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皇家马德里vs维戈塞尔塔视频直播: 一種降低再生稻稻田溫室氣體排放的土壤培肥集成方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201810509170.0

申請日:

20180524

公開號:

CN108738454A

公開日:

20181106

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01B79/02,A01G22/15,A01G22/40,A01G22/22,A01C21/00 主分類號: A01B79/02,A01G22/15,A01G22/40,A01G22/22,A01C21/00
申請人: 華中農業大學
發明人: 李成芳,曹湊貴,蔡明歷,劉天奇,鄧橋江
地址: 430070 湖北省武漢市洪山區獅子山街1號
優先權: CN201810509170A
專利代理機構: 武漢宇晨專利事務所 代理人: 王敏鋒
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201810509170.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種降低再生稻稻田溫室氣體排放的土壤培肥集成方法,步驟是:(1)冬季綠肥種植:在再生稻收割前,以撒播方式套種綠肥,培肥土壤;再生稻收割后,留高茬、秸稈覆蓋;第二年頭季油菜為綠肥翻埋培肥土壤;(2)分段開排水溝:頭季秧苗移栽大田,田間分段開排水溝;(3)肥料管理:在頭季秧苗移栽前施緩釋肥,頭季收割后撒施尿素,緩釋肥養分配比合理,按水稻生長逐步釋放養分,增加成穗數;(4)水分管理:頭季立苗期淺水灌溉,分蘗、拔節、孕穗期與齊穗期干濕交替;(5)頭季秸稈管理:在頭季稻完熟期機械收割、秸稈粉碎覆蓋還田,降低CH4排放和培肥土壤。操作簡單,有效地降低了再生稻稻田溫室氣體排放,提高了稻田土壤肥力。

權利要求書

1.一種降低再生稻稻田溫室氣體排放的土壤培肥集成方法,其步驟是:(1)冬季綠肥種植:在再生稻收割前6-8天,以撒播方式套種綠肥,培肥土壤,再生稻收割后,留高茬、秸稈覆蓋,第二年3月油菜、紫云英、紫花苜蓿為綠肥翻埋培肥土壤;所述的綠肥為油菜,播種量為14-16kg/hm;所述的水稻收割留35-40cm高茬,秸稈粉碎5-7cm均勻覆蓋田面;(2)分段開排水溝:頭季秧苗移栽大田4-6天后,田間分段開排水溝,做到成溝明顯、排灌通暢;所述的采用普航手扶PH-KG開溝機在田間每隔9.5-10.5m開挖排水溝,溝深15~20cm,溝寬20~25cm;(3)肥料管理:在頭季秧苗移栽前施緩釋肥,頭季收割后撒施尿素,緩釋肥養分配比合理,按水稻生長逐步釋放養分,促進再生稻腋芽萌發、增加成穗數,降低NO排放;所述的緩釋肥:包膜材料為有機樹脂包膜,全N、P、K含量分別為18%、8%、16%,在頭季秧苗移栽前1天施用,用機械或人工混入土壤,用量為1010-1020kg/hm;所述的頭季收割后3天內配合灌溉撒施尿素120-150kg/hm;所述的秧苗移栽及田間管理按再生稻大田管理進行;(4)水分管理:頭季立苗期淺水灌溉,分蘗、拔節、孕穗期與齊穗期干濕交替;所述的頭季立苗期,保持1-2cm淺水層,分蘗期,1.5-2.5cm淺水層促進分蘗,達到計劃穗數的70-80%,開始曬田,達到土壤干裂白根外露;拔節、孕穗期,淺水層與自然落干交替;抽穗期,保持1-2cm淺水層;齊穗后至成熟自然落干,田間含水量不低于85%;成熟前10~15d,排水溝通暢,再生季在提苗肥后以干濕交替;(5)頭季秸稈管理:在頭季稻完熟期機械收割、秸稈粉碎5-7cm覆蓋還田,降低CH排放和培肥土壤;所述的機械收割粉碎,秸稈均勻鋪灑于地表,頭季收割后用釘耙農具扒開覆蓋于稻茬上的粉碎秸稈5-7cm。

