济宁市耕地质量提升和化肥减量增效制约因素及技术途径.pdf

专题论述 2023.82023 年中央一号文件指出袁野实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动冶野强化干旱半干旱耕地尧 红黄壤耕地产能提升技术攻关冶野加快农业投入品减量增效技术推广应用冶遥 粮食生产根本在耕地袁济宁市将耕地质量保护提升和化肥减量增效两大主线作为巩固和提高粮食生产能力尧 保障国家粮食安全的关键举措袁 目前已实现 野二十一连丰冶袁 粮食产量稳定在源怨 亿 kg袁 主要粮食作物单位面积产量已处于高位遥因济宁地处黄淮海平原与鲁中南山地丘陵区交接地带袁地形条件多变尧土壤类型多样袁加之连年高强度种植袁 耕地质量提升和化肥减量增效工作持续高效推进面临较大挑战遥 对济宁市耕地质量及化肥减量现状和面临的主要问题展开深入分析袁 探寻关键制约因素袁有针对性提出对策措施袁维持耕地可持续高产尧稳产袁将成为本市推进新一轮千亿斤粮食产能提升行动的重中之重遥1制约因素1.1耕地质量现状滞后于粮食可持续高产需求1.1.1土壤有机质含量不均衡有机质含量是体现土壤肥力的主要指标之一1-2遥 济宁处于黄淮海一年两熟区袁复种指数高袁无倒茬休耕时间袁加之多年来重化肥尧轻有机肥袁常年耕种野卫生田冶袁导致本市土壤有机质含量普遍偏低遥 近几年秸秆还田尧有机肥部分替代化肥等技术的大面积推广应用袁 本市土壤有机质平均含量呈逐年上升趋势袁 但臆15 g/kg 含量的土壤仍有较高占比袁基础地力差袁维持高产仍主要依靠化学肥料的大量投入遥1.1.2土壤 pH 呈 野东酸西碱冶 两极分化趋势对2006-2020 年耕地质量监测数据进行分析袁从土壤酸碱性分级演变趋势看渊图 1冤袁本市耕地土壤 pH 平均值已发生显著改变袁全市耕地 pH 总体呈现野东酸西碱冶的两极分化趋势遥 2020 年袁全市 pH渊6.5耀7.5冤中性的耕地面积较 2006 年减少了 41.82%曰碱性和弱碱性耕地面积占比大幅升高袁 分别增加了 19.61%和21.63%曰弱酸性耕地面积占比增加了 6.56%袁酸性耕地面积占比增加了 2.29%袁其中出现了中强酸性和强酸性耕地遥 土壤理化性状和微生态环境恶化袁缓冲性能变差袁将导致肥料损失严重3-5遥1.1.3秸秆直接还田技术仍待完善秸秆还田对于养分循环再利用尧减少氮磷流失尧培肥土壤具有重要济宁市耕地质量提升和化肥减量增效制约因素及技术途径基金项目院济宁市重点研发计划项目渊2021NYNS023冤曰济宁市现代农业产业发展土壤修复创新团队项目遥作者简介院李晶渊1983-冤袁女袁高级农艺师袁从事土壤肥料技术研究与推广工作遥 E-mail院李晶1比拉力 窑 哈依拜尔2李英3李素珍3姜振4张娟5渊1.济宁市农业技术推广中心山东济宁 272000曰2.济宁市农业农村局山东济宁 272000曰3.济宁市任城区农业技术推广中心山东济宁 272400曰4.山东省嘉祥县农业技术推广中心山东嘉祥 272000曰5.