耕地保護與質量提升技術措施及其應用

聶 磊

（1蘭桂騏農業科技（上海）有限公司，上海 202165；2上海市崇明區生態農業科創中心（上海市崇明區農業技術信息服務中心），上海 202150）

耕地是人類賴以生存的重要資源之一，耕地質量直接決定著土地的生產能力，因此，保護耕地對于保障糧食安全、促進生態平衡、鄉村振興戰略的實施都具有至關重要的意義。我國耕地資源緊缺，人均耕地面積較少，其中缺乏水源保證、水土流失、干旱退化的中下等耕地面積占比較大。由于長期過度集約經營，耕地退化及農業污染等情況時有發生[1-2]，我國南方地區面臨著耕地土壤酸化等問題[3]。

改革開放以來，黨和政府高度重視耕地保護問題，在幾十年的發展過程中，我國耕地保護政策經歷了從“數量保護”到“數量與質量并重”，再到數量、質量和生態“三位一體”的保護新格局，從注重規模體量，到兼顧耕地質量，再到生態健康可持續發展。我國對于耕地保護機制的探索具有鮮明的時代性和階段性特點，與我國社會經濟發展密切相關。為此，本文從我國耕地保護的制度政策著手，梳理了改革開放以來我國耕地保護政策的演進過程，分析了政策環境、自然環境、社會經濟環境、生產管理方式等因素對耕地質量的影響，并重點討論了耕地保護與質量提升的主要技術措施及其綜合應用。

1 耕地保護政策的演變脈絡

1.1 耕地保護政策制定起步期：耕地數量保護階段（1978—1997年）

1978 年我國開始推行改革開放的政策，安徽鳳陽小崗村實行的家庭聯產承包責任制拉開了中國對內改革的大幕。自此，依靠農業生產制度形式的轉變和農業科學技術的發展，促進了我國農村耕地的產出大幅提升，有效緩解了糧食短缺的危機。然而，經濟的快速發展也帶來了新的矛盾，尤其是工業化和城鎮化進程中耕地面積不斷減少的問題。在此背景下，我國開啟了對耕地保護在政策層面的探索，陸續出臺了相關政策文件強調耕地保護的重要性，逐步形成了耕地保護的基本概念。1982 年1 月1 日，中共中央發出第一個關于“三農”問題的中央一號文件，明確指出保護耕地是我國的重大國策。

1986 年是我國土地管理制度改革的重要一年，2 月成立國家土地管理局，標志著我國土地開始實現集中管理；6月《土地管理法》頒布，標志著我國土地管理工作納入依法管理的軌道。我國正式開啟了耕地保護與質量建設的機制化、法制化和制度化歷程[4]。此后，國家相繼頒布了《土地復墾規定》《土地管理法實施條例》等一系列文件，旨在保障耕地面積和促進耕地多元化發展[5]。1994 年，基本農田保護制度應運而生。1997 年，《關于進一步加強土地管理切實保護耕地的通知》提出，保護耕地就是保護我們的生命線，必須嚴格按照耕地總量動態平衡的要求，嚴格控制占用耕地。

這一時期（1978—1997 年）我國耕地面積呈下降趨勢，其中1978—1995 年耕地面積凈減少46 666.7 km2[6]。我國逐步開啟了以耕地數量保護為目標的探索期，強調制止違法利用土地，從而保障糧食生產安全。該時期是我國耕地保護政策的早期探索階段。

1.2 耕地保護政策發展完善期：數量與質量并重階段（1998—2012年）

1998 年國土資源部正式成立，我國國土資源相對集中管理體制開始構建，同年修訂了《土地管理法》，標志著耕地“數量+質量”并重的目標形成。2001 年，《關于進一步加強和改進耕地占補平衡工作的通知》提出，通過土地用途管制和耕地補償落實耕地占補平衡，并對“耕地數量、質量和生態管護三方面協調統一”的原則進行闡明。2004—2008 年的中央一號文件均對提高耕地質量予以了目標定位。2012 年，《關于提升耕地保護水平全面加強耕地質量建設與管理的通知》提出，嚴格管控優質耕地，提升耕地質量等級，嚴格落實占補平衡等要求，加強耕地質量建設和管理。