說明書

技術領域

本發明涉及水稻栽培與耕作領域,更具體涉及一種降低再生稻稻田溫室氣體排放土壤的集成方法,尤其適用于有效的提高再生稻的產量。

背景技術

再生稻是利用第一季水稻收割后稻茬上存活的休眠芽,采取一定的栽培管理措施使之再生蘗、抽穗、成熟與收割的一季水稻。再生稻具有生育期短、日產量高、省工、省種、節水、生產成本低、稻谷品質好與經濟效益等優點,是我國南方稻作區水稻種植的一種重要的耕作制度。然而,由于再生稻是在頭季稻的基礎上培育休眠芽成穗而收獲的一季水稻,頭季和再生季為同一品種,因此持續種植導致再生稻稻田土壤養分失調,主要是土壤磷鉀相對短缺,氮盈余。同時,當前再生稻栽培過程中氮肥施用過量,特別是再生季促芽肥和提苗肥用量大且表施,導致稻田N2O排放量大。此外,傳統的淹水管理使得稻田CH4排放量高,使得再生稻稻田溫室氣體排放多。這些問題限制了我國再生稻的推廣。因此提出降低再生稻溫室氣體排放和培肥稻田土壤的方法,對于改善我國再生稻稻作區土壤質量,平衡土壤養分,實現“藏糧于地、藏糧于技”和保障我國糧食安全起著重要作用。

專利研發組自2015年以來開展了再生稻低碳豐產技術的研究工作。在湖北省潛江廣華農場的研究發現,常規再生稻栽培稻田耕層變淺,犁底層粘重,有效磷、鉀養分不足;同時,由于施氮量過高,且再生季氮肥表施,使得N2O排放量較雙季稻稻田提高了11%~23;同時,雖然再生季生長周期較晚稻段,但相對高的氣溫和淹水管理,導致再生稻稻田CH4排放量較雙季稻稻田提高了15%~26%。因此必須優化再生稻栽培與耕作方法,以降低再生稻稻田溫室氣體排放和提高土壤肥力,從而實現湖北省稻田綠色豐產的生產要求。針對以上問題,申請人于2015-2017年在湖北省潛江廣華農場開展了再生稻低碳豐產與培肥的技術研究,在冬季綠肥種植、肥料管理、水分管理、排水溝開設、頭季秸稈還田等主體技術上獲得了突破,并在2016-2017年在武穴市花橋開展了技術集成示范,進一步推廣該發明的技術措施。

發明內容

基于現有再生稻種植中存在的不足,為了解決稻田土壤肥力失調和溫室氣體排放高等問題,本發明的目的是在于提供了一種降低再生稻稻田溫室氣體排放和培肥土壤的集成方法。該方法操作簡單易行,可有效地降低了再生稻稻田溫室氣體排放,提高了稻田土壤肥力。

為了實現上述目的,本發明采用以下技術措施:

一種降低再生稻稻田溫室氣體排放的土壤培肥集成方法,其包括以下步驟:

(1)冬季綠肥種植:在再生稻收割前6-8天,以撒播方式套種綠肥,培肥土壤;再生稻收割后,留高茬、秸稈覆蓋;第二年頭季3月油菜、紫云英、紫花苜蓿等其中的任一種作為綠肥翻埋培肥土壤。

所述的本步驟中所用綠肥從經濟角度考慮以油菜為主;由于再生稻收割時期氣溫相對較低,為提高油菜出苗率,播種量加大為14-16kg/hm2。

所述的本步驟中水稻收割留35cm-40cm高茬,秸稈粉碎(5-7cm)均勻覆蓋田面,保水保墑,?;び筒擻酌縞?;同時秸稈覆蓋降低了秸稈的厭氧降解,降低了CH4排放,且培肥了土壤。

(2)分段開排水溝:頭季秧苗移栽大田4-6天后,田間分段開排水溝,做到成溝明顯、排灌通暢,以有效消除稻田漬水環境,降低CH4排放。

所述的本步驟中采用普航手扶PH-KG開溝機(山東普航機械有限公司)等輕便型開溝機械在田間每隔9.5-10.5m開挖排水溝,溝深15~20cm,溝寬20~25cm,先開地勢較高區段、后開較低區段。

(3)肥料管理:在頭季秧苗移栽前緩釋肥,頭季收割后撒施尿素?;菏頭恃峙潯群俠?,能按水稻生長需要逐步釋放養分,能顯著促進再生稻腋芽萌發、增加成穗數,且降低N2O排放;同時,頭季一次施用可以減少后期水稻封行后追肥困難效果差等問題,并節省勞動力,節本增效。

所述的本步驟中緩釋肥(以色列Everris公司生產,包膜材料為有機樹脂包膜,全N、P、K含量分別為18%、8%、16%)在頭季秧苗移栽前1天施用,用機械或人工混入土壤,用量為1010-1020kg/hm2。

