《冬闲稻田紫云英高效种植与“一减双升”关键技术》

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紫云英是中国南方稻田化肥有机替代和耕地地力培育的重要绿肥作物。中国南方稻区存在大量冬闲稻田,针对稻田过量施用化肥、地力提升缓慢、稻田冬季闲置等问题,在农业农村部行业专项项目支持下,开展了填闲绿肥作物替代化肥培肥稻田土壤和水稻清洁生产技术研究,历经11年联合攻关,取得以下成果:

1、建立了适宜冬闲稻田紫云英品种评价技术,发明了紫云英种子精选机械,创建了紫云英高效栽培技术体系。以紫云英盛花期与水稻移栽时间间隔20天、盛花期产草量、养分积累量为评价指标,从77份绿肥种质中优选出生育期适中、盛花期产草量适中、氮素高富积、磷钾活化能力强、适合不同生态区和播种方式的紫云英品种7个;发明了去除菌核和杂草种子的紫云英种子处理系统、紫云英种子分选系统和紫云英种子精选装置等装备3套,种子净度可达到95%以上,实现了选种轻简化;筛选出紫云英优势根瘤菌并提出了使用原则;确定了紫云英适宜播期播量,研发了紫云英养分调控、混播增产等技术,形成了《豫南稻田紫云英种植利用技术规程》等技术规程3项。

2、揭示了紫云英培肥土壤的规律和机制,研发了氮肥减量20-40%的紫云英全量还田、紫云英与油菜间作、紫云英与稻草还田轻简化培肥土壤技术。通过在不同区域设置的11个长期定位试验,探明了紫云英翻压较单施化肥土壤有机质、养分提升和有效性提升规律,阐明了土壤团聚体、容重、孔隙度、持水能力变化规律及土壤微生物和土壤酶多样性特征,揭示了紫云英翻压驱动土壤物理、化学和生物指标改善的机制;建立了紫云英全量还田、紫云英与稻草联合还田、紫云英与油菜绿肥混播还田轻简化土壤培肥技术模式,研发了最佳翻压时期、最佳翻压量与化肥配施技术。与单施化肥相比,紫云英还田配施化肥分别增加土壤水溶性碳和微生物生物量碳13.0%~22.8%和19.0%~29.6%,稻田碱解氮提高13.5~21.1%;探明了紫云英还田后土壤Eh、Fe2+和Mn2+变化特征,土壤Eh降低、Fe2+和Mn2+含量及活性增加是水稻僵苗的主要诱因,还原性物质均在腐解15 d时达到高峰,以此指示紫云英还田20d后是水稻适宜移栽期。

3、集成了氮肥减量、土壤地力和水稻产量双提升的“一减双升”紫云英-水稻生产技术体系,评价了冬闲稻田应用“一减双升”技术的生态效益,建立了清洁高效的紫云英-水稻种植制度。研究提出了紫云英适期适量翻压利用、水稻适期移栽关键技术,建立了氮肥减量20%~40%的稻田绿肥化肥一体化养分运筹技术,集成了不同量紫云英配施减量氮肥模式下的“一减双升”技术体系;紫云英还田可抑制氧化亚氮的排放,降低温室气体排放的净全球增温潜势,明确了紫云英-水稻种植制度是清洁高效的种植模式。

项目实施以来,授权发明专利1件、实用新型专利2件,发布地方标准1项,发表论文45篇,其中5篇SCI在JCR3区以上,核心期刊论文34篇,出版专著2部。近3年技术成果在河南、湖北、湖南累计推广应用1501万亩,新增销售额10.96亿元,新增利润总额4.35亿元。

成果说明

1.应用情况 本项目整合产、学、研、推各方面的资源,坚持边研究边应用、试验验证-示范推广相结合,将研发成熟的相关技术及时应用到生产实际。采取的主要推广应用措施包括:(1)通过在试验示范基地开展的大量试验和示范进行直接应用;(2)研究与推广应用紧密结合,以省级技术推广部门为主导,依托各级技术推广部门大范围示范和应用;(3)依托在各地建立的示范基地,通过现场会、培训会提高技术成果的示范带动效应、通过媒体广泛宣传提高公众对项目技术的认知度和种植积极性,扩大技术应用范围;(4)为地方政府建言献策,配合地方政府推

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