黑土地是地球上珍貴的土壤資源，是指擁有黑色或暗黑色腐殖質(zhì)表土層的土地，是一種性狀好、肥力高、適宜農(nóng)耕的優(yōu)質(zhì)土地。東北平原是世界四大黑土區(qū)之一，北起大興安嶺，南至遼寧省南部，西到內(nèi)蒙古東部的大興安嶺山地邊緣，東達(dá)烏蘇里江和圖們江，行政區(qū)域涉及遼寧、吉林、黑龍江，以及內(nèi)蒙古東部的部分地區(qū)。
黑土地是東北糧食生產(chǎn)能力的基石，保護(hù)和提升黑土地耕地質(zhì)量，實(shí)施東北黑土區(qū)水土流失綜合治理，是守住“谷物基本自給、口糧絕對(duì)安全”戰(zhàn)略底線的重要保障。
保護(hù)黑土地，辨證施治，對(duì)癥下藥，針對(duì)不同生態(tài)類型區(qū)采取相適應(yīng)的保護(hù)利用方式。黑龍江省積極打造黑土地保護(hù)利用的“龍江模式”，實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)與糧食產(chǎn)能提升的雙重目標(biāo)。
黑土層保育模式:在松嫩平原中東部中厚層黑土和三江平原草甸土區(qū)，土壤剖面分布著大于30厘米的黑土表層，稱為中厚層黑土層，其耕地面積約400萬公頃。這類土壤表土層的主要問題是土壤有機(jī)質(zhì)積累和分解失去了平衡，土壤有機(jī)質(zhì)在逐漸減少。基于此，以秸稈翻混還田、粉耙還田和松混還田為核心，以黑土層擴(kuò)容增碳為目的，組裝了玉米-大豆和玉米-玉米-大豆中輪作技術(shù)，建立黑土層保育模式。在海倫市連續(xù)6年的試驗(yàn)示范，玉米平均增產(chǎn)10.2%，大豆平均增產(chǎn)12.3%，土壤有機(jī)質(zhì)含量提高3.2克/千克，黑土層保護(hù)深度在30-35厘米。
黑土層培育模式:針對(duì)因風(fēng)蝕和水蝕導(dǎo)致的坡耕地的薄層黑土、黑土區(qū)南部原生薄層黑土、暗棕壤等黑土層淺薄土壤類型的耕地，實(shí)行黑土層培育模式。在黑土地保育的基礎(chǔ)上，增施有機(jī)肥，實(shí)施秸稈和有機(jī)肥同時(shí)翻混還田，采用有機(jī)肥彌補(bǔ)深翻后的心土層肥力低下的問題。6年示范結(jié)果顯示，大豆增產(chǎn)11.3%以上，玉米增產(chǎn)10.5%以上，有機(jī)質(zhì)提高2.4克/千克，肥沃耕層達(dá)到了30厘米以上，大于0.25毫米的大團(tuán)聚體含量增加了8.78%以上。
保護(hù)性耕作模式:針對(duì)黑龍江省松嫩平原西部風(fēng)沙、干旱特征和對(duì)應(yīng)的土壤類型，采用秸稈覆蓋免耕、條耕秸稈條覆蓋和玉米大壟苗帶休閑輪作技術(shù)，配合間歇型深松、增施有機(jī)肥和玉米大豆輪作等技術(shù)，建立了以組合耕法和組合式的秸稈還田方式為特色的保護(hù)性耕作模式，遏制了表層土壤退化，取得了良好增產(chǎn)增收的效果。
障礙性土層消減快速培肥模式:針對(duì)白漿土白漿層和黑鈣土鈣化層的障礙問題，采用秸稈、有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑一次性深翻快速達(dá)到白漿層、鈣化層改良的效果。經(jīng)過12年試驗(yàn)示范顯示，耕層深度達(dá)到了30-35厘米，土壤表層有機(jī)質(zhì)增加了3.5克/千克，速效磷增加了4.3毫克/千克，土壤容重降低了19%，田間持水量增加了17%，水穩(wěn)性大團(tuán)聚體增加了27%。大豆增產(chǎn)15%以上，玉米增產(chǎn)12%以上。
坡耕地控蝕增肥模式:針對(duì)坡耕地排水水流落差大、能量高的特征，采用修等高埂積水，工程化降水消能，溝坡實(shí)現(xiàn)喬、灌、草生物措施，使坡耕地達(dá)到溫和排水。坡耕地實(shí)行深松提高了土壤蓄水，覆蓋、條蓋、苗帶輪耕休閑、等高耕作、植物籬等措施，減少土壤面蝕。采用農(nóng)藝措施和生物措施控制耕地面蝕和培肥地力。示范效果:作物增產(chǎn)13.8%，蓄水能力提高30.1%，保水能力提高20.9%，速效養(yǎng)分增加15%，徑流量減少95.4%。
水稻田秸稈還田增碳保肥模式:采用秸稈粉碎翻混還田、粉耙還田和次年春季打漿還田的方式，將秸稈與土壤均勻混合，加快秸稈腐解速度，增加休耕季節(jié)秸稈降解量，減少生育期間秸稈降解量。獲得了良好的秸稈還田和土壤儲(chǔ)碳效果。
中國(guó)科學(xué)院通過實(shí)施“黑土糧倉”科技會(huì)戰(zhàn)，計(jì)劃累計(jì)在黑龍江省推廣黑土地保護(hù)利用“龍江模式”2.5億畝，是吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的總和。“龍江模式”必將在未來黑土地保護(hù)利用中發(fā)揮更重要的作用。