《江蘇黃河故道區(qū)中低產(chǎn)糧田有機(jī)肥替減化肥技術(shù)規(guī)程》編制說明

《江蘇黃河故道區(qū)中低產(chǎn)糧田有機(jī)肥替減化肥技術(shù)規(guī)程(征求意見稿)》編制說明一、編制工作簡況、項(xiàng)目背景和意義江蘇省中等級(jí)地、低等級(jí)地分別為3236.77萬畝、1374.18萬畝，中低等級(jí)耕地占比高達(dá)68%。黃河故道沿線是江蘇省重要的糧食產(chǎn)區(qū)，也是主要的中低產(chǎn)田集中區(qū)，低等級(jí)地占比超過70%。受成土母質(zhì)—黃河流水沖積物的影響，黃河故道沿線土壤普遍存在有機(jī)質(zhì)含量低、養(yǎng)分不均衡、生物功能弱等障礙問題。提升黃河故道沿線中低產(chǎn)田土壤質(zhì)量是保障糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措?；谟袡C(jī)肥營養(yǎng)全面、肥效長、可改善土壤理化和生物學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn)，進(jìn)行有機(jī)肥施用是改良中低產(chǎn)田最為廣泛的手段之一。江蘇黃河故道地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)比較發(fā)達(dá)，食用菌企業(yè)較多，有機(jī)肥生產(chǎn)原料易獲取且方便運(yùn)輸，具有多家有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)。此外，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民有機(jī)肥接受程度高，具有長期施用有機(jī)肥習(xí)慣。但有機(jī)肥替代化肥的比例與土壤、氣候及施肥水平等密切相關(guān)，不同生態(tài)環(huán)境下有機(jī)肥替代比例不盡相同。因此，有必要開展江蘇黃河故道沿線地區(qū)適宜有機(jī)肥替代比例研究，細(xì)化不同作物的有機(jī)肥替代比例和施用方法，為指導(dǎo)有機(jī)肥替減化肥技術(shù)提供依據(jù)。本項(xiàng)目獲得以下項(xiàng)目支持：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目“江蘇典型中低產(chǎn)田障礙因子消解及肥力定向提升關(guān)鍵技術(shù)研究(CX(21)-1009)”、“糧食主產(chǎn)區(qū)耕地保育與質(zhì)量提升綜合解決方案(CX(17)-1001)”；江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (現(xiàn)代農(nóng)業(yè))項(xiàng)目“江蘇黃河故道沿線中低產(chǎn)農(nóng)田質(zhì)量提升關(guān)鍵技術(shù)集成與示范 (BE2021378)”、“高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田基礎(chǔ)地力提升與肥水高效利用關(guān)鍵技術(shù)集成與示范(BE2019378)”；國家自然科學(xué)基金：“秸稈還田配施腐熟劑對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)氧化亞氮排放的影響及其微生物學(xué)機(jī)制(42007088)”；江蘇省基礎(chǔ)研究計(jì)劃：“有機(jī)肥驅(qū)動(dòng)土壤活性phoD微生物對(duì)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化的機(jī)制(BK20190259)”。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所為本技術(shù)規(guī)程的主要編制單位。4、主要工作過程本標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)江蘇黃河故道區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量低引起的耕地質(zhì)量較差和作物產(chǎn)量低的問題，為通過有機(jī)肥替減化肥技術(shù)改良中低產(chǎn)田土壤而制定。其工作過程主要包括5個(gè)步驟：(1)開展耕地質(zhì)量調(diào)查，摸清江蘇黃河故道區(qū)耕地質(zhì)量差的主要因素；(2)分析前期研究結(jié)果，制定試驗(yàn)方案；(3)開展田間定位試驗(yàn)，提煉標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)；(4)開展生產(chǎn)驗(yàn)證試驗(yàn)，核驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；(5)進(jìn)行示范推廣，起草并完善標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。