黃壤旱地綠肥利用與化肥減施增效綜合技術

魏全全, 芶久蘭, 秦 松, 張 萌, 陳 龍, 柳玲玲, 顧小鳳

(貴州省農業科學院土壤肥料研究所/農業部貴州耕地保育與農業環境科學觀測實驗站, 貴陽 550006)

綠肥作物可以利用生長過程中產生的全部或部分鮮體,直接或間接翻壓到土壤中作肥料,起到部分替代化肥、改良土壤的作用[1];或通過它們與主作物的間套輪作,起到促進主作物生長、改善土壤性狀等作用;同時,綠肥具有防止水土流失、增加土壤墑情、固碳減排等重要生態功能,是農業生態系統的重要組成元素[2-5]。相比于傳統的糞便、有機肥,綠肥具有便于運輸、生長迅速、適應性強、就地種植和施用等優勢。黃壤作為貴州喀斯特山區主要的農業土壤類型,面積分別占貴州土壤面積和全國黃壤面積的46.40%和25.3%,分布面積大、質地黏重、比水容量小、養分含量低、酸性較強、易發生水土流失、保水保肥能力相對較差[6]。因此,改良黃壤不良特性,提高黃壤的肥力水平尤為重要[7]。大量研究與實踐表明,綠肥的推廣和應用是提升黃壤肥力的有效措施。因此本研究制訂黃壤旱地綠肥利用與化肥減施增效綜合技術模式,以期為貴州綠肥高效利用、化肥減施增效,以及農田土壤培肥提供技術支撐,同時為南方旱地綠肥高效利用與化肥減施技術提供借鑒。

1 技術要點

1.1 綠肥品種選擇

以豆科高氮專用綠肥品種為主體,選擇適宜旱地種植的豆科、十字花科綠肥,中高海拔區域選擇箭筈豌豆[8-9](66-25、S 79-6)、油菜[10](飼油2號、芥菜型油菜)等品種,低海拔區域選擇苕子(光葉紫花苕子、興義苕子)、油菜(飼油2號、芥菜型油菜)等品種。

1.2 綠肥播種技術

1.2.1播種時間

中高海拔區域9月下旬—11月上旬,低海拔區域9—11月下旬。

1.2.2播種方式

冬季休閑田塊,采取撒播、條播或穴播;冬季種植作物的田塊,條播作物采取條播或穴播,實行間作或套作。密植作物不宜插播綠肥。

1.2.3播種數量

1) 凈播凈作每667 m2推薦用量,箭筈豌豆6.0～8.0 kg,油菜1.0～1.5 kg,苕子3.0～5.0 kg。播種量根據土壤肥力情況確定,肥力較高的地塊,播種量可酌減;肥力較低的地塊,播種量可酌增。輪(間、套作)播種量為凈作的50%～60%。

2) 混播適宜凈作條件,每667 m2推薦用量,箭筈豌豆4.0～6.0 kg+油菜0.3～0.5 kg,苕子2.0～4.0 kg+油菜0.3～0.5 kg。播種量根據土壤肥力情況確定,肥力較高的地塊,播種量可酌減;肥力較低的地塊,播種量可酌增。

1.2.4合理施肥

在土壤肥力較高的地塊,根據“以磷增氮”的原理,每667 m2施用30～40 kg過磷酸鈣或鈣鎂磷肥作基肥;在土壤肥力較低的地塊,根據“以氮促磷”的原理,每667 m2施用30～40 kg過磷酸鈣或鈣鎂磷肥作為基肥,適當施用尿素5.0～6.0 kg作為追肥促進綠肥的生長。肥料的施用方式根據綠肥播種方式進行撒施、條施或穴施。

1.3 綠肥輪(間、套作)技術

冬季綠肥均可與春夏作物進行輪作,綠肥播種時可采用撒播、條播,條播春季可采用綠肥聚壟免耕,也可采用全田翻壓,進行春夏作物播種或移栽。綠肥主要輪(間、套作)技術如下:

1.3.1小麥-玉米-綠肥分帶種植模式

秋季小麥播種時,實行1.6～1.7 m開廂種植,小麥雙行條播,溝寬0.2 m,溝距0.2 m;空行土帶綠肥雙行條播或挖窩點播,溝寬0.4 m,溝深0.1 m。次年春季,實行綠肥聚壟,把綠肥聚集到綠肥播種溝內,按規定的株行距挖窩移植玉米壯苗;或用80～90 cm寬的地膜覆蓋后,根據種植規格破膜播種玉米。次年夏季小麥收獲后,在種小麥的位置播種綠肥,綠肥實行開溝種植,溝寬0.4 m,溝深0.1 m。

1.3.2馬鈴薯-玉米-綠肥分帶種植模式

春季馬鈴薯播種時,采取1.7～1.8 m開廂種植,廂的寬窄主要根據土壤肥力來確定,馬鈴薯實行雙行條播或挖窩點播,播幅0.5 m。預留播種玉米空行,再按規定的株行距挖窩移栽玉米或用80～90 cm寬的薄膜覆蓋后,按規格破膜播種玉米。秋季馬鈴薯收獲后,在種馬鈴薯位置播種綠肥,綠肥實行開溝種植,溝寬0.4 m、溝深0.1 m。次年春季,在種玉米的位置播種馬鈴薯。綠肥聚壟免耕,把綠肥聚集到綠肥播種溝內,然后播種玉米。

