黑土地是地球上珍贵的土壤资源，是指拥有黑色或暗黑色腐殖质表土层的土地，是一种性状好、肥力高、适宜农耕的优质土地。东北平原是世界四大黑土区之一，北起大兴安岭，南至辽宁省南部，西到内蒙古东部的大兴安岭山地边缘，东达乌苏里江和图们江，行政区域涉及辽宁、吉林、黑龙江，以及内蒙古东部的部分地区。
黑土地是东北粮食生产能力的基石，保护和提升黑土地耕地质量，实施东北黑土区水土流失综合治理，是守住“谷物基本自给、口粮绝对安全”战略底线的重要保障。
保护黑土地，辨证施治，对症下药，针对不同生态类型区采取相适应的保护利用方式。黑龙江省积极打造黑土地保护利用的“龙江模式”，实现耕地保护与粮食产能提升的双重目标。
黑土层保育模式：在松嫩平原中东部中厚层黑土和三江平原草甸土区，土壤剖面分布着大于30厘米的黑土表层，称为中厚层黑土层，其耕地面积约400万公顷。这类土壤表土层的主要问题是土壤有机质积累和分解失去了平衡，土壤有机质在逐渐减少。基于此，以秸秆翻混还田、粉耙还田和松混还田为核心，以黑土层扩容增碳为目的，组装了玉米-大豆和玉米-玉米-大豆中轮作技术，建立黑土层保育模式。在海伦市连续6年的试验示范，玉米平均增产10.2%，大豆平均增产12.3%，土壤有机质含量提高3.2克/千克，黑土层保护深度在30-35厘米。
黑土层培育模式：针对因风蚀和水蚀导致的坡耕地的薄层黑土、黑土区南部原生薄层黑土、暗棕壤等黑土层浅薄土壤类型的耕地，实行黑土层培育模式。在黑土地保育的基础上，增施有机肥，实施秸秆和有机肥同时翻混还田，采用有机肥弥补深翻后的心土层肥力低下的问题。6年示范结果显示，大豆增产11.3%以上，玉米增产10.5%以上，有机质提高2.4克/千克，肥沃耕层达到了30厘米以上，大于0.25毫米的大团聚体含量增加了8.78%以上。
保护性耕作模式：针对黑龙江省松嫩平原西部风沙、干旱特征和对应的土壤类型，采用秸秆覆盖免耕、条耕秸秆条覆盖和玉米大垄苗带休闲轮作技术，配合间歇型深松、增施有机肥和玉米大豆轮作等技术，建立了以组合耕法和组合式的秸秆还田方式为特色的保护性耕作模式，遏制了表层土壤退化，取得了良好增产增收的效果。
障碍性土层消减快速培肥模式：针对白浆土白浆层和黑钙土钙化层的障碍问题，采用秸秆、有机肥、土壤调理剂一次性深翻快速达到白浆层、钙化层改良的效果。经过12年试验示范显示，耕层深度达到了30-35厘米，土壤表层有机质增加了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%，田间持水量增加了17%，水稳性大团聚体增加了27%。大豆增产15%以上，玉米增产12%以上。
坡耕地控蚀增肥模式：针对坡耕地排水水流落差大、能量高的特征，采用修等高埂积水，工程化降水消能，沟坡实现乔、灌、草生物措施，使坡耕地达到温和排水。坡耕地实行深松提高了土壤蓄水，覆盖、条盖、苗带轮耕休闲、等高耕作、植物篱等措施，减少土壤面蚀。采用农艺措施和生物措施控制耕地面蚀和培肥地力。示范效果：作物增产13.8%，蓄水能力提高30.1%，保水能力提高20.9%，速效养分增加15%，径流量减少95.4%。
水稻田秸秆还田增碳保肥模式：采用秸秆粉碎翻混还田、粉耙还田和次年春季打浆还田的方式，将秸秆与土壤均匀混合，加快秸秆腐解速度，增加休耕季节秸秆降解量，减少生育期间秸秆降解量。获得了良好的秸秆还田和土壤储碳效果。
中国科学院通过实施“黑土粮仓”科技会战，计划累计在黑龙江省推广黑土地保护利用“龙江模式”2.5亿亩，是吉林省、辽宁省和内蒙古自治区的总和。“龙江模式”必将在未来黑土地保护利用中发挥更重要的作用。
