藏粮于地,绿肥保障“农田必须是良田”
  • 发布单位:农业资源与环境研究所
  • 2024-09-13 17:55:27
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聚焦一流 创新引领│2023年度广西科技进步奖励获奖项目系列报道之六

 藏粮于地,绿肥保障“农田必须是良田”

 ——记2023年度广西科学技术进步奖二等奖“稻田绿肥生产与多样化利用关键技术及应用”

从2024年广西科学技术奖励大会上获悉,我院牵头完成的“稻田绿肥生产与多样化利用关键技术及应用”项目荣获2023年度广西科学技术进步奖二等奖。

粮食安全“国之大者”,耕地是粮食生产的“命根子”。南方稻区长期重用地、轻养地,有机养分投入低,影响了国家粮食安全。俗话说:“绿肥种三年,瘦地变肥田”,绿肥是保障“农田必须是良田”的高效手段。广西绿肥曾经红极一时,1972年和1991年出现了2次发展高峰,种植面积超过1000万亩。但在过去30年,广西绿肥生产大幅滑坡,稻田绿肥生产存在品种退化、绿肥-稻-稻茬口衔接矛盾,机械化生产程度低,利用方式单一等突出问题,制约了绿肥产业发展。

针对上述问题,广西农业科学院何铁光研究员带领绿肥团队,联合中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、农业农村部南京农业机械化研究所、桂林市农业科学研究中心、南京农业大学等单位,历时12年联合攻关,以冬闲田生态利用、地力提升、绿肥价值链延伸为目标,选育绿肥优良品种,攻克轻简化生产技术装备,研发绿肥利用增效技术,构建现代绿肥高效生产利用技术体系,推动南方稻区绿肥生产快速恢复和发展。    

丰富品种供给,赋能产业发展

种业是农业的“芯片”。20世纪90年代以后,广西绿肥科研工作陷入半停滞状态,绿肥品种种性严重退化、类型单一,缺乏适应不同生态类型区水稻种植制度的优良品种。项目组针对双稻区冬闲期短和单季稻区冬闲期长的特点,育成“早熟、高产、养分高富积”等多元化绿肥新品种(系)5个,极大满足了现代稻作制下的绿肥品种差异化需求。其中,育成双季稻区第一个特早熟紫云英新品种(系),解决了绿肥与早稻争时争地的难题,实现双季稻区紫云英一次播种,多年利用,自繁自生。通过与绿肥种业公司合作,推动种子品牌专业化经营,丰富了广西绿肥种子供给,奠定了绿肥快速发展的品种基础。

合力攻坚,破解绿肥规模化生产难题

播种、开沟、翻压和收种是稻田绿肥生产的关键环节,而传统绿肥生产播种和收种均以人工作业为主,开沟以手扶开沟机作业为主,存在着劳动强度大、效率低、种子损失大和作业质量差等问题,严重制约了绿肥的规模化生产。针对以上问题,项目组创制“根瘤接种、播种、开沟、翻压、收种”绿肥全链式生产技术及装备,实现从种到收全程轻简化和机械化作业,生产效率提升30倍以上,突破了限制稻田绿肥大面积生产的瓶颈。

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稻底套种-绿肥定量飞播技术

建立定位试验,阐明绿肥“节肥养地”调控机制

绿肥是我国耕地土壤数千年“常新壮”的有效手段,而绿肥培肥地力的机制是什么呢?2017年,项目组在广西稻区建立了第一批绿肥效应定位监测基地,从大区域尺度上,阐释了绿肥扩充土壤碳氮库容、改善养分供应水平的效应,揭示了绿肥调控稻田土壤碳氮转化机制。在此基础上,创建绿肥-水稻秸秆协同利用技术,在保障接茬水稻稳产丰产条件下,可减施氮肥20%-40%,为水稻秸秆全量还田和绿肥高效生产提供了一体化解决方案,减少了化肥投入,从源头大幅消减农田面源污染风险,为“农田必须是良田”贡献了绿肥方案,维护了土壤健康。

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绿肥-水稻轮作长期定位试验

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水稻秸秆-绿肥苕子协同利用技术

创新增值技术,延伸绿肥价值链

传统上仅关注绿肥作为“肥”的特性,利用方式单一,严重制约了其经济效益的提高。如何提升绿肥的附加值呢?项目组研究发现紫云英能活化土壤中的硒,紫云英还田量与土壤有效硒含量、稻米硒含量呈显著正相关,基于此,发明了利用紫云英和油菜安全生产富硒稻技术,通过内源有机投入,实现富硒水稻的安全生产。运用绿肥与稻秸联合利用调控还田物料碳氮比,发明利用紫云英和稻秸协同培肥生产有机稻技术,在桂林市灵川县成功打造了“山水谷”有机稻米品牌。将绿肥引入稻渔系统作为渔的绿色饵料,创建了“绿肥-稻-渔”生态循环种养技术,减少外源物料投入,延伸了绿肥的价值链,实现了稳粮增效的绿肥利用新突破。

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绿肥+有机稻米技术示范

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绿肥+富硒稻米技术示范

拓宽推广渠道,成果植根于广袤田野

如何实现新品种、新技术落地应用?项目组以国家绿肥产业技术体系南宁综合试验站为创新平台,建立了“省级技术推广部门+市县级技术推广部门+企业”的多渠道推广体系,并联合国家绿肥产业技术体系其他岗站,打造了大量典型示范基地,培育壮大了一批企业,提高了农户种植的积极性,成果在南方稻区落地生根。近三年,在南方稻区累计应用857.2万亩,节氮(折纯N)3.0万吨,新增利润11.6亿元,节支减耗2.8亿元。

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绿肥生产现场观摩会

资环所  李忠义供稿/供图

一审一校:黄金生

二审二校:薛臣艺

三审三校:陆炳强