酸化耕地治理实用技术

一、技术概述

(一)技术基本情况

“耕地是粮食生产的命根子”,深入实施“藏粮于地、藏粮于技”,确保耕地数量不减少,质量有提高是保障我国粮食安全的重大需求。江西省土壤以红壤、黄壤为主,占全省耕地总面积的66%,普遍存在“酸、瘦、粘、板”等问题。然而近30年来,全省耕地酸化问题突出,pH<5.5的酸性土壤约占耕地总面积的80%。土壤酸化加速了土壤中盐基离子的淋失,使土壤结构遭到破坏,造成土壤板结、理化性状变差,土壤微生物活力下降,重金属活性增加,影响农作物生长和农产品品质,威胁粮食安全和人类健康。同时,由于长期集约化种植下,忽视土壤培肥,导致土壤酸化和肥力下降双重制约水稻产量的持续提升。

加强酸化耕地治理是深入贯彻落实习近平总书记关于耕地保护的重要讲话精神的具体抓手。《“十四五”全国农业绿色发展规划》和《江西省“十四五”农业农村现代化规划》明确要加强退化耕地治理,在南方粮食主产区集成推广施用土壤调理剂、绿肥还田等技术模式,逐步实现酸化耕地降酸改良。
酸化耕地治理技术,在解决土壤酸化的同时能够培肥土壤,从而对作物生产产生协同促进效应,有利于提升稻田的生产能力,实现“藏粮于地”,对我省农业农村绿色发展战略的实施具有重要意义。
该技术获授权专利2项(1.一种土壤酸化改良装置,实用新型,2021201398825;2.一种南方酸性土壤酸化改良方法,发明专利,2022100880330)。地方标准1项(酸性土壤改良评价技术规范,DB36/T1517-2021)。

(二)技术示范推广情况

该技术在安义县、南昌市新建区、瑞昌市、庐山市、都昌县、万年县、弋阳县、婺源县、宜黄县、金溪县、崇仁县、宜丰县、上高县、靖安县、吉安县、峡江县、新干县、永丰县、寻乌县、上犹县、瑞金市、赣州市南康区、浮梁县、芦溪县、分宜县、贵溪市等26个县综合应用施用石灰、秸秆还田、增施有机肥、种植绿肥等措施实施酸化耕地治理,累计示范142.36万亩,辐射面积达1266.4万亩,示范区耕地质量得到了稳步提升,为我省粮食安全、农产品质量安全、生态安全做出了重大贡献。

(三)提质增效情况

一是经济效益。该技术的推广应用,平均增加经济效益117.34元/亩,五年累计推广应用1408.76万亩,增加经济效益16.53亿元。
二是社会效益。该技术的推广应用促进了酸化耕地治理技术的进一步普及,提高了农民科学种植水平,水稻平均增产52.48kg/亩,带动全省粮食增产73.93万吨,有力保障了区域粮食安全。
三是生态效益。该技术的推广应用带动了绿肥生产和秸秆资源化利用,降低了农业面源污染风险,缓解了耕地土壤酸化程度,土壤pH平均提高0.1个单位,耕地平均质量提高0.1等,有力促进了全省“藏粮于地”、农业绿色发展和乡村振兴战略的实施。

(四)技术获奖情况

“红壤农田长期施肥效应及养分管理技术研究与示范”获2015年度江西省科技进步二等奖。

“红壤农田长期施肥效应及持续丰产技术应用”获2016-2017年度神农中华农业科技奖三等奖。

“江西省“四控一减”提质增效技术示范推广获2017-2018年度江西省农牧渔业技术改进奖二等奖。

二、技术要点

该技术通过石灰深翻耕还田、水稻秸秆机收切碎全量还田、种植绿肥、测土配方施肥等措施,显著改良土壤酸化、提升土壤肥力,增产增效明显。

石灰质物质施用能有效提高土壤pH值,秸秆还田可以增加土壤有机质含量,改善耕层结构,提高土壤中的养分。紫云英可以通过共生固氮作用,减少氮肥的施用,在提高土壤有机质含量的同时实现节肥的目标。测土配方施肥,能减少不合理施肥,降低生产成本,协同提高生产效益。

该技术的推广应用可促进作物增产、农民增收、农业增效、乡村增绿。技术要点如下:

1.生石灰施用技术要点
品质要求:生石灰粉,要求无机械杂质,粒径小于1毫米。施用时期:在水稻移栽前7~15天、紫云英盛花期(60%~70%开花时),结合紫云英翻压施用。一个种植周期内,仅施用一次石灰。推荐用量:主要根据土壤pH值确定用量。4.5<pH ≤ 5.5,生石灰粉用量20~50公斤/亩;pH ≤ 4.5,生石灰粉用量50~80公斤/亩。
 