這一時期（1998—2012 年）是在前期政策制定的基礎上，對耕地保護的概念內涵、政策制度進行了強化，耕地保護政策體系初步構建，政策手段日趨多樣化。該階段所涉及的耕地保護制度與政策主要圍繞保障糧食生產安全和提高耕地質量這2個方面而制定的。伴隨著對耕地保護認知程度的不斷深入，耕地保護政策由注重耕地數量保護逐步轉向耕地質量保護。總體而言，該階段雖然處于耕地數量與質量并重階段，在耕地質量保護方面處在摸索階段，相關規范的深化程度、可操作性有待提升，從而影響了耕地質量保護的實際效果。

1.3 耕地保護政策深化成熟期：數量、質量和生態并重階段（2013年至今）

十八大以來，黨和國家高度重視可持續發展及生態環境建設，耕地保護的目標逐步從“數量和質量并重”向數量、質量、生態“三位一體”的耕地保護理念進行轉變。2014 年的中央一號文件提出要兼顧高效高產和資源生態的永續利用，建立健全農業可持續發展的長效機制，努力走出一條具有中國特色的生態環境可持續新型農業現代化道路。2017年，《關于加強耕地保護和改進占補平衡的意見》提出，要堅持最嚴格的耕地保護制度和節約用地制度，像保護大熊貓一樣保護耕地，牢牢守住耕地紅線，確立了數量、質量、生態“三位一體”的耕地保護新格局。

2013 年至今，政府通過對耕地占補平衡、土地整治、高標準農田建設、輪作休耕等事項的積極引導，圍繞數量、質量、生態“三位一體”的耕地保護目標制定各項耕地保護政策，構建了一套更加成熟的耕地質量保護體系，為落實“藏糧于地、藏糧于技”戰略，保障國家糧食安全構筑了堅實的資源基礎。

2 耕地保護與質量提升的影響因素

2.1 政策環境

政策環境是國家、地方政府出臺的土地管理、土地保護和農業政策等法律、標準和規定，以及政府的投資和支持政策等。政策環境對耕地質量的影響是全面的、長期的和深遠的。在耕地保護政策方面，主要包括耕地保護紅線劃定、耕地占補平衡制度、基本農田保護制度和耕地質量監測評價等內容。在土地管理政策方面，主要包括土地利用總體規劃、土地流轉等方面的政策，土地管理政策對土地的使用和流轉起到了規范和保障作用。在農業生產政策方面，政府為促進農業生產和發展的支持和引導而制定的政策法規，包括農業補貼、農村基礎設施建設、農產品價格保護和農業保險等方面的政策。在環境保護政策方面，通過土壤環境保護、水資源保護和生態保護等內容，防止生態環境破壞對耕地質量的影響，保護生物多樣性和生態系統完整性。通過制定和實施相應的政策，可以保障耕地的安全和穩定，提高耕地的生產力和利用效益。張晏維和盧新海[7]運用馬爾可夫區制轉換向量自回歸模型分析得出耕地保護效果具有明顯的二區制特征，在緩慢增長期（區制1）必須加強經濟激勵工具和命令控制工具的使用力度，在穩定增長期（區制2）需要加強宣傳引導工具的使用。

2.2 自然環境

耕地質量受到氣候、土壤、水文等自然環境條件的影響，自然環境惡化將對耕地產生直接或間接的影響。氣候條件的變化可能導致土地干旱、水澇、土地侵蝕，甚至導致病蟲害暴發等問題，從而影響了耕地的利用率和產出。土壤是耕地生產的基礎，土壤的結構、物理性質、化學性質和土壤質量受到地形、地質等因素的影響。水文環境包括水資源的狀況、水文地貌、水文氣象等。水文環境的改變可能導致水土流失、水土保持能力下降，進而導致耕地的質量下降和生態環境惡化，也可能影響耕地中的生物群落和生物多樣性。李強等[8]研究發現，氣候變化會導致茶園土壤有機質和有效養分含量降低，并改變茶樹體內營養元素的平衡，降低鉀、鎂、硫、鐵、鋅等礦質營養元素的含量，進而降低茶葉產量和品質。

2.3 社會經濟環境

社會經濟環境的變化影響了耕地的經營模式和管理水平，如耕地利用方式、種植方式、種植技術、機械設備和基礎設施等，進而作用于耕地質量。施園園等[9]研究發現，耕地的多功能與經濟社會發展協調模式隨著經濟的發展，由高生產—中社會—低生態的正三角形態向低生產—中社會—高生態的倒三角形態演變。李茹[10]研究發現，義烏2006—2018 年社會經濟發展與耕地面積變化呈明顯的負相關關系。楊肖杰等[11]研究發現，耕地壓力指數與GDP、人均GDP 的重心移動軌跡大體一致。