济宁市兖州区农业技术推广中心山东济宁 272100冤摘要院济宁地处黄淮海平原与鲁中南山地丘陵区交接地带袁地形条件多变尧土壤类型多样袁连年高强度种植袁耕地质量现状滞后于粮食可持续高产需求袁化肥减量增效工作持续高效推进面临较大挑战遥 对济宁市耕地质量及化肥减量现状和面临的主要问题展开深入分析袁探寻关键制约因素袁有针对性提出对策措施袁以促进农业绿色可持续发展袁推进新一轮千亿斤粮食产能提升行动的开展遥关键词院耕地质量曰化肥减量曰制约因素曰技术途径25-2023.8 专题论述意义6遥 目前本市采取的措施多是秸秆粉碎后直接覆盖尧旋耕或翻压还田袁由于配套技术不完善袁产生了一些负面效应遥 因大量秸秆集中混合在 12耀15 cm 耕作层内袁 未能及时腐解的秸秆可达耕层土壤质量的1.0%1.5%袁不仅导致病虫害加重袁还引发土壤松散袁结构性变差袁造成易透风失墒尧冬春冻害死苗严重等一系列问题遥1.1.4连年旋耕造成的耕层变浅尧 犁底层上移问题近些年袁在耕作措施上大多采用旋耕袁耕深 13耀15 cm渊合理的耕层土壤 2025 cm冤袁造成了耕层变浅尧犁底层加厚上移问题袁作物根系下扎受阻袁耕层土壤蓄水能力变差袁水肥气热矛盾加剧遥 加之常年大量使用化肥袁土壤含盐量不断增加袁土壤溶液的渗透势加大袁部分地区次生盐渍化问题呈现加重趋势遥1.2科学施肥技术普及效果不理想1.2.1经济作物种植大县施肥强度依然偏高袁 氮磷流失严重本市果园建园时袁多遵循野上山下滩袁不与粮棉争地冶的发展方针袁集中分布在泗水尧邹城等低山丘陵区袁因建园条件差袁土壤肥力偏低袁维持高产普遍靠肥料大量投入遥 以金乡大蒜为代表的蔬菜作物种植生产中袁因其经济收益高袁农户对高产片面追求袁肥料投入量往往是其最佳需肥量的数倍袁加之忽视土壤改良与培肥袁 形成了化肥用量不断增加与土壤质量不断下降的恶性循环袁 也是化肥使用量居高不下的重要原因之一7-8遥根据 2020 年济宁统计年鉴9数据袁参照叶全国农田面源污染排放系数手册曳10袁 进行了全市农田氮磷流失量概算袁在经济作物渊蔬菜和食用菌冤播种面积占全市农作物总播种面积 25.69%的前提下袁 因蔬菜渊已排除部分食用菌播种面积冤种植产生的总氮流失量占比高达 55.50%遥 以经济作物播种面积占比高达全县总播种面积的 71.08%的金乡县为例袁 县域农作物播种面积仅占全市播种面积的 12.94%袁2020 年化肥使用量占全市化肥总使用量的 17.86%袁 总氮流失量占全市总氮流失量的 22.35%遥1.2.2精准施肥提高化肥利用率存在一定困境结合水文水利条件和种植模式袁 济宁可划分为 源 个土区院东部低山丘陵区尧中部山前倾斜平原区尧湖西黄泛平原潮土区尧 南部湖沼平原区袁 不同区域土壤属性尧 养分特征及演变规律尧 种植模式均存在较大差异遥 其中袁受立地条件变化尧农业生产影响较大的土壤类型袁如西南矿区塌陷地次生盐渍化土壤尧呈插花状分布的棕壤和褐土袁 对其分布现状及养分特征进行精准评估存在较大困难遥 而高化肥利用率的实现袁需要根据作物需肥规律尧土壤养分状况准确测定袁精准施肥从理论到实践依然任重而道远遥农户的传统生产经验仍是确定化肥使用量的重要影响因素遥 因农业种植人员老龄化普遍袁对新技术的理解和接受度不强袁 纯技术理论层面的技术培训推广效果不理想遥 目前农户即使接受了科学施肥技术的培训袁 在具体操作中也很难得到配套的技术服务袁因此技术到位率仍不理想11遥 不合理的化肥使用另一方面源自于粗放型施肥方式袁 一次性过量使用基肥袁 以及大部分散户仍保持撒施和冲施的追肥方法袁是导致化肥过量及氮磷大量流失的重要原因遥 作物专用控缓释肥及种肥同播等科学施肥技术的应用目前主要集中在种植大户遥农业技术推广体系完善任重道远遥 