所述的本步驟中頭季收割后3天內配合灌溉撒施尿素120-150kg/hm2。

所述的本步驟中秧苗移栽及此后相關田間管理(如病蟲草害管理等)按高產再生稻大田管理(徐富賢,熊洪.《雜交中稻蓄留再生稻高產理論與調控途徑》.中國農業科學技術出版社,2016.)進行。

(4)水分管理:頭季立苗期淺水灌溉,分蘗、拔節、孕穗期與齊穗期干濕交替等為主,以消除稻田漬水環境,改善稻田氧化狀況,降低稻田CH4排放。

所述的本步驟中頭季立苗期,保持1-2cm淺水層,促進快速立苗;分蘗期,1.5-2.5cm淺水層促進分蘗,當達到計劃穗數的70%-80%時,開始曬田,達到土壤干裂白根外露為標準;拔節、孕穗期,淺水層與自然落干交替;抽穗期,保持1-2cm淺水層;齊穗后至成熟自然落干、以干為主,保證田間相對含水量不低于85%;成熟前10d~15d,注意排水溝通暢,排水及時;再生季在提苗肥后以干濕交替為主。

(5)頭季秸稈管理:在頭季稻完熟期機械收割、秸稈粉碎(5-7cm)覆蓋還田,降低了CH4排放和培肥土壤。

所述的本步驟中機械(普通)收割粉碎,秸稈均勻鋪灑于地表,降低秸稈的厭氧降解而產生大量的CH4且培肥土壤。同時,為避免稻茬再生芽生長受粉碎稻草覆蓋影響,頭季收割后用釘耙等農具扒開覆蓋于稻茬上的粉碎秸稈(5-7cm)。

本發明通過上述五個步驟的技術措施,針對再生稻稻田土壤肥力失調和溫室氣體排放高等問題,通過冬季綠肥種植、肥料管理、水分管理、排水溝開設、頭季秸稈還田等五個技術的集成達到培肥土壤和降低溫室氣體排放的目的。本發明的關鍵步驟在于第一步冬季綠肥的種植,區別于先前的再生稻栽培,通過再生稻收割前7天撒播套種油菜15kg/hm2,并在第二年3月份翻埋入土壤,實現培肥土壤。本發明的另一個關鍵步驟在于第二步分段開排水溝,區別于先前常規再生稻栽培,在頭季秧苗移栽大田5天后,每隔10m開挖排水溝(溝深15cm~20cm,溝寬20cm~25cm),能有效消除稻田漬水環境,降低CH4排放。本發明第三個關鍵步驟在于第三步肥料施用的頭季緩釋肥施用技術,區別于常規再生稻施肥,緩釋肥在頭季秧苗移栽前1天施用1000kg/hm2,頭季肥料一次施用,與水稻養分吸收相匹配,有效降低N2O排放,頭季收割后3天內配合灌溉撒施尿素120-150kg/hm2;水稻水分管理以淺水灌溉、曬田、干濕交替等為主,在頭季完熟期機械收割時秸稈粉碎覆蓋還田,培肥土壤。

本發明與現有栽培技術相比,具有以下優點和效果:

(1)本發明可以有效地提高稻田土壤無機氮、速效磷、速效鉀含量,增幅分別達62.3%~82.5%、31.8%~44.5%和12.8%~51.3%

(2)本發明可以有效地提高水稻對氮肥的利用,減少了氮肥損失造成的環境污染。

(3)本發明可以有效地降低溫室效應53.4%~61.1%,提高再生稻產量10.9%~29.9%,減少了環境污染。

具體實施方式

以下實施例用于進一步說明本發明,若未特別指明,實施例中使用的的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段,使用的原料均為市售商品。

實施例1:

一種降低再生稻稻田溫室氣體排放的土壤培肥集成方法,其步驟是:

(1)冬季綠肥種植:在再生稻收割前7天,以撒播方式套種油菜或紫云英或紫花苜蓿等其中的任一種,播種量為15kg/hm2。

(2)大田整地、育秧與移栽:按高產再生稻栽培管理(徐富賢,熊洪.《雜交中稻蓄留再生稻高產理論與調控途徑》.中國農業科學技術出版社,2016.)。

(3)分段開排水溝:頭季秧苗移栽大田5天后,利用普航手扶PH-KG開溝機(山東普航機械有限公司)等輕便型開溝機械在田間每隔10m開挖排水溝,溝深15或17或18或20cm,溝寬20或17或19或21或23或25cm,先開地勢較高區段、后開較低區段,做到成溝明顯、排灌通暢,以有效消除稻田漬水環境,降低CH4排放。

