作障碍问题；通过比较不同改土机械在不同土壤、不同气候条件下的持续改土效果，为大面积推广应用适宜改土机械提供了科学依据。通过采用具有自主知识产权的或新研发的现代改土机械，建立多种技术融为一体的土壤培肥技术体系，打破了土壤障碍层，培肥了心土层，提高了土壤通透性，达到了提高粮食产量、增加作物稳产机制、保障农业环境安全的目的。 （8）构建了东北黑土不同类型区高标准农田评价指标体系，根据不同类型黑土提出了高标准农田建设模式；依据生态位理论建立了东北黑土区高标准农田的建设标准；构建了东北主要黑土区农田土壤有机碳平衡点的统计模型；从耕地生产能力角度探讨了东北地区粮食安全保障能力，对提高粮食增产潜力提出了对策。 2. 技术应用情况及效益分析 2014-2017年间，在东北三省内蒙东四盟区黑土农田大面积示范，累计推广1092万亩，增加社会经济效益6.8亿元。示范区内中低产田有机质含量平均相对提高了5%～10%，玉米产量提高10%以上；高肥力黑土区土壤有机质得以维持和提高，玉米产量提高5%以上。 3. 项目取得知识产权、发表文章 项目执行期间，共发表论文105篇（其中SCI 22篇），出版专著2部；发布地方标准6项；获得计算机软件著作权8项；授权专利19项（2项发明，17项实用新型）；获肥料登记证2个；研制物化产品3个。

黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。