基层农技推广队伍弱化现象普遍袁老龄化尧任务重尧待遇提升空间受限尧专业能力差异大袁需进一步引导遥 田间指导尧技术培训尧物资补贴等环节仍存在资金不足问题遥1.2.3有机肥大面积应用成本偏高袁 缺乏完善的风险控制措施有机肥生产尧使用成本偏高袁粮食作物大面积推广应用受限遥 有机肥生产过程中袁秸秆类植物源原料因体积大袁收集与运输成本高袁制作费时袁养分含量低袁运输和施用不便袁尤其大规模的农业生产袁使用成本偏高遥 收益较低的小麦尧玉米等粮食作物袁有机肥部分替代化肥技术的应用率偏低袁目前仍主要集中在经济收益较高的果树尧蔬菜等经济作物遥缺乏适用于不同地域的有机肥生产技术及质量控制标准遥 以畜禽粪便为主要原料的有机肥生产过程中袁不仅应注意其中的抗生素尧重金属富集问题袁pH 和盐分含量高等问题也应引起足够重视12-13遥 本市金乡尧图 1济宁市耕地土壤 pH 不同区间占比变化情况26-专题论述 2023.8嘉祥尧梁山县位于黄泛冲积平原潮土区袁土壤 pH 呈弱碱性袁易发生次生盐渍化遥 如不加以规范引导袁连年施入大量含盐量偏高的有机肥袁 易导致次生盐渍化现象加重遥缺乏明确的有机肥施用技术规范遥 目前有机肥部分替代化肥技术推广过程中袁 对有机肥养分施入量进行量化存在一定困难袁 且缺乏针对不同土壤和不同种植模式的有机肥施用技术规范袁 易导致农户出现大量盲目施用有机肥现象袁 如不能及时被作物吸收袁通过灌溉或降雨袁富集的氮磷大量流失袁都会加剧农业面源污染14遥2济宁耕地质量提升及化肥减量增效技术途径2.1耕地质量提升关键环节2.1.1以第 猿 次土壤普查为契机袁摸清耕地质量现状作物产量潜力和水肥调控作用的持续稳定发挥袁依赖于良好的土壤条件遥 针对本市耕地土壤 pH 两极分化趋势袁将依托野三普冶结果袁精准探明本市不同土壤类型袁尤其呈插花状分布的棕壤和褐土尧西南矿区塌陷区次生盐渍化土壤等分布现状尧 养分现状及演变特征遥2.1.2建立区域性耕地质量提升技术体系针对鲁中南低山丘陵地区中低产田土层薄尧地力差尧土壤障碍类型多袁 鲁西南平原地区次生盐渍化影响耕地质量等突出问题袁开展瘠薄耕地改良与产能提升尧肥沃耕层构建尧土壤生物功能强化尧次生盐渍化土壤阻滞春季返盐等适用技术研究袁构建轻简化尧低成本尧可实现大面积推广应用的区域性耕地质量提升技术体系袁实现耕地生产能力的持续增强遥2.1.3重视土壤微生态环境的修复与改良因本市处于黄淮海一年两熟区袁复种指数高袁无倒茬间隔时间袁加之野重施基肥冶野高产必须多施肥冶的传统施肥习惯袁 连年过量施肥袁 导致大部分耕地土壤微生态环境也呈变劣趋势遥 针对本市不同土壤类型和种植模式袁 筛选匹配性好尧 性状优良的微生物菌株袁 构建功能齐全的多功能组合菌群袁 可实现快速改善根际生态环境的区域性专用微生物肥料仍需加大研发力度遥 不同种类微生物菌剂和有机肥尧 化学肥料等的最佳施用比例及高效施肥方法等也需进一步研究试验遥2.2化肥减量关键环节2.2.1坚持有机肥与化肥配合使用土壤有机质的含量和组成袁 影响土壤团粒结构尧 微生物种群与活性尧土壤保肥能力和缓冲性袁对农作物生长和产量具有决定作用袁被认为是土壤质量和功能的核心1-2遥 施用有机肥可以快速尧有效提高土壤有机质含量袁培肥土壤遥 在使用有机肥料的基础上袁 配合施用化学肥料袁是实现用地与养地相结合尧保障农作物可持续高产的一项行之有效的培肥措施遥 即使目前化肥工业和化肥施肥水平都有了较大提高袁 