繆桂紅 高建國 趙 丹 張居翠 魏景輝 (江蘇省南通市如東縣土肥站 226400)
陳月坤 (江蘇省南通市如東縣經濟開發區 226409)
宋云霞 (江蘇省南通市如東縣曹埠鎮農業服務中心 226402)
潘小莉 (江蘇省南通市如東縣河口鎮農業服務中心 226406)
陳亞然 (江蘇省南通市如東縣洋口鎮農業服務中心 226407)
為加快推進農業廢棄物資源化、肥料化利用,提高土壤有機質含量,提升耕地地力,提高農產品的質量和品質,促進生態農業可持續發展,江蘇省南通市如東縣從2010年開始實施商品有機肥應用補貼項目。為探索商品有機肥替代部分化肥技術的可行性,達到如東縣化肥零增長的目標,筆者擬在如東縣進行商品有機肥替代部分化肥的用量試驗和示范對比試驗,同時跟蹤監測耕地地力變化情況,以期研究與完善江蘇沿海地區商品有機肥替代部分化肥技術。現將相關技術研究結果報道如下。
自2010年開始,如東縣開始實施商品有機肥應用補貼項目。2010、2011年國家補貼商品有機肥2 250元/t,共推廣施用商品有機肥7 000 t,施用面積達1 867 hm2。2010—2012年共補貼施用商品有機肥的土地面積達2 391 hm2。
2016年如東縣申報并獲批于2017年實施 “2016年耕地質量提升綜合示范區建設——商品有機肥補貼項目”,全縣建立2個示范區:一是沿海帶示范區,包括大豫鎮、江蘇南通外向型農業綜合開發區、如東經濟開發區和栟茶鎮;二是如泰河邊示范區,包括曹埠鎮、馬塘鎮、新店鎮和雙甸鎮。在這2個示范區內,對146戶種植大戶的524 hm2田塊實施了商品有機肥補貼,全額補貼商品有機肥3 143.86 t,其中水稻基肥推廣施用商品有機肥6 t/hm2。
商品有機肥替代部分化肥用量試驗與示范對比試驗的田間化肥施用量,均根據如東縣當年測土配方施肥建議卡要求實施。
2.1.1 水稻生產上的商品有機肥用量試驗
2012年在河口鎮水稻生產上實施商品有機肥(作基肥)用量試驗,共設5個基肥施用商品有機肥處理,商品有機肥用量分別為0、2.25、4.5、9、18 t/hm2,水稻產量分別為9.525、10.575、10.800、10.050、9.750 t/hm2。后4個基肥施用商品有機肥處理比基肥不施商品有機肥處理的水稻產量分別增加11.02%、13.39%、5.51%、2.36%。商品有機肥(作基肥)用量與水稻產量間的關系式為y=-0.008 9x2+0.146 3x+9.919 6,R2=0.416 8,表明商品有機肥(作基肥)用量與水稻產量間有一定的相關性,且當商品有機肥(作基肥)用量達8.219 1 t/hm2時,水稻產量為最高。
2.1.2 小麥生產上的商品有機肥用量試驗
2013—2014年在河口鎮小麥生產上實施商品有機肥(作基肥)用量試驗,共設5個基肥施用商品有機肥處理,商品有機肥用量分別為0、2.25、4.5、9、18 t/hm2,小麥產量分別為6.825、6.870、6.930、6.750、6.075 t/hm2。后4個基肥施用商品有機肥處理比基肥不施商品有機肥處理的小麥產量分別增加0.66%、1.54%、-1.10%、-10.99%。商品有機肥(作基肥)用量與小麥產量間的關系式為y=-0.004x2+0.029 8x+6.834,R2=0.994 2,表明商品有機肥(作基肥)用量與小麥產量間有極顯著的相關性,且當商品有機肥(作基肥)用量達3.725 t/hm2時,小麥產量為最高。
2.1.3 棉花生產上的商品有機肥用量試驗
