本发明属于农业
技术领域：
，具体涉及一种基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥技术。
背景技术：
：化学肥料过量施用在我国较普遍，由此带来了系列环境污染和农产品质量安全等现实问题。我国化肥过量施用的主要原因是：(1)对不同区域不同种植体系中肥料植物高效利用机理及其损失规律研究深入不够，制约了肥料限量标准的制订；(2)化肥替代产品研发相对落后，精准施肥装备研发严重不足，所施肥料损耗大；(3)针对不同种植体系的肥料减施增效技术研发滞后，技术集成严重不足，缺乏有效的创新施肥模式。南方稻区作为我国水稻的主产区，其水稻产量约为全国水稻产量的83.52％，对南方稻区而言，以双季稻种植制度为主的长江中下游地区是我国水稻的第一大主产区，过去由于过量施肥虽对水稻产量产生了一定保证，但大量养分被地表径流带出，对区域湖泊、河流等水体产生严重污染，富营养化现象比较普遍。江西省位于长江中游，是长江中下游水稻产区的重要组成部分，全省水稻面积占全国11％,产量是占全国10％，水稻生产均为双季稻种植模式，由于复种指数高，土壤缺少休养生息的时间，导致双季稻生产过程中，由于缺乏对该地区双季稻生产养分需求和养分高效管理技术的研究不足，为了保证稻田的生产力，导致农户往往投入过多的养分，2016年统计可知江西双季稻种植氮肥的总平均投入量为614kgnhm-2，因此寻求适合该地区的水稻高效养分管理的施肥技术模式，提高肥料利用率，实现双季稻种植的高效养分管理，维持水稻生产与养分供应需求的平衡，对该地区的水稻产业健康可持续发展和区域水环境的有效保护而言是一种紧迫的现实需求。目前，针对水稻化肥减量的技术模式主要包括两类，一是通过增加施用有机肥、种植绿肥及秸杆还田等来培肥土壤减少化肥用量，二是通过研发缓释肥料、控释肥料、稳定性肥料等减少肥料的损失，提高肥料利用率来减少化肥用量。三是基于营养元素间的协同关系进行平衡施肥，实现养分的高效率用来减少化肥的用量。但是，由于有机肥施用量大、费力费工，缓控释和稳定性肥料等新型肥料价格高、缺乏有效的轻简化施肥技术模式，推广效果始终不理想。因此，在江西双季稻区水稻化肥减量中，急需一种操作简便、经济可行的轻简化化肥减量技术模式。施肥次数多是江西双季稻区化肥过量投入的主要原因之一。江西双季稻区，水稻一般要施肥4次(基肥、分蘖肥、拔节孕穗肥、促花保花肥)，据调查江西双季稻区两季水稻实物施用总量(复合肥、尿素和氯化钾)大约1890kg/hm2；折合氮磷钾纯养分量约为614.0kgn/hm2、230.6kgp2o5/hm2和220.8kgk2o/hm2，两季水稻肥料和施肥总用工成本大约分别为4300元/hm2和2200元/hm2左右。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥方法，以解决江西双季稻区现有施肥技术存在的化肥用量大、施肥次数多的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥方法：一)、当为双季稻中的早稻时，只需施一次肥，为在基肥时期施肥(早稻全生长周期所需肥料均在基肥施入)；肥料的纯氮用量(折合后)为155-172kgn/hm2；二)、当为双季稻中的晚稻时，需要施肥2次，分别是基肥时期和拔节孕穗肥时期进行施肥；基肥时期的肥料的纯氮用量(折合后)为126-149n/hm2；拔节孕穗肥时期的肥料的纯氮用量(折合后)为50-59n/hm2。作为本发明的基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥方法的改进：施肥所用肥料由稳定性复合肥、大颗粒尿素(粒径约为d2.00-4.75mm)、硫酸钾、大颗粒硅肥(粒径约为d3.00-5.00mm)、硝化抑制剂组成。作为本发明的基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥方法的进一步改进：一)、当为双季稻中的早稻时，所需的肥料及用量为：稳定性复合肥561-675kg/hm2、大颗粒尿素120-150kg/hm2、硫酸钾30-60kg/hm2、大颗粒硅肥90-120kg/hm2、硝化抑制剂8.5-10.6kg/hm2；二)、当为双季稻中的晚稻时：基肥时期所需的肥料及用量为：稳定性复合肥432-525kg/hm2、大颗粒尿素105-126kg/hm2、硫酸钾21-42kg/hm2、大颗粒硅肥63-84kg/hm2、硝化抑制剂6.6-8.8kg/hm2；拔节孕穗肥时期所需的肥料及用量为：稳定性复合肥185-225kg/hm2、大颗粒尿素45-54kg/hm2、硫酸钾9-18kg/hm2、大颗粒硅肥27-36kg/hm2、硝化抑制剂2.8-3.8kg/hm2。作为本发明的基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥方法的进一步改进：硝化抑制剂为双氰胺。在本发明中，肥料中的所有成分均能通过常规市购的形式获得；例如：稳定性复合肥可购自贵州开磷化肥有限责任公司公司的高塔硝硫基复合肥45％，其主要成分含量为：氮的质量百分比为15％，p2o5的质量百分比为15％，k2o的质量百分比为15％；大颗粒尿素可购自中国石油天然气股份有限公司的d2.00-4.75mm大颗粒尿素，其主要成分含量为：氮的质量百分比为46.2％；；硫酸钾(纯钾肥)可购自山西文成化工有限公司的纯度大于99％硫酸钾肥料，其主要成分含量为：k2o的质量百分比为50％；大颗粒硅肥可购自昆明春茂农业科技有限公司公司的d3.00-5.00mm大颗粒硅肥，其主要成分含量为：sio2的质量百分比为15％；；硝化抑制剂双氰胺可购自济南汇丰达化工有限公司纯度大于98％的双氰胺，双氰胺纯度大于98％。在本发明中，针对江西双季稻区，在双季稻的早稻或晚稻栽培期间，早稻施肥次数减为一次(基肥)，晚稻施肥次数减为2次(基肥和拔节孕穗肥)，两季氮肥总用量(折合后的纯氮用量)为331-380kgn/hm2。早稻或晚稻栽培期间，早稻只施一次肥，即基肥；晚稻按2次进行施肥，即先施一次基肥，之后再施一次拔节孕穗肥。基肥施肥期：早稻或晚稻整地前向田中均匀施入基肥，之后并依次进行旋耕和耙平；拔节孕穗肥施肥期：与水稻的拔节生育期追施拔节孕穗施肥，追施的肥料被均匀撒入稻田。在本发明中，除了施肥时的肥料的组成、施肥时间、用量不同于现有的常规江西双季稻的种植模式外，其余管理均等同于该现有的种植模式。具体操作如下：1、对于早稻：基肥施肥方式为：早稻计划插秧前，对稻田上水泡田，泡田约一周后，排水落干，之后于稻田中均匀撒入基肥，随后旋耕，旋耕后对稻田进行耙平，旋耕与耙平期间同时备好秧苗，稻田耙平后，随即进行插秧，对早稻而言，全生长周期所需肥料均在基肥施入。其中，旋耕次数为2-3次，旋耕深度大于15cm；耙平后，保持稻田持水2-3cm，开始插秧，插秧密度为22-24万穴/hm2。所需的肥料及用量为：稳定性复合肥561-675kg/hm2、大颗粒尿素120-150kg/hm2、硫酸钾30-60kg/hm2、大颗粒硅肥90-120kg/hm2、硝化抑制剂8.5-10.6kg/hm2；肥料的纯氮用量(折合后)为155-172kgn/hm2。2、对于晚稻：基肥施入肥料占全生长周期所需肥料的约70％左右，之后在晚稻第一次烤田结束上水后追施拔节孕穗肥，拔节孕穗肥占全生长周期所需肥料的约30％左右。具体如下：晚稻基肥的施肥方式同早稻，即，晚稻计划插秧前进行基肥施肥。基肥时期所需的肥料及用量为：稳定性复合肥432-525kg/hm2、大颗粒尿素105-126kg/hm2、硫酸钾21-42kg/hm2、大颗粒硅肥63-84kg/hm2、硝化抑制剂6.6-8.8kg/hm2；基肥时期的肥料的纯氮用量(折合后)为126-149n/hm2；晚稻追施拔节孕穗肥的施肥方式为：当每穴中茎蘖平均数达到10-15时，进行排水烤田，烤田完成后，上水至水深3-5cm，开始追施拔节孕穗肥，拔节孕穗肥时期所需的肥料及用量为：稳定性复合肥185-225kg/hm2、大颗粒尿素45-54kg/hm2、硫酸钾9-18kg/hm2、大颗粒硅肥27-36kg/hm2、硝化抑制剂2.8-3.8kg/hm2。拔节孕穗肥时期的肥料的纯氮用量(折合后)为50-59n/hm2。