5、標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作汪吉東：試驗(yàn)示范方案設(shè)計(jì)和實(shí)施以及標(biāo)準(zhǔn)文本起草；張永春、艾玉春：提煉標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)，為標(biāo)準(zhǔn)提供相關(guān)科研立項(xiàng)支持；紀(jì)程、徐聰：耕地調(diào)查、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)實(shí)施；馬洪波、王磊、袁潔：試驗(yàn)方案實(shí)施、數(shù)據(jù)分析和整理；張輝、許仙菊：試驗(yàn)示范實(shí)施。二、確定江蘇省農(nóng)學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容(如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公司、性能要求、實(shí)驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等)的論據(jù)(包括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的論據(jù)來自4個(gè)方面：1.調(diào)查研究結(jié)果通過在江蘇黃河故道沿線典型地區(qū)(邳州、睢寧、淮安和濱海等)調(diào)研、采集土樣及分析，發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)含量低是制約江蘇黃河故道區(qū)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最主要的土壤障礙因素。有機(jī)肥替減化肥是提升該地區(qū)基礎(chǔ)地力最有效的措施之一。2.收集資料結(jié)果為使制定的標(biāo)準(zhǔn)符合國家法律法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)的要求，編制組收集了一批研究論文及國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過綜合整理和認(rèn)真篩選，采納了4項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和5項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為標(biāo)準(zhǔn)制定提供了政策依據(jù)。3.田間試驗(yàn)結(jié)果(1)2020-2022年在邳州、睢寧、濱海、淮安及東臺(tái)等地中低產(chǎn)田上設(shè)置定位試驗(yàn)，研究不同比例有機(jī)肥(糞肥/沼液)替代化肥對(duì)作物產(chǎn)量的影響，確定小麥和水稻最佳的有機(jī)肥替代比例。表1-3結(jié)果表明，有機(jī)肥(糞肥)替代10%和20%有利于小麥產(chǎn)量的增加，有機(jī)肥(糞肥)替代30%不利于小麥產(chǎn)量的增加。從產(chǎn)量構(gòu)成來看，有機(jī)肥替代10%和20%的小麥產(chǎn)量高的原因在于穗數(shù)和千粒重處理間較高，有機(jī)肥替代比例≥30%時(shí)，小麥減產(chǎn)的原因在于穗數(shù)和穗粒數(shù)較低。表1有機(jī)肥替代化肥對(duì)2021年濱海試驗(yàn)點(diǎn)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響處理畝穗數(shù)(萬)穗粒數(shù)(粒)千粒重(g)實(shí)產(chǎn)(kg/畝)常規(guī)施肥29.88341.39有機(jī)替代10%29.4530.9039.77有機(jī)替代20%30.5039.84371.49有機(jī)替代30%29.7729.5037.63330.50有機(jī)替代40%27.7528.9037.89303.83有機(jī)替代50%27.3727.60280.58有機(jī)替代100%28.4926.00275.25表2有機(jī)肥替代化肥對(duì)2021年邳州試驗(yàn)點(diǎn)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響處理穗數(shù)(萬穗/畝)穗粒數(shù)(粒/穗)千粒重(g/1000個(gè))產(chǎn)量(kg/畝)對(duì)照26.68b41.20a37.74a414.87ab常規(guī)有機(jī)肥27.48b42.00a36.31a419.07ab32.94a32.75b39.54a426.69ab35.21a35.60ab36.23a454.31a26.27b35.85ab38.63a363.97b表3糞肥替代化肥對(duì)2021年淮安試驗(yàn)點(diǎn)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響處理畝穗數(shù)(萬)穗粒數(shù)千粒重(g)產(chǎn)量(kg/畝)對(duì)照28.7b30.6d29.5b259d常規(guī)施肥30.2a32.9b39.8a395b糞肥替代10%30.6a33.6a39.8a409a糞肥替代20%30.7a33.9a39.4a410a糞肥替代30%30.4a31.8c39.8a385c表4-6結(jié)果表明，隨著有機(jī)肥(糞肥)替代化肥比例的增加，水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，有機(jī)肥(糞肥)替代化肥20%和沼液替代化肥10%時(shí)水稻產(chǎn)量最高，當(dāng)替代比例超過20%時(shí)，水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢，表明有機(jī)肥(糞肥/沼液)施用過多并不能增加水稻產(chǎn)量。表4有機(jī)肥替代化肥對(duì)2021年淮安試驗(yàn)點(diǎn)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響處理畝穗數(shù)(萬)穗粒數(shù)(個(gè))千粒重(g)實(shí)產(chǎn)(kg/畝)習(xí)慣施肥26.02a125.33a27.89a646.60ab有機(jī)肥替代10%127.33a28.09a653.31ab有機(jī)肥替代20%26.74a142.33a28.25a714.52a有機(jī)肥替代30%25.44a130.66a26.44a666.39ab有機(jī)肥替代40%24.06a125.67a25.59a623.96b表5糞肥替代化肥對(duì)2021年東臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響處理畝穗數(shù)(萬)穗粒數(shù)千粒重(g)產(chǎn)量(kg/畝)對(duì)照27.5583常規(guī)施肥27.5605糞肥替代10%27.3613糞肥替代20%.627.3617糞肥替代30%7.827.8584表6沼液替代化肥對(duì)2021年睢寧試驗(yàn)點(diǎn)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響處理畝穗數(shù)(萬)穗粒數(shù)個(gè)/穗千粒重(g/1000個(gè))產(chǎn)量(kg/畝)對(duì)照9.2178.322.35336常規(guī)處理23.37109.6619N23.32108.924.78629106.724.79612113.924.28613沼液替代一次追肥104.324.71623(2)2020年江蘇濱海定位試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)小麥/水稻輪作，與當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥即對(duì)照相比，添加有機(jī)肥800-1200kg/畝增產(chǎn)幅度均在7%以上，其中蠶豆+有機(jī)肥處理增產(chǎn)幅度最高(22.0%)，有機(jī)肥800kg/畝處理增產(chǎn)幅度為14.1%。在總養(yǎng)分施入量相等情況下，化肥配施有機(jī)肥處理的肥料利用效率，氮肥、鉀肥偏生產(chǎn)力顯著高于單施有機(jī)肥處理。(3)利用薯麥輪作10年期定位試驗(yàn)，探明土壤有機(jī)質(zhì)的年提升速率：優(yōu)化施肥為0.33g/kg/年；優(yōu)化施肥+秸稈還田為0.58g/kg/年；優(yōu)化施肥+有機(jī)肥30%替代達(dá)0.49g/kg/年；優(yōu)化施肥+有機(jī)肥30%替代+秸稈還田達(dá)0.68g/kg/年。(4)在黃河故道沿線江蘇中段地區(qū)的淮安，玉米/小麥輪作上，2021年玉米季施用有機(jī)肥替減化肥氮15%、20%、25%、30%分別比純化肥處理玉米增加13.5%、18.6%、15.1%和-4.9%。在黃河故道沿線江蘇中段地區(qū)的邳州，玉米/小麥輪作上，2022年玉米季施用糞肥替減化肥氮10%、20%、30%分別比純化肥處理玉米產(chǎn)量增加17.7%、18.1%和15.5%。2017-2020年在黃河故道沿線江蘇末段地區(qū)的濱海，施用菌渣、商品有機(jī)肥等替減化肥都以替代比例20%為最佳。(5)部分田間試驗(yàn)現(xiàn)場照片4.引用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)機(jī)肥料》、NY884《生物有機(jī)肥》、NY/497《肥料效應(yīng)鑒定田間試驗(yàn)技術(shù)規(guī)NYTNYT《全國中低產(chǎn)田類型劃分與改良技術(shù)規(guī)范》。三、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況。本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中主要試驗(yàn)或主要驗(yàn)證情況的分析。