研制稻田培肥替代品建高效施用技術(shù)模式

□中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所 張麗莉 武志杰

研制稻田培肥替代品建高效施用技術(shù)模式

□中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所 張麗莉 武志杰

為確保我國糧食安全、提升可持續(xù)發(fā)展能力、推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，2016年科技部啟動(dòng)了“糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所成功申請(qǐng)了該專項(xiàng)的“稻作區(qū)土壤培肥與豐產(chǎn)增效耕作技術(shù)”項(xiàng)目中的“稻田培肥替代品研制及施用關(guān)鍵技術(shù)”課題。該課題針對(duì)我國稻作區(qū)農(nóng)田土壤生態(tài)功能下降、養(yǎng)分供應(yīng)不均、秸稈還田分解難等問題，研發(fā)適合主要稻作區(qū)土壤類型的中低溫秸稈快速腐熟劑、生物有機(jī)共發(fā)酵培肥產(chǎn)品、稻田生物炭基產(chǎn)品、螯合型營養(yǎng)均衡培肥產(chǎn)品、碳氮耦合型生物化學(xué)調(diào)控產(chǎn)品等綠色替代產(chǎn)品與技術(shù)。明確不同替代品對(duì)土壤肥力的提升效應(yīng)及作物產(chǎn)量效應(yīng)，建立高效施用技術(shù)模式。主要研究內(nèi)容為：

一是綠色替代品的關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)品研發(fā)。針對(duì)稻秸全量還田分解難的問題，進(jìn)行高效稻秸快速腐熟菌劑的菌株篩選、培育技術(shù)研究；秸稈腐熟菌劑組成菌種保護(hù)劑的添加類別和數(shù)量研究；稻秸生物炭基產(chǎn)品的研制開發(fā)。針對(duì)稻田土壤氮磷鉀養(yǎng)分供應(yīng)不均及不足的問題，利用有機(jī)-無機(jī)配伍技術(shù)、養(yǎng)分螯合技術(shù)、熔體塔式制肥技術(shù)創(chuàng)制不同配比和規(guī)格的螯合型營養(yǎng)均衡培肥產(chǎn)品和水稻專用配方培肥產(chǎn)品。針對(duì)稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量急劇下降的問題，開展氮磷鉀提增微生物菌株篩選、培育，促生高效土壤微生物以及水稻內(nèi)生菌分離、篩選、培育技術(shù)攻關(guān)，研制新一代生物有機(jī)共發(fā)酵型培肥系列產(chǎn)品；針對(duì)稻田氮素利用率低、氮素?fù)]發(fā)損失和硝酸鹽淋失問題，進(jìn)行碳氮耦合型生物化學(xué)調(diào)控技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品的開發(fā)。

二是稻田綠色培肥替代品培肥技術(shù)與機(jī)理研究。以北方一季稻田、水旱輪作稻田、雙季稻田等為研究對(duì)象，研究不同綠色替代品培肥技術(shù)，探討秸稈腐解過程及調(diào)控途徑，研究多功能根際促生菌在固氮、解磷、解鉀及抗病抗逆上的作用機(jī)制，研究炭基產(chǎn)品對(duì)養(yǎng)分的固持和調(diào)節(jié)，氮素轉(zhuǎn)化酶學(xué)調(diào)控培肥技術(shù)。探討不同稻作系統(tǒng)中，生物-有機(jī)-無機(jī)培肥產(chǎn)品對(duì)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和分配、化肥養(yǎng)分利用率提升的影響機(jī)制，提出綠色替代品篩選優(yōu)化→培育稻田地力→高效施用技術(shù)模式。

三是稻田綠色替代品的高效施用技術(shù)與模式。針對(duì)稻田人工施肥用工量大、效率不高、施肥不勻以及綠色替代品施肥技術(shù)缺乏等問題，研究水稻側(cè)深一次性施用綠色替代品技術(shù)，秸稈腐熟劑、生物有機(jī)肥機(jī)械化側(cè)深施肥技術(shù)，建立綠色替代品高效施用技術(shù)模式。

通過本課題的實(shí)施，將解決的關(guān)鍵問題是從土壤活性有機(jī)質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量,養(yǎng)分固持與礦化,作物對(duì)養(yǎng)分吸收利用率角度，解析生物-有機(jī)-無機(jī)培肥產(chǎn)品對(duì)碳氮耦合轉(zhuǎn)化和地力提升的作用機(jī)制；初步解決稻秸中木質(zhì)素和硅化物難降解的問題,闡明外源氮素的酶學(xué)調(diào)控機(jī)制，解決酶學(xué)調(diào)控產(chǎn)品研發(fā)過程中的抑制劑添加技術(shù)。該課題通過快速培肥綠色替代品的施用，實(shí)現(xiàn)秸稈快速腐解，培肥地力，調(diào)控氮素在土壤中水解、硝化-反硝化作用，使外源營養(yǎng)與作物需求同步釋放，改善土壤有機(jī)碳分布、土壤微生態(tài)功能，進(jìn)而有效提升土壤肥力、減少化學(xué)品投入、減少溫室氣體排放，提高水稻產(chǎn)量。