因此，总计可知，早稻和晚稻两季水稻种植所施入肥料折合纯氮总用量为331-380n/hm2。目前在江西双季稻区，农户现有肥料的管理还是基于传统经验，肥料应用只考虑氮磷钾肥的投入，没有考虑硅肥对土壤养分的利用率有着积极的影响，也没考虑消化抑制剂的保氮减少但损失的积极作用，施肥过程没有投入硅肥和硝化抑制剂，缺少考虑他们的协同关系，导致肥料的过度投入，一方面肥料利用率低，大量养分流失进入周边水体，成为周边水体的面源污染源，另外一方面是过多的肥料投入，也大大增加了农民的种植成本，种植效益低下。因此本发明基于硅肥对土壤养分的利用率提高具有促进作用的协同关系，在双季稻区传统氮磷钾肥投入的基础上，优化整合硅肥和硝化抑制剂的应用，构建了一种基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥技术，实现了双季稻区肥料投入的显著降低，同时肥料利用率也显著提高了，有效减少了养分流失进入周边水体，保护了周边水体环境，另外也大大减少了农民的种植肥料投入成本，实现了农户种植的降本增效。与现有技术相比，本发明平均可减少化肥总用量25％左右(以化肥总重量计)，其中氮肥减少约42％(以氮养分计)，磷肥减少约15％(以磷养分计)，钾肥减少约4％(以钾养分计)，早晚稻两季施肥减少施肥次数总计5次；平均节约肥料成本1130元/hm2，施肥用工成本平均节约1500元/hm2，合计平均节约成本2630元/hm2；平均提高氮肥利用率16.57％左右、平均提高磷肥利用率10.21％左右；水稻产量平均增加5-6％％左右，经济效益平均增加42％左右。综上所述，本发明基于硅元素协同作用的江西双季稻的节肥施肥技术将使氮素养分投入降至331-380kgn/hm2，节约氮肥料38.11％-46.09％，且使水稻施肥次数显著减少，早稻施肥次数减为一次(基肥)，晚稻施肥次数减为2次(基肥和拔节孕穗肥)的同时，保持双季稻两季水稻稳产或增产，社会与经济效益显著。大大较少肥料的同时，也显著提高了肥料利用率，显著减少了养分流失进入周边水体，保护了周边水体环境，另外也大大减少了农民的种植成本，实现了降本增效。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：实施例1、习惯施肥模式与基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式的具体实施内容比较：(1)、将一块面积为4亩的稻田经过泡田后分成2部分，每部分为2亩，中间筑埂隔开，埂宽和埂高均为30cm。(2)在除肥料管理不同外，其他如水分、耕作、病虫害防治等栽培管理条件一致下；分隔的2个田块分别以习惯施肥模式(现有技术)和基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式(本发明)种植水稻，其施肥情况对比见表1。表1习惯施肥模式与基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式的具体实施内容表1和下文的表5中，复合肥是指稳定性复合肥。将上述江西双季稻习惯施肥模式与基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式进行施肥成本比较。根据近年市场行情，统一按照以下肥料和用工价格核算两种施肥模式的成本：⑴肥料价格:大颗粒尿素按照2000元/吨，复合肥(15-15-15)按照2800元/吨，硫酸钾按照2700元/吨。(2)施肥用工成本:基肥按照每撒施50kg用工20元计算。追肥按照每次每公顷300元计算。所得对比结果如下表2。表2、江西双季稻区早晚稻期间习惯施肥模式与基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式的施肥合计成本核算习惯施肥模式节肥施肥技术模式施肥次数83纯氮用量(kgn/hm2)614355纯磷用量(p2o5/hm2)230.6196纯钾用量(kgk2o/hm2)220.8210肥料成本合计(元/hm2)43003170施肥用工成本合计(元/hm2)2200700施肥成本共计(元/hm2)65003870实验一、按照上述实施例1所述方式，进行了江西省上高县泗溪镇连续两年实施效果对比。