李长山 于立宏 刘顺国 姜娟 王颖 陶姝宇
高效控量施肥技术是指以确保作物高产稳产为目的,将脲甲醛、氮素包衣等高效缓控释肥料、炭基肥料与先进的施肥技术有机结合,在提高化肥利用效率的同时增产增效、省工省时、改良土壤和减轻环境污染,本项目于2013年立项为中央财政农业科技推广示范项目,在辽宁省14个市的24个项目县玉米、水稻、花生上开展技术推广与示范。
一、项目立项背景
辽宁省是国家13个粮食主产省之一,是全国重要的商品粮生产基地。近年来,随着国家和省政府对农业的重视,辽宁省粮食产量逐年递增并创历史新高。粮食增产的同时,与之相应的肥料投入量也在逐年攀升,2012年全省肥料总投入达到428万吨,10年内增加了100万吨,粮食生产对肥料的依赖越来越大。由于肥料利用率较低,肥料投入在保障粮食安全的同时,也给资源、环境和农民收入等带来负面影响。作为肥料消费大省,科学施肥的重要性日益凸显,从2005年起辽宁省启动实施了测土配方施肥补贴项目,使科学施肥水平得到全面提升,提高了肥料利用率。然而,当前农业生产中仍然存在难以解决的问题:一是肥料利用率依然较低,由于农民的科学施肥知识掌握有限,自主选肥、购肥、配肥和施肥的科学性难以把握,施肥比例和方法不尽科学合理所致。据最近农业部公布数据,目前全国肥料平均利用率仅为33%,落后发达国家20个百分点。二是耕地土壤肥力不高,辽宁省中低产田约占现有耕地的2/3,有机肥使用量逐年减少,特别是大田作物基本不施有机肥,耕地质量出现了不同程度的下降。三是当代先进的施肥技术应用少,各种农业生产要素均绷得很紧,而已有先进的肥料产品及其配套生产技术用得较少,直接影响到全省现代农业的发展。
1948年,美国合成了世界上第一批缓释脲醛肥料,从此缓控释肥开始在全球普及。我国的缓控释肥的研制已有30余年,到目前为止已陆续研制成功了树脂包衣、硫包衣、脲醛类、生化抑制剂稳定性肥料等缓控释肥,并实现了产业化,特别是近5年来缓控释肥料研发、生产和应用速度加快。据统计,2010~2011年,全世界缓控释掺混肥生产总量466万吨,其中1/3以上由中国生产。缓控释肥料具有以下优点:一是提高化肥利用率,提高作物产量。由于缓控释肥具有缓释作用,可以减少化肥的气态和淋洗损失,提高化肥的利用效率。同时,缓控释专用肥肥效持久,可确保作物高产稳产。调查数据显示,缓控释肥在等产量条件下节肥15%~20%,提高肥料利用率10%~15%,同肥量可增产10%~15%,最高达40%。二是减少施肥次数,节省劳力。现代农业生产日趋简化,农作物一次性施肥已相当普遍。目前市场上销售的一次性肥基本上为速效高氮型复合肥,存在苗期旺长或后期脱肥的风险。而缓控释肥有效地解决了这一问题,当季肥效期达到110天以上,一次性施肥(或减少追肥次数)即可满足农作物整个生长季的需求。三是可以减轻农作物病害和改善农产品品质。施用缓控释肥可以防止农作物对氮素的过量吸收,从而起到抑制病害和改善品质的作用。
近几年来,缓控释肥料的推广得到了国家的高度重视,2009年《缓释肥料》国家标准正式实施,2011年被列入“十二五”国家科技支撑计划、农业主推技术、优先发展产业等,2012年中央一号文件首次提到“启动高效缓释肥料使用试点”,2008年缓控释肥料率先在黑龙江、河北、河南、山东和安徽5省进行示范推广。目前,我国生产的缓控释肥料90%在国内消费,但辽宁省应用的却很少,推广应用严重滞后。
炭基肥料是辽宁金和福农业发展有限公司生产的环保型肥料产品,2012年该公司与沈阳农业大学陈温福院士的技术研发团队合作,以农林废弃物为主要原料,经过低温厌氧炭化处理和特殊工艺加工而成,其炭化技术在国内外尚属首创。主要产品有炭基玉米、花生专用肥和炭基有机肥,具有改良土壤、延长肥效、增产和节肥等作用。
辽宁省玉米、水稻、花生面积合计4660万亩,占全省农作物总播种面积的74.1%,是全省播种面积最大的3种作物。而本项目将脲甲醛、氮素包衣等高效缓控释肥料、炭基肥料与先进的施肥技术有机结合,形成高效控量施肥新技术模式,在玉米、水稻、花生上选择重点地区开展示范推广工作。项目实施后,将大大提高技术推广速度,在提高肥料利用率、增产增效、省工省时、改良土壤和减轻环境污染等方面发挥巨大作用,技术推广前景十分广阔。
