东北地区耕作制度现状与创新路径

Current situation and innovation pathway of the farming system in Northeast China

摘要

东北地区是我国粮食安全的核心保障区，其耕作制度正处于传统模式向现代集约化、生态化转型的关键阶段。为全面了解东北地区耕作制度创新所面临的主要问题，并提出合理的路径，以“耕作制度” “东北黑土区” “应对气候变化” “高标准农田”等关键词在农业农村部、中国气象局、中国知网等检索2001—2025年国内外关于东北地区耕作制度的相关文献，并查询国家统计局关于主要作物的种植面积及产量等相关数据，基于东北地区农业发展基础条件、东北地区耕作制度历史演变过程及东北地区主要耕作制度，综合分析东北地区耕作制度创新所面临的难题和挑战，包括种植制度和模式单一，轮作制度推广受阻；黑土退化问题严峻，生态环境呈现恶化趋势；水资源过度消耗，短缺问题日益突出；气候变化敏感，灾害频发等问题。在此背景下，提出了东北地区耕作制度创新路径：1）制定科学耕作制度新区划，优化种植制度和养地制度；2）发展高效节水灌溉技术，提升雨水资源化利用能力；3）构建资源保护与育种协同体系，强化灾害监测预警与风险管理；4）智慧赋能传统粮仓新动力，加强高质量农田建设和适度规模经营。

Abstract

Northeast China serves as a pivotal region to ensure China’s food security， and its farming system is currently undergoing a critical transition from traditional practices to modern， intensive， and ecologically sustainable models. To comprehensively assess the primary challenges in the innovation of farming systems in Northeast China and propose viable innovation pathways， this study conducted a systematic literature review by taking “farming system” “black soil region of Northeast China” “climate change adaptation” “high-standard farmland”as keywords across databases including the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， China Meteorological Administration， and CNKI. Domestic and international publications from 2001 to 2025 related to the current state and challenges of farming systems in the region were retrieved. The data on crop acreage and yield were also retrieved from the National Bureau of Statistics. Based on the comprehensive analysis of the agricultural development foundation， historical evolution， and dominant farming systems in Northeast China， this study identifies key difficulties and challenges such as monotonous cropping systems and models， limited adoption of crop rotation practices； severe degradation of black soil and deteriorating ecological conditions； excessive water resource consumption coupled with growing scarcity； and high vulnerability to climate change with frequent extreme weather events in reforming the regional farming system. In response， this study proposes four innovation pathways： 1） establishing scientific zoning for farming systems to optimize cropping patterns and soil fertility management； 2） developing high-efficiency water-saving irrigation technologies and enhancing rainwater resource utilization capacity； 3） developing resource-conserving and breeding and strengthening disaster monitoring， early warning， and risk management； 4） leveraging smart technologies to modernize traditional grain production and bolstering high-quality farmland construction and appropriately scaled operations.

关键词

东北地区 / 耕作制度 / 创新路径 / 粮食安全

Key words

Northeast China / farming system / innovational path / food security

耕作制度是指该地区在特定自然环境和社会经济条件下，为实现土地持续高产高效而采取的农作物种植制度以及与之相适应的养地制度等综合技术体系^［1］。东北地区是我国最大的商品粮生产基地，年均粮食产量占全国1/4，粮食商品化率达60%以上，调出量约占全国的1/3^［2］，拥有我国著名的黄金玉米带^［3］，也是我国最大的大豆产区^［4］，为我国粮食安全做出了巨大贡献。东北地区不仅是“中国饭碗”，也是“国之重器”。但由于长期的高强度利用以及不合理的耕作方式，导致东北地区种植模式单一，黑土有机质含量下降、土层变薄、肥力减退^［5-6］。同时东北地区水资源过度消耗，部分地区水资源相对匮乏，且分布不均，短缺问题日益突出^［7］。随着全球气候变化进一步加剧，东北地区极端气候事件的频率和强度有所增加，易受低温冷害、干旱、洪涝、风灾等自然灾害影响^［8-9］。以上这些因素都给农业生产带来了不确定性，增加了农业生产的风险和损失。因此，全面了解东北地区耕作制度现状及创新所面临的问题，并提出合理的路径，对保障我国粮食安全和生态安全具有重要的意义。