2.4 生產管理方式

生產管理方式是農業生產者在農業生產過程中采取的管理措施，是影響耕地質量的重要因素之一，主要包括耕地利用方式、作物輪作方式、機械作業方式、灌溉施肥措施等。農業生產者所采取的生產管理方式很大程度上與其年齡、受教育程度、經營規模等相關。高瑛等[12]研究發現，生產技術認知、采納態度和耕地特征方面的因素是影響農戶生態友好型土壤管理技術采納決策的主要因素，國家政策和農業收益也是影響農戶采納決策的重要因素。呂杰等[13]研究發現，農戶的年齡和接受相關培訓的次數，顯著影響了其對地力提升關鍵技術的采納程度。

3 耕地保護與質量提升主要技術措施

隨著我國科技水平的提升以及耕地保護理念的轉變，關于耕地保護與質量提升的技術措施研究也日益豐富。在新時期數量、質量、生態“三位一體”的耕地保護理念下，應用實施層面可以通過秸稈還田、輪作休耕、土壤改良劑、水肥一體化、測土配方施肥、有機肥施工、綠肥種植、農業工程等技術措施保護并提高耕地的質量，促進農業生產的可持續發展。

3.1 秸稈還田技術

秸稈還田技術是將農作物秸稈還田作為肥料和有機質來源，以提高土壤肥力和改善土壤質量的一種農業生產技術。秸稈還田不僅可以改善土壤結構、增加土壤的有機質含量，促進土壤微生物的活動，同時也可以減少對環境的污染和提高經濟效益。在應用秸稈還田技術時，需要注意還田時機、還田量和還田方式。粉碎翻壓還田應以新鮮秸稈為主，把握時間節點，避免秸稈因曝曬干化后流失營養成分，并且要對農作物和秸稈進行有效篩查，及時清理病苗、弱苗及其秸稈，防止病菌或有害物質被翻入土壤，造成耕地質量下降，甚至對下茬作物種植造成風險[14]。上海每年水稻秸稈的產量超過80 萬t，其中大部分是直接進行秸稈還田，過量還田的地塊存在誘發病蟲害和影響出苗率的情況[15]。不同秸稈還田方式造成秸稈與土壤的接觸程度不同，進而影響了秸稈的腐解和礦化速度[16]。

3.2 輪作休耕技術

輪作休耕技術是為提高耕地質量和實現耕地可持續利用，采取以保護、恢復地力為目的的更換作物（輪作）或休耕的技術措施。通過合理利用農田和自然生態環境，輪作休耕可以使土地得到充分的恢復和休養，減輕土壤的耕作壓力，提高耕地的利用效率和生產能力。上海稻田耕作制度從20 世紀80 年代的三熟制逐步轉變為一年一熟制，改善了農田生態環境和耕地質量，2019年休耕深翻—水稻輪作面積約48 000 hm2，形成了注重生態、兼顧效益、種養結合的稻田輪作休耕制度和水稻綠色茬口模式。我國不同區域適宜不同的輪作休耕模式，連作障礙區采取輪作和休耕措施（冬種綠肥模式、冬耕曬垡模式、增肥培肥和種植豆類模式），重金屬污染區采用改良土壤、改種作物、科學灌溉模式，地下水漏斗區采取季節性休耕和周年休耕的模式，其經濟社會生態效益均可以顯著提高[17]。

3.3 土壤改良劑施用技術

土壤改良劑又稱為土壤調理劑，是一類可以改良土壤性質從而促進農作物生長的材料。施用土壤改良劑是快速改善土壤環境的技術措施之一，使用時需要注意土壤改良劑的種類、使用劑量和使用方式。土壤改良劑通常由多種成分組成，原材料種類較多，如秸稈、綠肥、珍珠巖、蛭石、高爐渣、污泥、木質素衍生物、多糖類衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇類物質等[18]。土壤改良劑根據不同的作用原理，還可以具體分為土壤結構劑、土壤固定劑、土壤調酸劑等。土壤改良劑可以改善土壤孔隙度、通氣性、透水性，調節土壤酸堿度及降低土壤重金屬活性，防止植物土傳病害，并且可以明顯改善南方旱坡耕地存在的酸、毒、瘠、漏、板、蝕等多種障礙因素。施用土壤改良劑還能有效降低土壤含鹽量、鈉吸附比和pH，提升土壤有機碳及其組分含量和土壤碳庫管理指數[19]。蘭摯謙等[20]通過試驗發現，土壤改良劑能提高番茄株高的相對生長速率、果實品質、土壤肥力、根系活力、根系總表面積、果實糖酸比、果實可溶性固形物及維生素C 含量，促進番茄提質增產。