有机肥料与化学肥料配合施用的原则依然不变15遥2.2.2野大配方袁小调整冶区域性施肥技术将依然是化肥减量的主推技术之一充分利用野三普冶成果袁明确不同区域养分含量现状袁并分析其演变规律袁精准更新施肥配方袁 优化集成周年培肥套餐或全程解决方案袁最终实现养分供应与作物需求尧土壤属性的高度匹配袁通过减少不必要肥料的投入量袁减少肥料使用和氮磷流失量遥2.2.3继续深入探索以大蒜为代表的果尧 菜园艺作物化肥减量增效路径我国长期侧重于粮食作物高效施肥技术的研究袁对果树尧蔬菜等经济作物施肥技术的研究和创新相对滞后袁远远不能满足生产需求袁致使经济作物田间技术指导跟不上袁水尧肥资源盲目投入现象十分普遍遥 以金乡大蒜为例袁特有的覆膜栽培方式袁导致翌年返青期追肥方式受限遥 农户为追求高产袁依然多采取野一炮轰冶的施肥方式袁后期不再追肥袁或采取大水漫灌追肥等粗放式肥水管理袁导致土壤质量加速退化尧肥料损失严重7-8遥 化肥用量不断增加与土壤质量逐年下降的恶性循环袁 已成为老蒜区不能单纯依靠化肥投入获得大蒜高产的重要原因之一遥 转变传统施肥方式袁降低基肥投入量袁注重科学追肥袁可有效调减化肥施用量遥2.2.4控缓释肥等新型肥料应用与习惯施肥相比袁施用控缓释肥可有效控制养分释放特性袁解决种植过程中传统施肥方式造成的前期高肥环境尧 后期普遍脱肥等与作物养分需求规律不匹配问题遥 还可提高土壤中细菌尧放线菌数量和微生物数量袁减少真菌数量袁降低真菌性病害发病率袁并通过增强土壤酶活性袁进一步提高土壤速效养分含量遥 不同种类作物区域性专用缓控释肥研发及配套施用技术的完善袁一次性施肥替代多次施肥实现养分均衡供应袁 将是改变目前化学肥料利用率偏低等问题的重要途径遥2.2.5水肥一体化等新型技术推广随着水肥一体化施用技术及水溶性专用肥尧 液体配肥等先进生产27-2023.8 专题论述方式的逐渐普及袁 大田作物水肥精准调控并大面积推广使用已成为现实遥 因水肥一体化技术刚刚起步袁缺乏与区域性特色种植模式相匹配的水分尧 养分管理参数和设备维护等管理技术袁 成为水肥一体化技术大面积推广应用的重要限制因素遥 因此袁与本市区域性气候特征尧土壤属性尧种植模式相匹配的袁低成本尧 轻简易操作的水肥一体化设备研发和配套技术的集成优化袁 将是实现水肥一体化大面积推广的关键因素7遥2.2.6强化养分循环再利用建立与种植模式尧土壤属性相匹配的秸秆差异化尧无害化尧全量直接还田技术体系遥 针对本市梁山尧金乡尧嘉祥尧鱼台四县及任城尧 汶上西部边缘乡镇等潮土分布集中区域普遍存在的春季返盐现象袁重点研究尧推广使用注入式秸秆还田机袁将秸秆一次性深埋还田袁秸秆埋深 20耀25 cm袁可有效阻滞翌年春季次生盐渍化土壤盐分表层集聚袁提高耕层土壤有机质和养分含量袁同时解决秸秆粉碎后浅耕还田存在的一系列弊端遥 其余地区推广秸秆粉碎后旋耕混埋还田尧覆盖还田等快腐技术遥 实现秸秆全量直接还田与农艺措施尧 生物工程的有机结合袁 解决秸秆还田量过大导致作物病虫害加重等负面影响遥依托泗水县尧 梁山县绿色种养循环农业试点项目的带动示范袁 强化化肥减量与有机废弃物循环利用的结合遥 探索养殖与种植土地消纳科学匹配路径袁重点示范尧 推广畜禽粪便和作物秸秆等低成本堆沤肥的生产技术遥 构建与地域特征相匹配的粮食作物有机肥替代化肥技术袁消除风险隐患袁通过强化化肥减量与有机废弃物循环利用的结合袁 将有机废弃物变成 700 多万亩耕地的营养物质袁 