东北地区耕作制度正面临生态退化、气候变化与资源约束的多重挑战^［7，9］。为了促进东北地区农业可持续发展，保障我国粮食安全和生态安全，自2002年起，在国家公益性行业专项及科技支撑计划等项目的支持下，辽宁省农业科学院联合国内顶尖科研机构，在东北四省区建立了7个长期定位试验站和14个试验示范点，开展了长达14年的系统性联合攻关。目前，有关中国耕作制度发展的研究较多，但聚焦在东北地区的报道相对较少。本研究以“耕作制度” “东北黑土区” “应对气候变化” “高标准农田”等关键词在农业农村部、中国气象局、中国知网等网站检索2001—2025年国内外关于东北地区耕作制度相关文献，并查询国家统计局等网站整合关于主要作物的种植面积及产量等相关数据，系统总结东北地区耕作制度的现状，并提出东北地区耕作制度创新的路径，旨在全面了解东北地区耕作制度创新所面临的挑战与难题，以期为保障我国粮食安全和生态安全提供重要参考。

1　东北地区现代耕作制度现状

1.1　农业发展基础条件

东北地区包括黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古东四盟（呼伦贝尔市、兴安盟市、通辽市、赤峰市），地形以平原、丘陵和山地为主^［10］。东西北三面环山，主要山脉分别为长白山、小兴安岭和大兴安岭，森林资源丰富，是我国重要的林业产区^［11］。主要河流包括北部的黑龙江及其支流松花江水系、东南部的鸭绿江、图们江水系以及西南部的辽河水系等，水资源充足^［12］。内部拥有三江平原、松嫩平原和辽河平原三大平原，地势平坦开阔，有利于大规模农业机械化作业，是我国重要的农业耕作区^［11］。主要土壤类型包括黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、沼泽土等，其中黑土是最典型且肥沃的土壤。东北地区属温带大陆性季风气候，夏季短、冬季长，冬夏之间季风交替。1月均温为-24~-9 ℃，7月均温为21~26 ℃。冬季长达5~7个月，北部冰冻期超200 d。区域年降水量350~1 000 mm，东南多、西北少，85%~90%降水集中在5—10月，7—9月为暴雨洪涝高发期^［13］。作物多为一年一熟。

1.2　东北地区耕作制度历史演变过程

东北地区的农业起源可以追溯到距今8 000年前，位于内蒙古自治区的兴隆沟遗址揭示了旱作农业起源，主要种植旱作谷物，如粟、黍等，亩产仅1~2石^［14］。这一时期，农作制度较为简单，主要依赖自然恢复力，对生态环境破坏较大。秦汉时期，东北地区开始出现连种制和轮作复种制的初步发展；明清时期，东北地区的农业进一步发展，出现了以大豆、高粱、谷子为主的三年轮作制，结合翻耕与免耕的土壤耕作方式^［15］。清朝初期，东北地区引入了“休耕”和“轮作”方式，改变了传统的粗放耕作方法，农作物种植逐渐多样化，一年一熟制成为主要模式。

新中国成立后，东北地区农作制度历经多次变革。20世纪50年代，政府通过改良农具和推广深松耕等技术，提高了农业生产效率^［15］。20世纪80年代以后，随着国家政策的大力支持和技术的进步，东北地区逐步形成了以玉米为主导的“玉米型”种植结构^［16］。近年来，为应对土壤退化和环境问题，东北地区开始探索保护性耕作和轮作休耕制度^［17］。