(4)肥料管理:在頭季秧苗移栽前1天施以色列Everris公司生產緩釋肥(包膜材料為有機樹脂包膜,全N、P、K含量分別為18%、8%、16%)1000kg/hm2,此后在頭季收割均不再施肥,頭季一次施用能顯著促進再生稻腋芽萌發、增加成穗數,且降低N2O排放;同時,可以減少后期水稻封行后追肥困難效果差等問題,節省勞動力,節本增效。頭季收割后3天內配合灌溉撒施尿素120或130或140或150kg/hm2。

(5)水分管理:頭季立苗期,保持1或2cm淺水層,促進快速立苗;分蘗期,2cm淺水層促進分蘗,當達到計劃穗數的70或75或80%時,開始曬田,達到土壤干裂白根外露為標準;拔節、孕穗期,淺水層與自然落干交替;抽穗期,保持1或2cm淺水層;齊穗后至成熟自然落干、以干為主,保證田間相對含水量不低于85%;成熟前10或13或15d,注意排水溝通暢,排水及時;再生季在提苗肥后以干濕交替為主。

(5)頭季秸稈管理:在頭季稻完熟期機械收割、秸稈粉碎(5-7cm)均勻鋪灑于地表,能有效地降低秸稈的厭氧降解而產生大量的CH4且培肥土壤。同時,為避免稻茬再生芽生長受粉碎稻草覆蓋影響,頭季收割后用釘耙等農具扒開覆蓋于稻茬上的粉碎秸稈。

(6)病蟲草害等其他田間管理:按高產水稻栽培管理。

本發明對冬季綠肥種植、肥料管理、水分管理、排水溝開設、頭季秸稈還田等五個技術的集成,降低了再生稻稻田溫室氣體排放,提高了土壤肥力,增加了再生稻產量,為降低溫室氣體排放和培肥土壤提供了一種栽培與耕作方法。

2015-2017年在湖北省潛江廣華農場開展了再生稻培肥技術集成試驗。試驗各小區采用完全隨機設計,共3個集成模式:常規人工栽培模式(CK),常規機械栽培模式(M)、集成優化栽培模式(Y);其中CK為全程人工種植,包括人工進行插秧、施肥、除草、收割等,且不開溝,施用化學肥料,進行常規水分管理,秸稈不還田,冬季不種植綠肥;M模式全程進行機械作業,包括機械進行插秧、施肥、除草、收割等,且不開溝,施用化學肥料,進行常規水分管理,秸稈不還田,冬季不種植綠肥;Y模式集成了冬季綠肥種植、肥料管理、水分管理、排水溝開設、頭季秸稈還田等五個技術,同時全程進行機械化作業。每個模式4畝,3次重復,小區之間設埂,埂高30cm。在頭季秧苗移栽前1天施以色列Everris公司生產緩釋肥(包膜材料為有機樹脂包膜,全N、P、K含量分別為18%、8%、16%)1000kg/hm2,此后在頭季收割前不再施肥;頭季收割后3天內配合灌溉撒施尿素120-150kg/hm2。水稻品種選擇湖北省常用再生稻品種天兩優616。

經過2年的培肥試驗,在2017年稻季進行了溫室氣體、土壤肥力和產量監測,該項發明顯著減少了CH4和N2O的排放,降低了綜合溫室效應,培肥了土壤,提高了再生稻產量。與常規栽培模式(CK和M)相比,技術優化集成模式(Y)降低了N2O排放17.9%~40.8%、CH4排放55.0%~72.2%和GWP 52.0%~67.5%,提高頭季產量4.8%~13.2%和再生季水稻產量14.3%~21.4%(表1)。同時,研究還指出,與常規栽培模式(CK和M)相比,技術優化集成模式(Y)無機氮、DOC、速效磷、速效鉀含量分別提高了27.2%~34.2%、26.2%~34.5%、37.4%~62.6%、40.9%~48.6%,進一步說明該項發明能有效培肥土壤。

表1不同模式稻田溫室氣體排放和產量的變化

注:處理數值為小區重復平均值±標準差,同一行不同字母表示5%水平差異顯著。

上述具體實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發明,而不用于限制本發明的范圍,在閱讀了本發明之后,本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本發明中(權利要求書和說明書所限定的范圍)。

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一種 降低 再生 稻田 溫室 氣體 排放 土壤 集成 方法
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