2012年在洋口鎮棉花生產上實施商品有機肥(作基肥)用量試驗,共設4個基肥施用商品有機肥處理,商品有機肥用量分別為0、2.25、4.5、6.75 t/hm2,棉花皮棉產量分別為1.283、1.284、1.319、1.331 t/hm2(因2012年6月底至7月中旬連續陰雨,導致棉花生長前期生長量不足,加之棉花種植密度偏低,棉花皮棉產量比常年低約30%)。后3個基肥施用商品有機肥處理比基肥不施商品有機肥處理的棉花皮棉產量分別增加0.08%、2.81%、3.74%。商品有機肥(作基肥)用量與棉花皮棉產量間的關系式為y=0.000 5x2+0.004 3x+1.280 2,R2=0.909 5,表明商品有機肥(作基肥)用量與棉花皮棉產量間有極顯著的相關性,且隨著商品有機肥施用量的增加,棉花皮棉產量相應增加,但沒有找到最佳的商品有機肥(作基肥)用量。
2013年在洋口鎮棉花生產上實施商品有機肥(作基肥)用量試驗,共設5個基肥施用商品有機肥處理,商品有機肥用量分別為0、2.25、4.5、9、18 t/hm2,棉花皮棉產量分別為1.889、1.838、1.776、2.255、1.895 t/hm2。后4個基肥施用商品有機肥處理比基肥不施商品有機肥處理的棉花皮棉產量分別增加-2.70%、-5.98%、19.38%、0.32%。商品有機肥(作基肥)用量與棉花皮棉產量間的關系式為y=-0.002 8x2+0.058 5x+1.775 6,R2= 0.350 8,表明商品有機肥(作基肥)用量與棉花皮棉產量間有一定的相關性,且當商品有機肥(作基肥)用量達10.45 t/hm2時,棉花皮棉產量為最高。
2.2.1 水稻生產上基肥施用商品有機肥示范對比試驗
在大豫鎮、栟茶鎮、馬塘鎮、新店鎮、雙甸鎮、如東經濟開發區等5個示范鎮(區)進行了水稻生產上基肥施用商品有機肥示范對比試驗,對水稻基肥施用商品有機肥6 t/hm2+化肥和不施用商品有機肥僅施用化肥兩個處理的產量進行對比。結果表明,基肥施用商品有機肥的17塊水稻田的平均產量為10.25 t/hm2,不施商品有機肥的17塊水稻田的平均產量為9.54 t/hm2,基肥施用商品有機肥處理比基肥不施商品有機肥處理平均增產0.71 t/hm2,增產率為7.74%,差異達顯著水平。
2.2.2 水稻生產上穗肥施用商品有機肥示范對比試驗
在馬塘鎮進行了水稻生產上拔節孕穗肥施用商品有機肥替代部分化肥的示范對比試驗,共設3個處理:(1)拔節孕穗肥施用商品有機肥3 t/hm2加尿素225 kg/hm2,(2)拔節孕穗肥施用商品有機肥3 t/hm2加尿素112.5 kg/hm2,(3)拔節孕穗肥僅施用尿素225 kg/hm2。試驗結果表明,處理(1)的水稻產量為9.92 t/hm2,比處理(3)增產1.38t/hm2,增產率為16.16%;處理(2)的水稻產量為10.14 t/hm2,比處理(3)增產1.60 t/hm2,增產率為18.74%。
2.2.3 西蘭花生產上施用商品有機肥示范對比試驗
在南通市外向型農業綜合開發區進行了西蘭花生產上施用商品有機肥示范對比試驗,共設3個處理:(1)基肥施用商品有機肥2.25 t/hm2、追肥施用商品有機肥1.5 t/hm2,(2)基肥施用商品有機肥2.25 t/hm2、追肥施用尿素600 kg/hm2,(3)基肥施用45%硫基復合肥1.05 t/hm2、追肥施用尿素600 kg/hm2。試驗結果表明,處理(1)的西蘭花產量為17.325 t/hm2,比處理(3)減產1.65 t/hm2,減產率為8.70%;處理(2)產量為17.25 t/hm2,比處理(3)減產1.725 t/hm2,減產率為9.09%。