1.3　主要耕作制度

东北地区种植制度以一年一熟制为核心，结合轮作、间作等模式，这种制度适应了东北地区年积温较低、无霜期短、冬季寒冷的气候特点^［17］。作物结构中以粮食作物为主，经济作物比重较低，主要粮食作物包括玉米、大豆、稻谷、春小麦、谷子、高粱等，历史上是高粱、谷子、大豆的传统产区；新中国成立以来，玉米、水稻面积迅速扩大，而谷子、高粱、春小麦则逐渐缩小^［15］。近年来，玉米成为东北地区的主导作物，随着国家大豆振兴计划的实施^［18］，大豆播种面积不断增加。据统计，2023年玉米播种面积达1 682.1万 hm²（2.52亿亩），占全国玉米播种面积的38%，产量达1.18亿t，占全国玉米总产的40.9%，单产达7 275.7 kg/hm²，比全国玉米单产高11.4%。大豆播种面积达649.9万 hm²（9 748.6万亩），占全国大豆面积的62.0%，产量为1 264.5万t，占全国大豆总产的60.7%，单产为2 092.2 kg/hm²，比全国大豆单产高5.1%。水稻播种面积达461.1万 hm²（6 916.5万亩），占全国水稻播种面积的15.9%，产量为3 545.6万t，占全国水稻总产的17.2%，单产为8 085.0 kg/hm²，比全国水稻单产高13.3%（表1）。

间作模式是较为传统的种植模式，主要为玉米大豆间作，20世纪50年代是玉米大豆混作，20世纪70年代以间作代替混作，西部地区的林粮经条带间作，套作较少^［15］。为缓解连作障碍、提升土壤肥力，东北推行多种轮作模式，过去主要有高粱-谷子-大豆或玉米-大豆-高粱轮作，随着高粱面积的减少，现在的轮作方式主要是玉米-大豆轮作，农业农村部编制的《“十四五”全国种植业发展规划》^［19］指出，东北地区要建立稳定的玉米-大豆轮作制度。玉米是东北地区第一大作物，一般大面积常年连作，导致土壤退化最为严重的是旱地农业区，尤其是玉米种植带^［20］。传统耕作制度下的玉米连作模式是导致土壤退化的根本原因，由于经营者缺乏土地保护意识，长期不合理的掠夺式耕作导致土壤“变瘦、变薄”^［21］。在东北地区，常规的耕作方式是秸秆离田或焚烧后进行旋耕或犁耕，这种耕作方式容易引起风蚀和水蚀，从而使黑土层“变薄”；同时，土壤旋耕或犁耕加速了土壤有机质的矿化，秸秆离田或焚烧等措施造成有机物质归还少，导致土壤有机质形成不足，加速土壤有机质损失，造成土壤“变瘦”^［22］。为此，我国农业生产水平及作物种植结构也在不断调整变化。近年来，随着农业技术的发展，国家将保护性耕作纳入《东北黑土地保护性耕作行动计划（2020—2025年）》^［23］，并将其作为东北地区适宜区域的主流耕作技术推广。

2　东北地区耕作制度创新面临的主要问题

2.1　种植制度和模式单一，轮作制度推广受阻

农业生产具有明显的地域性差异，不同地区的资源禀赋、产业基础和科技条件差异显著，因地制宜是首要原则^［24-26］。当前东北种植区划仍以传统积温带划分和品种适应性为基础，缺乏对气候变化、土壤退化、水资源约束等动态因素的整合。受国家政策导向性的影响和经营主体逐利的驱动，作物越区、跨区种植现象普遍，导致作物生产灾害频发、产品品质不稳定等问题突出^［27］。例如，气候变暖导致玉米种植边界北移，但部分地区仍沿用旧区划推广晚熟品种，导致籽粒脱水不足、品质下降。20世纪90年代前期和中期，玉米越区种植在东北地区特别是黑龙江、吉林两省非常普遍。据统计，1997年黑龙江和吉林省玉米越区种植面积分别占到玉米种植总面积的52.4%和14.9%^［28］。东北地区是我国典型的一年一熟区，为了保证粮食有效供给，种植制度设置和作物生产一直是按照“以粮为纲”的指导思想执行的，造成了玉米、水稻、大豆等作物多年连作，据统计，在东北黑土区，部分地区的玉米连作时间已长达30年以上^［6］。由于过分强调比较效益，农户放弃了合理轮作体系，造成玉米种植面积越来越大，使作物的轮作体系遭破坏。目前，东北地区种植结构类型单一化明显，大部分区域种植结构不稳定，以玉米种植为主的类型区聚集趋势愈加明显^［7］。

