黄壤旱地绿肥利用与化肥减施增效综合技术

魏全全, 芶久兰, 秦 松, 张 萌, 陈 龙, 柳玲玲, 顾小凤

(贵州省农业科学院土壤肥料研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站, 贵阳 550006)

绿肥作物可以利用生长过程中产生的全部或部分鲜体,直接或间接翻压到土壤中作肥料,起到部分替代化肥、改良土壤的作用[1];或通过它们与主作物的间套轮作,起到促进主作物生长、改善土壤性状等作用;同时,绿肥具有防止水土流失、增加土壤墒情、固碳减排等重要生态功能,是农业生态系统的重要组成元素[2-5]。相比于传统的粪便、有机肥,绿肥具有便于运输、生长迅速、适应性强、就地种植和施用等优势。黄壤作为贵州喀斯特山区主要的农业土壤类型,面积分别占贵州土壤面积和全国黄壤面积的46.40%和25.3%,分布面积大、质地黏重、比水容量小、养分含量低、酸性较强、易发生水土流失、保水保肥能力相对较差[6]。因此,改良黄壤不良特性,提高黄壤的肥力水平尤为重要[7]。大量研究与实践表明,绿肥的推广和应用是提升黄壤肥力的有效措施。因此本研究制订黄壤旱地绿肥利用与化肥减施增效综合技术模式,以期为贵州绿肥高效利用、化肥减施增效,以及农田土壤培肥提供技术支撑,同时为南方旱地绿肥高效利用与化肥减施技术提供借鉴。

1 技术要点

1.1 绿肥品种选择

以豆科高氮专用绿肥品种为主体,选择适宜旱地种植的豆科、十字花科绿肥,中高海拔区域选择箭筈豌豆[8-9](66-25、S 79-6)、油菜[10](饲油2号、芥菜型油菜)等品种,低海拔区域选择苕子(光叶紫花苕子、兴义苕子)、油菜(饲油2号、芥菜型油菜)等品种。

1.2 绿肥播种技术

1.2.1播种时间

中高海拔区域9月下旬—11月上旬,低海拔区域9—11月下旬。

1.2.2播种方式

冬季休闲田块,采取撒播、条播或穴播;冬季种植作物的田块,条播作物采取条播或穴播,实行间作或套作。密植作物不宜插播绿肥。

1.2.3播种数量

1) 净播净作每667 m2推荐用量,箭筈豌豆6.0～8.0 kg,油菜1.0～1.5 kg,苕子3.0～5.0 kg。播种量根据土壤肥力情况确定,肥力较高的地块,播种量可酌减;肥力较低的地块,播种量可酌增。轮(间、套作)播种量为净作的50%～60%。

2) 混播适宜净作条件,每667 m2推荐用量,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。播种量根据土壤肥力情况确定,肥力较高的地块,播种量可酌减;肥力较低的地块,播种量可酌增。

1.2.4合理施肥

在土壤肥力较高的地块,根据“以磷增氮”的原理,每667 m2施用30～40 kg过磷酸钙或钙镁磷肥作基肥;在土壤肥力较低的地块,根据“以氮促磷”的原理,每667 m2施用30～40 kg过磷酸钙或钙镁磷肥作为基肥,适当施用尿素5.0～6.0 kg作为追肥促进绿肥的生长。肥料的施用方式根据绿肥播种方式进行撒施、条施或穴施。

1.3 绿肥轮(间、套作)技术

冬季绿肥均可与春夏作物进行轮作,绿肥播种时可采用撒播、条播,条播春季可采用绿肥聚垄免耕,也可采用全田翻压,进行春夏作物播种或移栽。绿肥主要轮(间、套作)技术如下:

1.3.1小麦-玉米-绿肥分带种植模式

秋季小麦播种时,实行1.6～1.7 m开厢种植,小麦双行条播,沟宽0.2 m,沟距0.2 m;空行土带绿肥双行条播或挖窝点播,沟宽0.4 m,沟深0.1 m。次年春季,实行绿肥聚垄,把绿肥聚集到绿肥播种沟内,按规定的株行距挖窝移植玉米壮苗;或用80～90 cm宽的地膜覆盖后,根据种植规格破膜播种玉米。次年夏季小麦收获后,在种小麦的位置播种绿肥,绿肥实行开沟种植,沟宽0.4 m,沟深0.1 m。

1.3.2马铃薯-玉米-绿肥分带种植模式

春季马铃薯播种时,采取1.7～1.8 m开厢种植,厢的宽窄主要根据土壤肥力来确定,马铃薯实行双行条播或挖窝点播,播幅0.5 m。预留播种玉米空行,再按规定的株行距挖窝移栽玉米或用80～90 cm宽的薄膜覆盖后,按规格破膜播种玉米。秋季马铃薯收获后,在种马铃薯位置播种绿肥,绿肥实行开沟种植,沟宽0.4 m、沟深0.1 m。次年春季,在种玉米的位置播种马铃薯。绿肥聚垄免耕,把绿肥聚集到绿肥播种沟内,然后播种玉米。