3.4 水肥一體化技術

水肥一體化技術的應用受到區域地形、作物種類、種植模式、生育期的影響。常見的水肥一體化技術通過滴灌、噴灌、微灌方式，可以實現精準的水肥控制，實現節水、節肥、增產、增收、提高效率等作用，目前已廣泛應用于設施栽培領域。隨著科技的不斷進步，物聯網[21]、深度學習[22]、大數據、云計算[23]與傳感器技術也不斷與水肥一體化技術進行疊加應用，從而更好地提高了灌溉施肥系統的效益。吳壽華[24]在設施葡萄栽培中發現，水肥一體化技術可以提高土壤有機質含量，降低土壤堿解氮和有效鉀殘留量，同時提高土壤對酸堿的緩沖能力，有效緩解土壤酸化，水肥一體化技術對于改善設施葡萄園土壤理化性狀和提質方面的優勢明顯。

3.5 測土配方施肥技術

測土配方施肥技術是根據土壤理化特性，通過土壤分析確定土壤養分狀況，再依據植物需求和施肥要求，科學合理施用化肥、有機肥、微量元素等肥料的技術。測土配方施肥技術可以提高施肥的準確性避免過量施肥導致土壤酸化、鹽堿化等問題。測土配方施肥的具體措施根據土地類型、灌溉條件、作物種類、目標產量、施肥方式、種植模式等方面的不同而所有區別。周欽彩等[25]在水稻試驗中發現，測土配方施肥與傳統施肥相比，對氮肥、磷肥和鉀肥的利用率均有明顯提高，可以有效減少肥料用量，增產效益明顯。張振等[26]研究發現，政府是推動農戶耕地保護與提升行動的重要力量，經營規模、土地細碎化程度以及耕地質量是影響農戶是否采用測土配方施肥技術的重要因素。

3.6 有機肥施用技術

有機肥施用技術是一種利用生物有機肥料代替化學肥料進行施肥的技術，應用時需要注意有機肥種類、施用量、施用時間、施用方式的選擇。有機肥中含有豐富的有機質和微量元素，可以增加土壤肥力，可以部分替代化學肥料的使用，降低化肥對環境的影響。有機肥來源于農業廢棄物或畜禽糞便等，應選用發酵腐熟完全的有機肥，避免殘留的抗生素或者重金屬對農田造成污染。宋以玲等[27]研究發現，減量化肥配施生物有機肥可以提高油菜葉片內葉綠素含量和根系活力，增強油菜超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶活性，提高了油菜的光合性能和抗氧化能力，較常規施肥產量顯著提高，同時生物有機肥中含有大量有益菌株，可以提高根際土壤中的磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性，降低土壤脲酶和脫氫酶活性，優化根際微域環境，最終提高土壤中有效養分和有機質含量。在推廣應用有機肥的過程中，由于農業生產者年齡、受教育程度、農業收入占比、經營耕地規模等情況的不同，存在農業生產者有機肥施用意愿與行為悖離的情況[28]。因此，需要通過政府指導、市場引導等方式，積極推行有機肥的施用。

3.7 綠肥種植技術

綠肥種植技術是通過種植具有固氮、改良土壤等功能的植物，達到增加土壤有機質含量，改善土壤質地，提高耕地質量的技術措施。大多數綠肥為豆科植物，其根系根瘤具有生物固氮功能，包括紫云英、豌豆、紫花苜蓿、蠶豆、田菁等。綠肥作物在耕地地力培育方面具有多種作用，能夠有效促進耕地地力提升，促進化肥減量增效，促進培肥景觀化建設以及促進酸化土壤矯治[29]。綠肥種植需要因地制宜選擇不同的綠肥品種和種植方式，以達到最佳的耕地保護與質量提升效果。張達斌等[30]在渭北旱塬地區研究發現，相較于夏閑期休耕，連續2年夏季種植并翻壓豆科綠肥能夠增加3.9%～11.8%的耕作層土壤有機質含量，提高4.5%～10.8%的全氮含量，增加2.7%～7.6%的土壤碳庫管理指數。武江燕等[31]研究發現，不同類型的綠肥作物對改土培肥的作用效果不同，在會寧縣山旱區種植紅豆草，相較于箭筈豌豆、草木樨和紫花苜蓿，可顯著提高土壤有機質、全氮和速效磷含量。