2.2　黑土退化问题严峻，生态环境呈现恶化趋势

进入21世纪，为追求作物高产，多数种植业体系统一的养分来源是化肥，辅以农药施用，使粮食产量获得了大幅提升，但同时面源污染严重，地力持续衰退^［29］，探索农业绿色发展是可持续农业发展的关键所在。土壤水蚀和风蚀是造成农田水土流失、黑土退化和风沙天气的主要因素^［30-32］。近年来随着小四轮拖拉机牵引旋耕机作业为主的整地方式不断普及，导致犁底层不断上升、表层有效土壤量减少，土壤蓄水保土保肥能力下降；农民形成了传统的种植习惯和生产方式，传统耕作观念根深蒂固，严重束缚保护性耕作技术的推行^［33］，导致风蚀、水蚀严重，土壤不能得到有效保护。东北黑土区侵蚀面积达21.9万km²（占黑土总面积20.11%），黑土层厚度从开垦初期的60~80 cm降至23~30 cm，有机质含量由5 g/100 g降至2~3 g/100 g^［34］。长期玉米连作使土壤活性有机碳（易氧化碳）减少了13%~27%，惰性碳比例上升，碳库周转效率下降。DNDC模型预测，若持续传统耕作，50年后土壤有机碳含量将下降34%，玉米产量减少29%^［35］。

2.3　水资源过度消耗，短缺问题日益突出

东北地区水资源总量呈现“北丰南欠、东多西少、山区多、平原少”的空间特征^［7］。灌溉农田面积<25%，主要以水稻、蔬菜、水果等为主，旱地作物90%以上依靠自然降雨进行生产，即所谓“雨养农业”。旱地作物种植区域主要分布在半湿润区、半湿润偏旱区、半干旱区和半干旱偏旱区，由于东北地区属大陆性季风气候，自然降雨年际变化大、季节分布不均导致旱地粮食作物产量年际变异大，单产稳定性不好。为追求高产和高效益，生产者往往盲目种植，导致作物生产布局不合理，农业的过度开发导致农业用水量大，加速了水资源过度消耗，加之用水效率低，进一步加重了区域水资源短缺，生态危机凸显^［36］。部分粮食主产地水资源开发利用处于严重过度开发状态，水资源开发利用量已经接近或超过区域水资源总量的上限^［7］，制约了区域农业可持续发展。科学合理利用好自然降雨，是稳定提高旱地粮食产能的核心。

2.4　气候变化，灾害频发

据IPCC报告显示，2011—2020年全球平均气温比工业革命以来上升约1.1 ℃^［37］。气候变化的主要表现为全球气温升高，降水时空差异增大，以及极端降水和干旱事件频繁发生^［9］。东北地区地处中高纬度区，对气候变化十分敏感，是遭受全球气候变化影响最严重的地区之一^［38］。随着全球气候变化进一步加剧，东北地区极端气候事件的频率和强度均有所增加^［39］。1961—2021年，东北地区年平均温度总体呈现上升趋势（0.32 ℃/10年），是世界上增温速率最快的区域之一^［9］；≥10 ℃积温增加，无霜期延长，降水量和日照时数减少且波动性增加，导致区域极端天气增加，温度持续升高，使得低温冷害减少，但高温干旱灾害逐渐增多，特别是干旱灾害已经取代低温冷害成为影响东北地区作物的主要灾害，对旱地粮食生产造成重大影响。据统计，自2003年以来，黑龙江省是东北三省受灾最严重的地区，干旱是主要的气象灾害，其次是暴雨洪涝，低温冷冻害及雪灾对作物影响较小^［9］。气候模型预测，至2050年，东北地区年均气温将继续升高，降水总量波动增大，极端干旱与洪涝事件频率也将随之增加提升^［40］。