2017和2018年连续两年在江西省上高县泗溪镇进行了江西双季稻基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式示范。示范田位于江西省上高县泗溪镇曾家村，属典型的亚热带季风气候，年平均气温17.6℃，年平均降水量1718.4毫米，平均无霜期276天。当地的种植模式为双季稻作区，其成土母质主要是第四纪红壤及河湖沉积物。示范面积为4.0亩，土壤基本理化性状为ph5.03、有机质27.6g/kg、碱解氮235mg/kg、有效磷67.5mg/kg、速效钾192mg/kg，属于较丰富的肥力水平。实施步骤如下：(1)将4亩示范田沿南北方向筑埂，隔成两块2.0亩的对比田块，上水泡田，一周后自然落干；(2)东面田块按照习惯施肥模式施肥管理，西面按照基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式管理。两块地养分管理按照表1进行。(3)早稻或晚稻种植时，于泡田落干后，施入基肥，随即旋耕2次，旋耕深度15cm，使肥料与耕层土壤充分混合；(4)上水至2～3cm水层，备好早稻或晚稻秧苗后开始耙平作业，耙平后随即机插早稻或晚稻秧苗。早稻品种为陵两优7717，属于籼型两系杂交水稻品种，晚稻品种为新两优611，属于晚籼两系杂交稻品种。(5)插秧一周后水稻返青，此时进入早稻或晚稻的分蘖期，肥料养分按分蘖期管理。(6)当每穴茎蘖数平均达到12.0-14时排水烤田，烤田后上水保持3-5cm水层，此时计入早稻或晚稻抽穗拔节期，肥料养分按抽穗拔节期管理，；(7)水稻齐穗前，进入早稻或晚稻促花保花期，肥料养分按照促花保花期管理。收获后的产量、肥料利用率和经济效益对比见表3。表3、江西双季稻区习惯施肥模式与基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式实施效果比较注:早稻陵两优7717，按照2.8元/kg稻谷计算，新两优611属于优质稻，按照3.6元/kg稻谷计算。实验二、实施本发明对水稻产量组成的影响对实验一中不同施肥技术管理模式管理的示范田，按照“之”字分布在每块田中选取4个点，于水稻收割前采集水稻植株样10穴，晒干后考种，结果见表4。由表4可见，2017年和2018年两年间相比，同一施肥管理模式下(习惯施肥技术模式或本发明技术模式)，两年的亩有效穗数、每穗实粒数、和千粒重基本稳定，变化不明显，说明两种施肥管理模式下，水稻的生长形状稳定，肥效特征稳定。但采用本发明技术模式(基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式)与习惯施肥技术模式比较可知，本发明技术模式管理的水稻连续两年在亩有效穗数方面与习惯施肥技术模式管理的水稻相比差异较小，但在每穗实粒数、千粒重方面与习惯施肥技术模式管理的水稻相比都有明显增加。说明与习惯施肥技术模式相比，采用本发明技术模式有利于水稻后期籽粒灌浆，从而有利于每穗实粒数增加，最终导致适当增产。表4江西双季稻区习惯施肥模式与基于硅元素协同作用的节肥施肥技术模式实施的水稻产量组成对比实验、分别设置如下5组的实验田，每组的面积约为2.0亩；其余基本按照实验一进行。具体所用肥料具体如下表5所述。所得产量(kg/亩)对比如下表6所述。表5表6由表6可知，所有对比例的双季稻(早稻与晚稻)的水稻产量和氮肥利用率结果不如本发明，说明本发明的肥料管理技术在双季稻区具有很好的适用性，在保证适当增产的的基础上，可显著提高氮肥的利用率，实现了双季稻区肥料投入的显著降低，同时也显著提高了肥料利用率，有效减少了养分流失进入周边水体，保护了周边水体环境，另外也大大减少了农民的种植肥料投入成本，实现了农户种植的降本增效。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。当前第1页1 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