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图1机施石灰

2.绿肥(紫云英)种植利用技术要点

品种选择:紫云英种子质量必须符合国家标准《GB8080-2010绿肥种子》。选用中早熟紫云英品种。
种子处理:选择晴天的中午晒种4~5小时,晒种后将种子与细沙按2:1的比例拌匀,装入编织袋内用力揉擦,将种子表皮上的蜡质擦掉,以提高种子吸水速度和发芽率。浸种12~24小时后捞出晾干即可播种。
播种量:紫云英用种量1.5~2.0公斤/亩。
播种时期:一般在10月上中旬至11月初播种。若在生长旺盛的杂交晚稻田播种,应选在晚稻收割前20天播种,以利于水稻成熟和紫云英出苗、生长。
播种方式:播种以使用无人机飞播为主。为减轻长势较好的水稻搁籽现象,在播种后要用竹竿轻轻拨动稻株,将搁在稻叶上的种子拨落地面。播种时田间保持湿润状态。
田间管理:紫云英喜湿怕涝忌旱,播种前和生长期中,要预先开好排水沟,在地下水位高、土壤粘重的田块更为重要。一般要求开好主沟、围沟和厢沟,“三沟”配套,并根据田块的大小,排水的难易,分别开“十字沟”、“井字沟”和“田字沟”,做到沟沟相通,旱能灌,涝能排,为紫云英生长创造良好的土壤条件。
水肥管理:冬季如遇到干旱,出现土表发白,紫云英边叶发红发黄时应灌“跑马水”抗旱。秋冬季或开春后,如遇到大雨和连续降水,要及时清沟排渍。如果稻田肥力较高或者对紫云英鲜草产量要求不高时,在紫云英生产过程中可以不施肥或少施肥,以减少农事操作、降低成本。但稻田肥力较低时,建议采取施肥措施。在紫云英第一片真叶期每亩施用尿素1~1.5公斤。

病虫害防治:紫云英病虫害主要有“二病三虫”,即菌核病、白粉病、蓟马、潜叶蝇和蚜虫,应根据病虫发生情况,进行综合防治。一般无显著病虫害不需防治。
翻压利用:盛花期为适宜翻耕期,最好控制在60%~70%开花时翻耕,移栽早稻提前7~15天翻压。紫云英翻压量以1500公斤/亩为宜。翻压时结合施用石灰,加速腐熟。
 

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图2 紫云英盛花期施用石灰


3.秸秆还田技术要点

早稻秸秆还田:早稻成熟时,采用联合收割机进行水稻收割,保留稻茬高度10~15厘米,同时将秸秆切碎成5~10厘米。在水稻联合收割机上加装切草、喷草装置,水稻收获时同步将稻草切碎并喷撒均匀地分布在田面上,然后灌浅水(水层2~3厘米)采用机旋耕进行整地,沤1天~3天后整平种植晚稻;
晚稻秸秆还田:晚稻成熟时,采用联合收割机进行水稻收割,保留稻茬高度15~20厘米,同时将秸秆切碎成5~10厘米,在水稻联合收割机上加装切草、喷草装置,水稻收获时同步将稻草切碎并喷撒均匀地分布在田面上,秋冬季种植紫云英,第二年春季紫云英盛花期撒施石灰后翻耕,紫云英~水稻秸秆协同还田。
 

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图3 秸秆全量还田


4.测土配方施肥技术要点

早稻:施肥总量根据测土配方施肥推荐确定。在亩产450公斤产量水平时,根据测土结果,在翻压紫云英1500公斤/亩、晚稻稻草还田的基础上,化肥用量控制在氮肥总量(N)8~9公斤/亩,磷肥(P2O5)4~5公斤/亩,钾肥(K2O)5~6公斤/亩,缺锌的地块每亩基施硫酸锌1公斤。施用配方肥料,50%作为基肥,30%作为分蘖肥,20%作为穗粒肥。
晚稻:在亩产450~550公斤的产量水平时,根据测土结果,在早稻稻草还田的基础上,化肥用量控制在氮肥(N)9~11公斤/亩;磷肥(P2O5)3~4公斤/亩;钾肥(K2O)6~7公斤/亩。施用配方肥料,50%作为基肥,25%左右作为分蘖肥,25%左右作为穗粒肥。

三、适宜区域

耕地土壤酸化的区域。

四、注意事项

1.石灰忌连续大量施用
同一田块,要严格控制石灰量,不能频繁施用。一般石灰使用5年一个周期,前3年施用,第4、第5年不施。在实施治理措施后定期对土壤进行取样检测,观测土壤pH变化情况,如已达到治理目标即停止施用。同时注意跟踪监测有害物质尤其是重金属含量情况。

2.施用石灰时要注意防护
石灰具有较强的腐蚀性,机械或人工施用石灰时,要注意风向,做好个人防护,防止石灰灼伤眼睛和皮肤。

3.紫云英翻压时要合理灌水
紫云英翻压后1个月内应做到合理灌水,尽量不排水。翻压紫云英稻田应适当减少氮、钾肥施用量,每1000公斤紫云英鲜草可减少2.5~3.0公斤纯氮(N)。

4.晚稻收割时要合理留茬
晚稻收割采取机械半喂入式收割,留茬高度15~20厘米。

五、技术依托单位

(一)江西省农业技术推广中心

联系地址:江西省南昌市东湖区文教路359号

邮政编码:330046

联系人:何小林

联系电话:0791-88593408,17770866188

电子邮箱:gbk1011@163.com

(二)江西农业大学

联系地址:江西省南昌市经济技术开发区

邮政编码:330045

联 系 人:吴建富

联系电话:13330073346

电子信箱:wjf6711@126.com

(三)江西省红壤及种质资源研究所

联系地址:南昌市高新区高新五路689号

邮政编码:330029

联 系 人:李大明

联系电话:15870029480

电子信箱:lid_2005@126.com


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