3　东北地区耕作制度创新路径

3.1　制定科学耕作制度新区划，优化种植制度及养地制度

一是制定东北地区科学的耕作制度新区划。亟需建立以粮食适度丰产、产品品质优良、水资源高效利用、黑土地持续利用、气候灾害抵御、固碳节能减排的多目标评价方法，重新制定东北地区科学的耕作制度新区划，并提出不同生态类型区的战略发展优先序、主要作物发展优先序和技术优先序，实现不同生态类型区的科学种植^［27］。自2002年起，在国家公益性行业专项及科技支撑计划等项目的支持下，辽宁省农业科学院联合国内顶尖科研机构，在东北四省区建立了7个长期定位试验站和14个试验示范点，开展了长达14年的系统性联合攻关。研究以旱地耕作制度创新为核心，深入解析气候变化对作物布局的影响规律，系统梳理了1978年以来东北耕作制度的演变特征，采用多因素联合评价方法（整合作物气候生产潜力、气象灾害及地理信息等要素），将东北地区精准划分为6个耕作制度一级区。这一创新性区划不仅明确了玉米、大豆等作物的优势产区，更提出了基于水土承载力的区域增粮策略和产业优先发展序列，为旱地耕作制度关键技术研发确立了方向，同时为农业结构优化与区域布局提供了科学决策依据^［13］。

二是科学调整作物布局并创建多元化种植制度^［41］。东北地区作物布局调整突出“稳、调、扩”，即稳定水稻面积^［42］，调整玉米面积^［43］，扩种大豆和薯类作物。充分利用生态学与生物多样性原理，优化主要作物单作田间优化配置，增加种植密度，提高作物产量；创建豆科、禾本科、绿肥等间套作、轮作、混作等绿色种植制度和模式^［43］，增强作物韧性，应对气候变化。辽宁省农业科学院牵头组织东北地区科研机构，通过多年定位研究研发了禾本科与豆科作物间作轮作、玉米田间配置优化等种植技术，建立了适合东北旱区不同类型区的资源高效型种植制度。例如，在北部高寒地区采用玉米-大豆轮作技术，使大豆产量平均增加9.01%，玉米产量增加7.19%；中部平原地区针对玉米中密和耐密品种，优化田间配置，中密品种以“三比空变株距”和“大垄双行等株距”为最佳，密度为57 000株/hm²，耐密品种以大垄双行等株距为最佳，密度为72 000株/hm²；在西部生态脆弱区建立仁用杏‖花生、仁用杏‖谷子、仁用杏‖甘薯3种间作模式，农田生产力提高30%以上，耕地土壤风蚀降低31%以上^［44-45］。

三是构建绿色养地制度。因地制宜、因时制宜，统筹规划，合理有序推进保护性耕作制度、土壤轮耕制度和休闲轮作制度，建立更加科学、更加完善的养地制度^［46-48］。同时依托东北地区的畜牧业优势，建立“畜禽粪污-堆肥还田-土壤改良”循环生态链，设定有机肥替代化肥比例，配套补贴政策降低施用成本，持续提高东北地区的耕地质量^［49-51］。例如，黑龙江省哈尔滨市双城区通过引入北京丹青诺和牧业科技有限公司，试点粪肥施用第三方商业化服务。该公司在双城区建有100个公共粪肥存储池，粪肥播洒机及配套机械设备50套，收集处理当地奶牛场、猪场的粪污2万t/年。粪污经无害化处理后，于春播前和秋收后，借助高效机械并依据测土测粪配方，实施精准均质还田^［52］。