(1)田間試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)效益分析通過2020-2022年多處定位試驗(yàn)的結(jié)果獲取了小麥和水稻季有機(jī)肥替減化肥2年濱海小麥有機(jī)肥替代化肥的適宜比例為10%-20%。與常規(guī)施肥相比，10%和20%有機(jī)肥替代化肥可顯著提高氮肥利用率，10%有機(jī)肥替代化肥的氮肥利用率提高34.41個(gè)百分點(diǎn)，20%有機(jī)肥替代化肥的氮肥利用率提高38.77個(gè)百分點(diǎn)。表6不同有機(jī)肥替代化肥對(duì)2021年濱海試驗(yàn)點(diǎn)小麥氮肥利用率的影響試驗(yàn)處理籽粒(kg/畝)秸稈(kg/畝)籽粒含氮量(g/kg)秸稈含氮量(g/kg)氮肥利用率常規(guī)施肥341.39332.454.2636.21%配方施肥359.27344.808.914.2141.38%有機(jī)替代10%9.264.2348.67%有機(jī)替代20%371.49355.279.294.2850.25%有機(jī)替代30%330.50321.4146.53%有機(jī)替代40%303.83283.629.0443.26%有機(jī)替代50%280.58270.288.874.0241.58%有機(jī)替代100%275.25256.298.663.91-經(jīng)濟(jì)效益方面(表7-9)，與常規(guī)施肥相比，小麥季10%和20%糞肥替代處理利潤較高，每畝分別增加55元和68元；30%糞肥替代的利潤與常規(guī)施肥相當(dāng)。水稻季10%和20%糞肥替代處理利潤較高，每畝分別增加21元和31元。結(jié)果表明在此中等土壤肥力水平下10%和20%糞肥替代的利潤最高，經(jīng)濟(jì)效益最好。表7不同糞肥替代化肥對(duì)2021年淮安試驗(yàn)點(diǎn)小麥產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)效益的影響處理產(chǎn)量(kg/畝)產(chǎn)值(元/畝)肥料成本(元/畝)其他成本(元/畝)利潤(元/畝)對(duì)照2598290400429常規(guī)施肥395280400584糞肥替代10%409270400639糞肥替代20%410260400652糞肥替代30%385250400582表8不同糞肥替代化肥對(duì)2021年東臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)水稻產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)效益的影響處理產(chǎn)量(kg/畝)產(chǎn)值(元/畝)肥料成本(元/畝)其他成本(元/畝)利潤(元/畝)對(duì)照5830400常規(guī)施肥605280400糞肥替代10%613270400糞肥替代20%6172604001204糞肥替代30%584250400表9不同沼液替代化肥對(duì)2021年睢寧試驗(yàn)點(diǎn)水稻產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)效益的影響處理肥料投入價(jià)格(元/畝)水稻產(chǎn)量(kg/畝)水稻產(chǎn)出(元/畝)凈利潤(元/畝)對(duì)照0.0336504104.0常規(guī)處理260.0619928.5268.5216.6629943.5327.0226.6612918291.5236.6613919.5283.0沼液替代一次追肥249.0623934.5285.6(2)生產(chǎn)驗(yàn)證2021年在江蘇邳州進(jìn)行了生產(chǎn)驗(yàn)證試驗(yàn)，利用牛糞沼液、豬糞沼液、干雞糞、液體雞糞、干豬糞、液體豬糞等有機(jī)肥進(jìn)行化肥替代，替代比例為20%。結(jié)果表明(表10-11)，與常規(guī)施肥相比，牛糞沼液、干雞糞、液體豬糞和有機(jī)肥基施減量20%處理可改善增加小麥產(chǎn)量5%-12%之間；豬糞沼液和液體雞糞處理有減產(chǎn)趨勢。牛糞沼液、干雞糞、液體豬糞和有機(jī)肥處理利潤增加，牛糞沼液處理的利潤最高，增加214.8元/畝，經(jīng)濟(jì)效益較好。表10不同施肥條件下的小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成處理畝穗數(shù)(萬)穗粒數(shù)千粒重(g)產(chǎn)量(kg/畝)減量對(duì)照27.9d37.2e49.2d525d常規(guī)施肥28.5b38.2c49.4ab538b牛糞沼液29.6a40.3a50.6a604a豬糞沼液27.6bc37.6d48.6b504c干雞糞29.3a39.2b51.2a588a液體雞糞27.8ac37.8dc48.2c507c干豬糞28.3b38.3c48.9ab530b液體豬糞28.6ab40.6a49.6a576ab有機(jī)肥27.3c40.2a566ab表11不同施肥條件下的小麥產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益處理產(chǎn)量(kg/畝)產(chǎn)值(元/畝)肥料成本(元/畝)其他成本(元/畝)利潤(元/畝)減量對(duì)照52502.440