1.4 绿肥还田技术

1.4.1还田时间

最佳时间为生物量最大时期,不宜超过盛花期。净作条件下,具体翻压时间根据下季作物种植(播种或移栽)时间酌情调整;轮(间、套作)条件下,具体翻压时间综合考虑下季作物种植(播种或移栽)时间与轮(间、套作)作物收获时间进行调整。

1.4.2还田数量

中低肥力田块,每667 m2施用1 000～1 500 kg鲜草,全田就地翻压还田;高肥力田块,每667 m2施用800～1 000 kg鲜草,全田就地翻压还田。鲜草产量过高的田块,富余部分绿肥可施用于其他田块,或用作饲草等。

1.4.3还田方式

采用翻压覆盖的还田方式,一般在下季作物种植前7～10 d翻耕。

箭筈豌豆与苕子翻压还田根据实际操作,可以采用新鲜绿肥还田或风干绿肥还田。作物前期需肥较高,茬口适宜的条件下,以风干绿肥还田方式为佳。

1) 新鲜绿肥还田:利用人工或者小型机械旋耕机直接翻压还田,翻压绿肥时,每667 m2配施30～40 kg生石灰或生物炭,加速绿肥腐烂分解。

2) 风干绿肥还田:可以将绿肥收割后,原位晒干或者风干至含水量低于40%。利用人工或者小型机械旋耕机直接翻压还田,翻压绿肥时每667 m2配施20～30 kg生石灰或生物炭加速腐解。

油菜采用新鲜油菜还田为佳,利用人工或者小型机械旋耕机直接翻压还田,翻压绿肥时每667 m2配施20～30 kg生石灰或生物炭加速腐解。

豆科绿肥+秸秆覆盖还田,9月收获作物后,豆科绿肥(箭筈豌豆或苕子)于行间撒播或行播,然后将作物秸秆覆盖于绿肥种子上保湿。待来年4～5月,可采用上述新鲜绿肥或者风干绿肥还田方式进行还田。

1.5 化肥减施技术

1.5.1豆科绿肥翻压还田化肥减施技术

绿肥翻压后,移栽作物,密度适中,氮肥施用量应适当减少20%～25%,作物生长过程中其他田间生产管理均采用当地农业技术推广部门推荐的技术。高肥力地块,单季磷肥施用量可同时减少10%～15%。

1.5.2混播绿肥(豆科绿肥+十字花科绿肥)翻压还田化肥减施技术

绿肥翻压后,移栽作物,密度适中,氮肥施用量应适当减少15%～20%,作物生长过程中其他田间生产管理均采用当地农业技术推广部门推荐的技术。高肥力地块,单季磷肥施用量可同时减少10%～15%。

1.5.3十字花科绿肥翻压还田化肥减施技术

绿肥翻压后,移栽作物,密度适中,氮肥施用量应适当减少10%～15%,作物生长过程中其他田间生产管理均采用当地农业技术推广部门推荐的技术。高肥力地块,单季钾肥施用量可同时减少10%～15%。

1.6 高氮绿肥66-25箭筈豌豆留种技术

高氮绿肥箭筈豌豆留种,采用稀播的方法,播种量3～4 kg/667 m2。具体留种方式有以下2种:

1.6.1拉绳留种

采用净作稀播留种的方式进行留种,在田块两端定桩,采用拉绳作支撑,使绿肥攀爬在拉绳上,防止其生长过程中枝叶着地影响产量。

1.6.2混播留种

采用混播支架留种的方式进行留种,在播种绿肥时混播少量油菜或小麦,绿肥成熟期作为绿肥结荚时的支架作物。

2 适用区域

黄壤属典型的地带性土壤,是中国南方山区的主要土壤类型之一。黄壤耕地是南方山区主要的农业耕地类型,是水稻、玉米、小麦、油菜、蔬菜等主要粮油、蔬菜作物的生产基地。黄壤旱耕地具有相似的土壤特性,绿肥生产具有共同的生态基础,绿肥种植与还田技术具有较大的相似性,本技术模式具有较强的广适性与通用性。

黄壤面积2 324.73万hm2,耕地黄壤主要集中分布在贵州(47.77%)、云南(17.28%)、四川(14.19%)、重庆(11.16%),占全国耕地黄壤面积的90.40%。西南区的耕地黄壤主要分布在黔桂高原山地林农牧区(37.94%)和渝鄂湘黔边境山地林农牧区(25.12%),其次是川滇高原山地林农牧区(13.01%)和四川盆地农林区(9.60%);华南区的耕地黄壤主要分布在滇南农林区(6.65%);长江中下游区的耕地黄壤主要分布在南岭丘陵山地林农区(1.88%)、江南丘陵山地农林区(1.26%)。黄壤旱耕地分布地理范围广,农业生产特点各异,本技术模式应根据绿肥还田输入的养分数量、作物种类以及生态条件作出相应调整。