3.2　发展高效节水灌溉技术，提升雨水资源化利用能力

东北地区作为我国重要的粮食生产基地，其水资源短缺问题已成为制约农业可持续发展的关键因素，需要采取综合性的解决方案和创新路径，以提高水资源利用效率，保障粮食安全与生态安全。一是种植结构与生态协同优化。基于东北地区水资源“北丰南欠、东多西少”的空间分布特征，需要建立水资源承载力约束下的作物布局优化体系。例如，在辽西半干旱区等水资源紧缺区域，重点发展抗旱节水作物如谷子、高粱等，这些作物在雨养条件下具有较高的产能和水分利用效率；在松嫩平原等水资源相对丰富区域，推行水稻节水灌溉制度，采用控制灌溉技术减少灌溉用水量^［53-54］。二是推广高效集水技术，加强雨水资源化高效利用。在干旱区实行田间修筑垄沟，垄上覆膜等，通过改变田间微地形有效收集降雨^［55-57］。针对干旱缺水区域的农田土壤特点，通过利用相应技术手段改变土壤结构参数、土壤剖面结构层次和田间土壤微地形条件，增加土壤有效库容，建立相应的田间应用技术参数^［58］。辽宁省农业科学院通过多年定位研究，创新突破了地表覆盖等水肥高效利用关键技术，在秋季作物收获后进行整地和覆膜，通过减少秋、冬、春三季作物休闲期农田土壤水分的无效蒸发，实现旱作农田水资源的跨季节调控。已有研究显示，干旱年份秋覆膜较不覆膜的玉米籽粒产量水分利用效率和生物产量水分利用效率分别提高了60%和65%，且秋覆膜还减少了肥料氮的损失，提高了当季和翌年肥料氮的利用效率，增加了氮肥收获指数^［59-60］。三是推进智慧水利基础设施建设，发展智慧灌溉技术体系。拟定旱地高标准农田建设中雨水资源高效利用的措施。在东北地区，改造建设机井、塘坝等抗旱应急水源工程，实施黑土地保护，治理坡耕地，开展耕地平整，合理调整田块地表坡降，增加耕作层厚度，推广低洼地改良技术^［61］。可以借鉴北大荒农业股份二九〇分公司的成功经验，建设自动化提水站、数控系统和传感器网络，实现对分水闸和节制闸的智能控制，精准满足农田用水需求，该系统可使农田灌溉水有效利用系数提升至0.68，高于全国平均的0.58^［62］。

3.3　构建资源保护及育种协同体系，强化灾害监测预警及风险管理

东北地区是对气候变化最为敏感的区域之一，近年来极端天气事件频发给农业生产造成严重损失^［9］。在此背景下，主动调整种植结构以适应新的水热条件，并利用尖端科技选育出能抵御逆境的作物品种，已成为保障国家粮食安全的“两翼”，缺一不可。

一是在作物类型上实行战略性置换，优化水资源配置。最直接的调整体现在减少高耗水作物的种植面积，增加耐旱、节水型作物或品种的比重。同时利用气候变暖延长生长季的特点，推广中晚熟高产品种，扩大水稻、玉米种植北界^［63］。在北方农牧交错带，马铃薯因其较高的水分利用效率和对干旱的耐受性，曾替代春小麦，成为该区域适应气候变化的主导作物之一^［64］。内蒙古兴和县在过去数十年中，通过增加薯类等作物的种植面积，显著提高了区域水资源利用效率^［65］。同样，在辽宁阜新等传统玉米产区，部分农户已将玉米改种为耐旱性更好的花生。

二是培育耐逆新品种，从基因层面增强作物抵御逆境的能力，同时建立寒地种质资源库，完善种质资源鉴定评价体系。基因组选择能够更精确地筛选出携带优良基因的个体，尤其对于受多基因控制的复杂性状（如耐热、耐旱性）效果更为显著。选育耐高温、抗旱、抗盐碱和抗病虫害的新品种，结合基因技术发掘适应气候变化的基因型，同时开展引种试验和育种协作，确保品种适应区域气候波动^［66］。东北寒地种质资源库与评价体系需以“保存多样性、鉴定精准化、共享高效化”为核心，通过技术创新与政策护航，将气候挑战转化为育种优势，筑牢国家粮食安全基底。应当针对寒地作物建立抗逆性状评价标准，包括：抗寒性（耐受-30 ℃低温能力）、抗旱指数（≥0.8为高抗）、生育期适应性（响应热量资源增加的熟期调整）^［67］。开展气候模拟试验，筛选能够适应未来气候变化的种质^［66］。