1.4 綠肥還田技術

1.4.1還田時間

最佳時間為生物量最大時期,不宜超過盛花期。凈作條件下,具體翻壓時間根據下季作物種植(播種或移栽)時間酌情調整;輪(間、套作)條件下,具體翻壓時間綜合考慮下季作物種植(播種或移栽)時間與輪(間、套作)作物收獲時間進行調整。

1.4.2還田數量

中低肥力田塊,每667 m2施用1 000～1 500 kg鮮草,全田就地翻壓還田;高肥力田塊,每667 m2施用800～1 000 kg鮮草,全田就地翻壓還田。鮮草產量過高的田塊,富余部分綠肥可施用于其他田塊,或用作飼草等。

1.4.3還田方式

采用翻壓覆蓋的還田方式,一般在下季作物種植前7～10 d翻耕。

箭筈豌豆與苕子翻壓還田根據實際操作,可以采用新鮮綠肥還田或風干綠肥還田。作物前期需肥較高,茬口適宜的條件下,以風干綠肥還田方式為佳。

1) 新鮮綠肥還田:利用人工或者小型機械旋耕機直接翻壓還田,翻壓綠肥時,每667 m2配施30～40 kg生石灰或生物炭,加速綠肥腐爛分解。

2) 風干綠肥還田:可以將綠肥收割后,原位曬干或者風干至含水量低于40%。利用人工或者小型機械旋耕機直接翻壓還田,翻壓綠肥時每667 m2配施20～30 kg生石灰或生物炭加速腐解。

油菜采用新鮮油菜還田為佳,利用人工或者小型機械旋耕機直接翻壓還田,翻壓綠肥時每667 m2配施20～30 kg生石灰或生物炭加速腐解。

豆科綠肥+秸稈覆蓋還田,9月收獲作物后,豆科綠肥(箭筈豌豆或苕子)于行間撒播或行播,然后將作物秸稈覆蓋于綠肥種子上保濕。待來年4～5月,可采用上述新鮮綠肥或者風干綠肥還田方式進行還田。

1.5 化肥減施技術

1.5.1豆科綠肥翻壓還田化肥減施技術

綠肥翻壓后,移栽作物,密度適中,氮肥施用量應適當減少20%～25%,作物生長過程中其他田間生產管理均采用當地農業技術推廣部門推薦的技術。高肥力地塊,單季磷肥施用量可同時減少10%～15%。

1.5.2混播綠肥(豆科綠肥+十字花科綠肥)翻壓還田化肥減施技術

綠肥翻壓后,移栽作物,密度適中,氮肥施用量應適當減少15%～20%,作物生長過程中其他田間生產管理均采用當地農業技術推廣部門推薦的技術。高肥力地塊,單季磷肥施用量可同時減少10%～15%。

1.5.3十字花科綠肥翻壓還田化肥減施技術

綠肥翻壓后,移栽作物,密度適中,氮肥施用量應適當減少10%～15%,作物生長過程中其他田間生產管理均采用當地農業技術推廣部門推薦的技術。高肥力地塊,單季鉀肥施用量可同時減少10%～15%。

1.6 高氮綠肥66-25箭筈豌豆留種技術

高氮綠肥箭筈豌豆留種,采用稀播的方法,播種量3～4 kg/667 m2。具體留種方式有以下2種:

1.6.1拉繩留種

采用凈作稀播留種的方式進行留種,在田塊兩端定樁,采用拉繩作支撐,使綠肥攀爬在拉繩上,防止其生長過程中枝葉著地影響產量。

1.6.2混播留種

采用混播支架留種的方式進行留種,在播種綠肥時混播少量油菜或小麥,綠肥成熟期作為綠肥結莢時的支架作物。

2 適用區域

黃壤屬典型的地帶性土壤,是中國南方山區的主要土壤類型之一。黃壤耕地是南方山區主要的農業耕地類型,是水稻、玉米、小麥、油菜、蔬菜等主要糧油、蔬菜作物的生產基地。黃壤旱耕地具有相似的土壤特性,綠肥生產具有共同的生態基礎,綠肥種植與還田技術具有較大的相似性,本技術模式具有較強的廣適性與通用性。

黃壤面積2 324.73萬hm2,耕地黃壤主要集中分布在貴州(47.77%)、云南(17.28%)、四川(14.19%)、重慶(11.16%),占全國耕地黃壤面積的90.40%。西南區的耕地黃壤主要分布在黔桂高原山地林農牧區(37.94%)和渝鄂湘黔邊境山地林農牧區(25.12%),其次是川滇高原山地林農牧區(13.01%)和四川盆地農林區(9.60%);華南區的耕地黃壤主要分布在滇南農林區(6.65%);長江中下游區的耕地黃壤主要分布在南嶺丘陵山地林農區(1.88%)、江南丘陵山地農林區(1.26%)。黃壤旱耕地分布地理范圍廣,農業生產特點各異,本技術模式應根據綠肥還田輸入的養分數量、作物種類以及生態條件作出相應調整。