二、项目主要技术内容
2014年,省财政投入资金500万元,在全省14个市的24个项目县的玉米、水稻、花生上开展高效控量施肥新技术推广项目。总示范面积6.1万亩,其中玉米3万亩、水稻1.72万亩、花生1.38万亩。具体内容如下。
1.开展缓控释复(掺)混肥与玉米一次施肥技术示范推广 以脲甲醛复混肥(26-12-10)、缓控释BB肥为主要产品,在全省主要玉米产区推广应用减量施肥和一次性施肥技术模式推广。施用技术要点如下:脲甲醛缓控释复混肥要求缓释氮含量≥7%,根据土壤肥力状况采用一次性底肥和种肥+底肥施肥方式。高肥力和保水保肥能力强的土壤采用底肥一次施肥技术,总施肥量比常规肥料施肥减少8%~10%,即减量施肥,每亩施用脲甲醛复混肥45~50公斤,在播种时施入10~15厘米土壤,机械或人工条施种下或侧深施于种旁10厘米左右。中等肥力水平土壤,或质地砂壤质-轻壤质土壤采用种肥+底肥施肥方式,种肥可以采用磷酸二铵或专用种肥每亩用量5公斤左右,机械或人工施于种下或侧面4~5厘米,底肥比常规施肥减少10%用量,每亩40~45公斤,播种时施入10~15厘米土壤,机械或人工条施种下或侧深施于种旁10厘米左右。种肥和底肥分层一次施入土壤。一般情况下免追肥,如遇特殊土壤或气候等因素造成玉米脱肥现象,可在大喇叭口期适量追施氮肥。缓控释BB肥参考脲甲醛复混肥施肥量和施用方法。
2.开展炭基缓释肥料与土壤改良培肥技术示范推广重点推广炭基缓释玉米专用肥料,在主要玉米产区开展中低产田改良与施肥技术,在高产区推广高产高效施肥技术。主要技术要点如下:炭基玉米专用肥(26-6-8)施用技术,根据土壤肥力和质地等情况采用2种方式,①在中低产田采用种肥+底肥一次施肥,每亩推荐用量50公斤,播种时机械施于种下10~15厘米,建议种肥用磷酸二铵或玉米专用种肥每亩5公斤左右,播种时施于种下或侧面5厘米;一般免追肥。②在高产土壤采用底肥一次施入,每亩用量50~60公斤,播种时机械施于种下10~15厘米,免追肥,或根据大喇叭口期作物长势适量追施氮肥。
3.开展水稻控量简化施肥技术示范推广以缓控释肥料与常规肥料配合做基肥一次施用技术为基础,在水稻生育期内根据作物长势及时调控氮、钾肥施用量,以减少追肥次数为前提,开展简化施肥技术推广和应用。主要技术要点如下:用脲甲醛复混肥(26-12-10)或树脂包膜尿素(含氮42%~44%)加速效氮磷钾化肥做基肥施用,分蘖期不追肥,在抽穗期追施少量速效氮钾肥,总施肥量减少8%~10%。脲甲醛复混肥每亩用量40~45公斤,追肥每亩用尿素5~7.5公斤、氯化钾5公斤。高产区可以适量追施分蘖肥,每亩7.5~10公斤硫酸铵或碳酸铵。
4.开展花生测土配方施肥与地力培育综合配套技术示范推广重点推广炭基缓释肥料花生专用肥料,配合土壤改良剂、抗重茬剂等综合技术,以测土配方施肥技术为基础,以提高花生产量和改良土壤为目的,开展综合配套施肥技术推广和应用。主要技术要点如下:炭基花生专用肥(8-10-14)等含生物炭25%,还有中微量元素。推荐用量:作基肥每亩用量40~50公斤,施肥量和养分比例根据花生产量和土壤状况确定,播种时机械施于种下10~15厘米,免追肥。在肥力较低的地块建议另施种肥,可以选用磷酸二铵,每亩用量5公斤。注意该专用肥不能做种肥施用。在风沙干旱连作的花生产区,炭基花生专用肥可以配合施用以生物炭为核心的土壤改良剂,每亩用量50公斤。
5.开展包膜控释肥料与控氮施肥技术专项试验研究以硫包膜尿素、树脂包膜尿素等包膜肥料为主,配合常规速效氮磷钾化肥,在项目区开展不同地区、不同土壤、不同作物减氮、控磷、稳钾增中微量元素系列施肥技术模式研究。
三、项目预期效益
项目在全省实施后,示范区的玉米、水稻、花生平均增产5%以上,减少肥料用量8%以上,肥料利用率提高4个百分点以上。同时改善和提高土壤肥力,减少面源污染,降低劳动强度,提高劳动生产率。