这是实现单位面积化肥使用强度下降的有效路径遥参考文献1Janzen H H,Campbell C A,Ellert B H,et al.Chapter 12 soilorganic matter dynamics and their relationship to soil qualityJ.Developments in Soil Science,1997,25渊97冤:277-291.2武天云,Jeff J.Schoenau,李凤民,等.土壤有机质概念和分组技术研究进展J.应用生态学报,2004,15渊4冤:717-722.3刘忠良,叶全,邵俊飞,等.文登市耕地土壤酸化现状及改良方法J.中国农技推广,2013,29渊8冤:39-40.4中国农业科学院农田灌溉研究所.黄淮海平原盐碱地改良M.北京院农业出版社,1977.5谢承陶.盐渍土改良原理与作物抗性M.北京院中国农业科学技术出版社,1993.6韩瑞芸,陈哲,杨世琦.秸秆还田对土壤氮磷及水土的影响研究J.中国农学通报,2016渊9冤:148-154.7李晶,殷碧秋,陈宪信,等.鲁西南蒜区耕地质量提升及养分高效管理问题与建议J.中国农技推广,2020,36渊5冤:56-58.8李晶,殷碧秋,刘振富,等.鲁西南蒜区土壤养分现状及变化亮趋势分析要要要以金乡县为例J.安徽农业科学,2020,48渊7冤:172-175.9济宁市统计局.2020 年济宁统计年鉴M.北京院中国统计出版社袁2021.10任天志.全国农田面源污染排放系数手册M.北京院中国农业出版社,2015.11葛顺峰,朱占玲,魏绍冲,等.中国苹果化肥减量增效技术途径与展望J.园艺学报,2017,44渊9冤:1681-1692.12王辉,董元华,张绪美,等.江苏省集约化养殖畜禽粪便盐分含量及分布特征分析J.农业工程学报,2007渊23冤:229-233.13王辉,董元华,张绪美,等.集约化养殖畜禽粪便农用对土壤次生盐渍化的影响评估J.环境科学,2008,29渊1冤:183-188.14王涛.滇池流域施用有机肥农田氮磷流失模拟研究D.北京院中国农业科学院,2007.15陈伦寿,李仕岗.农田施肥原理与实践M.北京院农业出版社,1984.审定编号品种名称品种来源育种者国审麦 20230122西农 930陕农 56/漯 4688西北农林科技大学国审麦 20230123新科麦 170周麦 22/洛麦 22河南九圣禾新科种业有限公司国审麦 20230124新麦 56新麦 19/新麦 26新乡市农业科学院国审麦 20230125新植 716郑麦 0856/周麦 27河南科林种业有限公司尧新乡市新植农业科技有限公司国审麦 20230126徐麦 165山农 21/新麦 19徐州佳禾农业科技有限公司国审麦 20230127徐麦 2100中麦 875/矮抗 58徐州佳禾农业科技有限公司国审麦 20230128徐麦 47明天 0402/周麦 16江苏徐淮地区徐州农业科学研究所国审麦 20230129有孚 9 号百农 207/西农 979河南浚黎种业有限公司国审麦 20230130豫同 107豫同 12-83/豫同 12-62河南省科学院同位素研究所有限责任公司国审麦 20230131郑麦 9134新麦 22/郑麦 0943河南省作物分子育种研究院尧河南中育分子育种研究院有限公司2023 年国审小麦新品种28-