红壤旱地花生高效施肥与生态栽培技术

一、技术概述

(一)技术基本情况

花生是我国南方红壤旱地最主要的油料作物和经济作物。以江西省为例,2018年花生种植面积达1.67×105 hm2,产量达4.81×108 kg,产值近30亿元,在红壤旱地作物中居首。但江西省花生单产偏低,大约仅相当于北方主产区的60%,不到全国平均水平的80%,因而经济效益不高,限制了农民种植花生的积极性,不利于江西省花生产业的健康可持续发展。造成江西花生单产低的主要原因是红壤旱地酸化严重、肥力贫瘠,生产中普遍存在氮肥施用不当、花生自身固氮能力下降等现象,以及连作障碍频发、花生产能低下等问题。针对此生产现状,自2012年起,项目组在国家科技支撑计划、国家现代农业产业技术体系、国家自然科学基金、江西省科技计划等项目的支持下开展了十年联合攻关,首先探明限制红壤旱地花生结瘤固氮的关键环境因素,进一步揭示诱发花生连作障碍的潜在机制;而后以提升花生结瘤固氮能力和消减连作障碍为目标,开展“接种根瘤菌减施氮肥”、“优化氮肥运筹”等高效施肥技术研究,以及“轮作绿肥改土培肥”、“香根草篱+秸秆覆盖保肥减损”等生态栽培技术研究,结合软件开发、机具创制、肥料研发,最终集成红壤旱地花生高效施肥与生态栽培技术模式并在江西省大面积推广应用。

(二)技术示范推广情况

本研究成果在江西省进行了大面积推广应用,2019年在南昌市、赣州市和吉安市累计推广达19.72万亩,2020年达28.40万亩,到2021年达41.52万亩,3年累计推广总面积达89.64万亩,产生了显著的经济效益。

(三)提质增效情况

2019~2021年在南昌市、吉安市、赣州市等地累计推广89.64万亩,平均亩增花生22.35 kg,共计增产花生2003.1万kg,新增纯收益7537.3万元。本成果还可以提高花生自身固氮能力20%以上,降低氮肥使用量30%以上,共计节约氮肥181.2万kg,并能有效阻控红壤酸化、防治水土流失,促进秸秆等废弃物的资源化利用。

(四)技术获奖情况

经成果鉴定,本技术成果整体达到国际先进,获2022年度江西省农业科学院科学技术进步奖一等奖。

二、技术要点

1. 接种根瘤菌减施氮肥技术

花生接种根瘤菌、减施25%化学氮肥能够促进花生生长,增加花生分枝数、单株叶数、单株荚果数和百果重,从而实现增产增收。根瘤菌成品为固体粉状物,有效菌数≥2亿个/g,用量为15 kg/hm2,使用时将根瘤菌与水按质量比1:2混匀,而后加入花生种充分搅拌后播种;氮肥(N)用量比常规施氮量降低25%(N:100~125 kg/hm2)。花生在4月中旬左右播种,条播,行距 40 cm,穴距 20 cm,每穴播种 2 粒,种植密度12.5 万穴/hm2。该技术可使花生的分枝数、单株叶数、单株荚果数和百果重提高4.0%~16.3%,产量和利润分别增加12.4%和13.6%,同时,花生的氮肥利用率也得到显著提升。

2. 优化氮肥运筹技术

氮肥(N)用量(N:100~125 kg/hm2)、磷肥(P2O5)和钾肥(K2O)用量分别为75~85 kg/hm2、100~125 kg/hm2。施用方式为磷肥全部基施,氮肥50%基施、30%花针期追施、20%结荚期追施,钾肥70% 基施、30%花针期追施。该技术显著提高了花生氮素的最大累积速率、推迟了吸收“峰值”的出现时间,延长了氮素快速累积的持续时间,从而有利于提高花生产量及氮肥利用率。

3. 轮作绿肥改土培肥技术

筛选出红壤旱地上适宜与花生轮作的冬绿肥毛叶苕子,根据毛叶苕子的生长及养分积累状况确定了其在红壤旱地上的适宜播期为每年9月下旬至10月下旬(花生一般在8月中下旬完成收获),确定了其适宜播种量为50~63 kg/hm2,此种植条件下毛叶苕子翻压前的鲜草产量可达22500~30000 kg/hm2,可有效覆盖地表(图1左)。进而明确毛叶苕子在第二年花生种植前10~15天翻压为宜(即4月上旬),翻压深度10~15 cm(图1右)。经定位研究发现,多年进行花生-毛叶苕子轮作后,红壤旱地的肥力水平得到了大幅提升,土壤微生物群落组成及生态功能得到明显改善,尤其是增加了植物益生菌数量、减少了病原菌数量。随毛叶苕子轮作年限延长,花生的增产效应也逐渐凸显。

 

4. 香根草篱+秸秆覆盖保肥减损技术

对于有一定坡度的红壤旱地,花生在传统横坡垄作的基础上,增加香根草植物篱和稻草覆盖,其中香根草植物篱按照10~15 m坡长间隔种植1行香根草,香根草株距为5~10 cm(图2左)。在花生出苗后(5月中上旬)将稻草均匀覆盖在花生行间,用量为4500 kg/hm2(图2右)。每年在12月中下旬进行香根草刈割,留茬40 cm。该技术可有效降低花生生长期(4~8月,为降雨集中期)土壤径流水的氮磷浓度,显著减少因径流造成的泥沙流失和养分损失,使土壤肥力得到更好的保持,进而提高红壤旱地花生产量和肥料利用率。

 

三、适宜区域

红壤旱地花生种植区

四、注意事项

花生高效施肥与生态栽培技术的核心在于“高效、生态”,应用推广中应注意避免化肥的过量施用以及土壤养分流失,把握关键生育期的施肥时间及肥料施用比例,要注意绿肥种植利用的时间安排,严控病虫草害,从而提高肥料利用率、发挥更好的生态效应,实现红壤旱地花生产量和土壤质量的协同提升。

五、技术依托单位

江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所、江西省红壤及种质资源研究所、江西省农业技术推广中心

联系地址:江西省南昌市青云谱区南莲路602号

邮编:330200

联系人:刘佳

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