三是强化灾害监测预警与风险管理，制定精细化应急预案。构建一套“天-空-地”一体化的灾害防控体系对保障区域农业可持续发展意义重大。利用卫星遥感技术实现全天候地面监测，结合地面站点数据（如，风速、雨量、温湿度等），构建动态化、精准化的灾害监测系统，提升对干旱、洪涝、低温冷害等灾害的实时追踪能力^［68］。例如，沈阳农业大学针对大豆等主粮作物，开发基于日尺度的动态监测预警技术（如，低温冷害指标SCDI），通过逐日滚动计算实现灾前预警、灾中监测和灾后评估，解决传统月/旬尺度监测的滞后性问题^［69］。

3.4　智慧赋能传统粮仓新动力，加强高质量农田建设及适度规模经营

东北地区作为我国传统大粮仓之一，如何打造现代化大农业发展先行地，智慧农业是重要的措施^［70］。一是加快智慧农业发展。构建农业资源大数据平台，统一耕地、气象、品种、农机等数据标准，建立地块级“数字画像”，支撑精准种植决策^［71］。如黑龙江红卫、双河农场已实现土壤养分、作物长势可视化分析，优化土地流转与施肥方案。部署“空-天-地-人”一体化监测网^［72］，融合卫星遥感、无人机航测、田间传感器（虫情测报仪、墒情站等）与人工巡查，动态监测生产进度、灾害风险，替代传统经验判断，将先进技术广泛应用到作物生产全过程。系统研究基于特定地域气候模式的机器学习模型，在农户决策层面比大模型更加具有优势^［50］。二是推广智能装备与新技术应用。发展无人化智慧农场^［73］，规模化应用北斗导航无人播种机（轨迹误差≤2 cm）、植保无人机（日作业千亩）、自动驾驶农机等装备。集成智慧栽培技术推广水肥一体化滴灌、变量施肥、病原微生物孢子捕捉等系统，结合实时数据分析实现精准灌溉与病虫害防控^［74］。

加强高标准农田建设，是保障国家粮食安全、推动农业高质量发展的重大举措^［75］。建成后的高标准农田，粮食单产产能增加10%~20%，为我国粮食连续多年丰收提供了重要支撑^［76］。但高标准农田不等于高质量农田，存在着农田田间设施配套率低、工程建设标准低、设计施工使用年限不统一、农田土壤培肥未得到足够重视、基础设施建设与农业发展结合不紧密、农田基础建设的农业产出目标不明确等6个方面的突出问题^［77-79］。因此，要加强高质量的高标准农田建设和适度规模经营，一是整合粮食产能提升的各项工程，统筹推进高标准农田建设等国家系列工程实施，基本形成“田成方、树成行、路相通、渠相连、旱能灌、涝能排”的高质量农田生产新格局^［80］；二是探索项目建设与土地经营权流转、农业生产社会化服务相结合推进模式，鼓励新型经营主体和农业社会化服务组织适度发展的规模化经营和专业化、标准化生产，解决粮田生产“碎片化”的现实问题，持续提高作物单产和农业生产效率^［79-80］。

4　展 望

在全球气候变化与粮食安全双重压力下，东北地区耕作制度创新已成为保障国家粮食安全的核心使命。当前，传统耕作模式对资源高依赖、低效率的弊端日益显现，黑土退化、水资源短缺与气候变化的挑战亟需系统性突破。为实现粮食高产高效与生态可持续的双重目标，东北地区的耕作制度未来需以生态优先与科技驱动为双核，推动耕作制度向绿色、智能、适应性的方向创新。制定多目标协同的耕作新区划、推广保护性耕作与轮作制度、发展节水技术与智慧农业、加强抗逆品种选育与灾害防控体系构建，并通过高标准农田建设和适度规模经营提升系统韧性，构建“藏粮于地、藏粮于技”的可持续生产体系。唯有将自然恢复、技术赋能与制度创新深度融合，方能在气候变化加剧的背景下筑牢东北粮仓根基，为保障我国粮食安全作出贡献。

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基金资助

国家重点研发计划(2022YFD1500600)

兴辽英才计划(XLYC2401002)

辽宁省农业科学院基本科研业务费项目(2025XKJS8519)

辽宁省农业科学院基本科研业务费项目(2025JCX1007)

沈阳市科技计划(24-216-2-03)