负责人：邹文秀

　　起止时间：2022年11月至2027年10月

　　经费：2000万

　　参加单位：中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、西北农林科技大学、东北农业大学、吉林省农业科学院、中国科学院沈阳应用生态研究所、中国科学院东北地理与农业生态研究所、吉林农业大学、沈阳农业大学、黑龙江八一农垦大学

　　项目简介(体现项目背景、目标、主要内容、技术路线图、成果和效益)

　　研究背景：黑土地农用土壤质量退化严重威胁国家粮食安全，但是区域尺度黑土地质量退化研究相当薄弱，导致黑土地质量退化过程不清，其对作物产量限制的机制不明，阻控途径缺乏等问题突出，难以支撑黑土地保护利用国家战略的实施，亟需开展黑土地质量退化过程与阻控途径研究。

　　研究目标：本项目围绕黑土地农用土壤质量退化阻控与作物产能提升协同的目标运用跨区域、长历时、多野外站的联网观测，阐明黑土地质量退化过程的时空格局及驱动因子，揭示黑土地质量退化关键过程、产能提升的限制因子及其作用机理，提出阻控黑土地质量退化的途径，分区域构建集土壤限制因子消减、退化阻控与产能提升协同的技术模式，并开展应用示范，为黑土地保护利用和国家粮食安全提供理论基础和技术支撑。

　　研究内容：①解析黑土地质量退化的关键过程及主导因素，界定不同区域评价黑土地质量退化的关键诊断指标及其阈值，提出划分黑土地质量退化程度的分级标准；②揭示黑土地退化过程及程度影响作物产量的机理，解析黑土地退化关键过程耦合作用对作物产量的影响机制；③阐明土壤有机质-土壤结构-土壤水热养分耦合作用的调控机理，提出三者协同的调控途径；④识别影响作物产量提升的主要土壤限制因子，创建土壤限制因子消减关键技术并解析其原理；⑤研发压实-犁底双层障碍消减与土壤有机质全耕层快速补给等黑土地质量退化阻控途径，创建集土壤限制因子消减、退化阻控与产能提升协同模式，并开展示范。

　　技术路线：本项目选取松嫩平原、三江平原和辽河平原为研究区域，以“过程解析-机理揭示-技术研发-模式构建”为主线开展研究。利用长历时土壤质量要素和作物产量监测数据，融合全国二次、三次土壤普查和测土配方数据，采用大数据分析手段，阐明黑土地质量退化过程及时空格局，解析黑土地质量退化过程影响作物产量的机制；融合现代测试技术、模型和长序列田间定位观测，明确土壤有机质-土壤结构-土壤水热养分的耦合作用过程；针对土壤质量退化过程和土壤限制因子的区域差异，创建阻控土壤质量退化的关键技术；分区域构建土壤限制因子消减、退化阻控与产能提升协同模式并开展示范。

　　预期成果和效益：通过项目实施，揭示黑土地农用土壤质量退化过程，提出土壤有机质全耕层快速补给、土壤压实-犁底双层障碍消减、土壤有机质平衡与提升黑土水肥气热协同调控、玉米-大豆轮作土壤功能提升等土壤质量阻控的农机-农艺-生物综合调控关键技术4-6项；产生授权国家发明专利10项以上、制定行业或地方标准6项、发表研究论文50篇以上、出版专著1部、提交省级以上(含省级)咨询报告1-2份等成果。建立千亩示范区4个，示范区内耕层土壤有机质提高0.3%-0.5%个单位，耕层容重降低10%-15%，>0.25mm团聚体增加15%以上。