在如東經濟開發區、曹埠鎮各設10個耕地地力變化跟蹤監測點(監測點基肥施用商品有機肥6 t/hm2+施用化肥),同時設立示范對比田(對比田僅施用化肥),取樣測試土壤理化指標,以跟蹤監測并評價施用商品有機肥項目實施前后的耕地地力提升效果。結果表明,監測點田塊在施用商品有機肥項目實施前后的土壤理化指標變化為 pH下降0.798、有機質含量提升3.54 g/kg、全氮含量提升0.025 7%、有效磷含量提升10.4 mg/kg、速效鉀含量提升48.55 mg/kg、全鹽量下降0.12 g/kg、土壤容重下降10.81 g/L,對比田在施用商品有機肥項目實施前后土壤理化指標變化為pH下降0.81、有機質含量提升0.6 g/kg、全氮含量下降0.006%、有效磷含量下降24 mg/kg、速效鉀含量提升40 mg/kg、全鹽量下降0.3 g/kg、土壤容重下降16.9 g/L,監測點土壤有機質含量比對比田提升17.44%,耕地地力提升效果顯著。
通過研究沿海地區商品有機肥替代部分化肥技術發現,商品有機肥替代部分化肥技術是可行的,增施商品有機肥對作物的增產效果和對耕地地力的提升效果均顯著(西蘭花除外)。同時,施用商品有機肥替代部分化肥,還能在一定程度上減輕因化肥使用過量而引起的環境污染。
具體結論為:(1)在水稻生產上,基肥配合施用化肥和商品有機肥,對水稻有增產作用,且商品有機肥(作基肥)施用量為6~9 t/hm2時,水稻的增產效果明顯。建議在水稻生產上商品有機肥(作基肥)施用量不超過9 t/hm2。拔節孕穗肥施用商品有機肥3 t/hm2加尿素112.25 kg/hm2時,對水稻的增產效果也明顯。(2)在小麥生產上,基肥配合施用化肥和商品有機肥,對小麥有一定的增產作用,且商品有機肥(作基肥)施用量為3~3.725 t/hm2時,小麥的增產效果明顯。建議在小麥生產上商品有機肥(作基肥)施用量不超3.725 t/hm2。(3)在棉花生產上,基肥配合施用化肥和商品有機肥,對棉花有增產作用,且商品有機肥(作基肥)施用量為9~10.45 t/hm2時,棉花的增產效果明顯。建議在棉花生產上商品有機肥(作基肥)施用量不超過10.45 t/hm2。(4)施用商品有機肥對耕地地力的提升效果明顯,能提升土壤養分含量,降低土壤容重,其中對土壤有機質含量的提升效果特別顯著。
通過近8年來對商品有機肥的宣傳推廣、試驗、示范,商品有機肥的施用效果已逐漸受到農民的認同。由試驗與示范結果可知,商品有機肥的施用量不是越多越好;在小麥和水稻生產上,基肥施用商品有機肥過量,會使小麥和水稻在拔節期土壤肥力過足,導致植株基部拔節過長而引起后期倒伏、減產;在棉花生產上,基肥施用商品有機肥過量,會使棉花初花期營養生長過盛,由營養生長向生殖生長轉化延遲,致使棉花花鈴脫落率增高,造成減產;在西蘭花等蔬菜作物生產上,商品有機肥的施用量較大,且必須配合化肥施用才能達到緩效與速效并行的目的,從而滿足蔬菜生長對養分的需要,最終獲得高產。因此,要根據土壤實際狀況和作物種植情況,合理進行商品有機肥和化肥的配合施用,既能提高作物產量、提升耕地質量和農產品品質,又能減少因化肥過量使用而引起的環境污染。
值得注意的是,如東縣從2010年開始實施商品有機肥補貼項目已有8年,試驗與示范使用的商品有機肥均未核算成本,若按最低市場價360元/t計算商品有機肥的施用成本,農民種植大宗作物施用商品有機肥的投入成本較大,作物雖能增產10%左右,但扣除施肥成本后,達不到農民增收的期望。建議國家繼續加大對商品有機肥的補貼力度,讓農戶能無償或低價使用商品有機肥,從而減少畜禽糞污和化肥對環境的污染,最終實現“化肥減量增效”的目標。