3.8 農業工程技術

農業工程技術主要通過土地平整、合理歸并、灌排設施建設、道路橋涵配套、農田林網建設、溝渠治理等工程措施，實現集中連片、田面平整、設施完善、生態良好、抗災能力強的農田基礎設施綜合配套，滿足現代農業發展需要。易鐵坤等[32]采用層次分析法和特爾斐法對湖南省洞口縣新增糧食生產能力田間工程項目區建設前、后的耕地質量指數和糧食產能進行測算，結果表明，項目實施后耕地質量指數提高0.041，耕地綜合生產能力提高1 230 kg/（hm2·a），項目較大程度上提升了農機通田能力，改善了耕地的灌溉排水能力和障礙因素。

3.9 綜合應用

我國幅員遼闊，地域差異大，不同地區的政策環境、自然環境、社會經濟環境、生產管理方式、耕地質量等情況也不盡相同。在具體實施耕地保護與質量提升技術措施時，需要分析主要障礙因素，對癥下藥，因地制宜，科學合理地選擇、應用不同的技術措施，以達到更好的效益。潘云楓和李文淵[33]研究發現，采用“稻麥輪作+秸稈還田（機械翻耕）+配方施肥”“稻綠輪作+有機肥+配方施肥”2 種地力提升模式，能夠顯著提高補充耕地的有機質含量和全氮含量，進而提高耕地地力。趙蕊等[34]在制種玉米生產區采用“水肥一體化+有機替代無機”模式進行試驗，增施4 500～7 500 kg/hm2商品有機肥可替減5%～10%化肥，并且可以有效降低土壤酸堿性，提高耕層有機質含量和耕地基礎養分。王占海和肖讓[35]研究發現，在水肥一體化條件下，增施有機肥+土壤調理劑不僅可以提高玉米株高、莖粗、地上生物量，促進玉米植物生長，還能降低土壤pH 值和土壤水溶性鹽。應用耕地質量提升技術可以從建立耕地保護補償制度，加強高標準農田建設、新增耕地培肥改良、退化耕地治理與修復、污染耕地利用與修復等方面進行[36]。通過綜合應用各項技術措施，可以實現用地與養地兼顧，多措并舉，提升耕地產能和質量，促進農業產業綠色、優質、高效發展。

4 展望

耕地保護與質量提升工作是一個龐大的系統工程，需要政府、農業生產經營者和科研機構等各方的積極參與，共同構建全方位、多維度、深層次的耕地保護體系。在現階段數量、質量、生態“三位一體”的耕地保護理念下，應統籌兼顧、因地制宜地采取有效措施，加強耕地質量保護，為農業可持續發展奠定基礎。

（1）加強土地利用規劃，嚴守耕地紅線，合理劃定各類耕地和非耕地的界限，促進耕地保護和合理利用，加快推進高標準農田建設。完善土地“三權分置”制度，鼓勵農民通過土地流轉和規模經營，提高土地的利用效益和農業的生產效率，同時保護土地資源和農業生產經營者的利益。

（2）推進科技創新，加大對耕地保護與質量提升相關技術研發的支持力度，探索和推廣新的技術和模式，減少化肥農藥使用，提高耕地利用效率，提高農業生產的生態效益和品質，同時降低對土壤的污染和損害程度。完善耕地保護補貼制度，逐漸將重點支持政策轉化為普惠性政策，引導農業生產經營者積極主動地進行耕地保護。

（3）利用新技術加強耕地監測和評估工作，建立健全耕地利用和保護的信息管理系統，建立完善的耕地質量預警機制、耕地保護空間體系和耕地質量監測評價技術體系，實現對耕地利用、環境和生態質量等方面的全面監測和評估，為耕地保護與質量提升提供科學依據和決策支持。