稻田秸秆还田的丰产减排耕作技术查看源代码讨论查看历史
稻田秸秆还田的丰产减排耕作技术稻田生产了我国80%的口粮,同时也产生了我国作物生产领域60%的碳排放,尤其是第二大温室气体甲烷。水稻[1]丰产对于保证我国“口粮绝对安全”至关重要,稻田甲烷减排直接关系着我国2030年碳达峰和2060年碳中和目标的国际承诺。农业农村部等颁布《“十四五”全国农业绿色发展规划》和《农业绿色发展技术导则(2018-2030 年)》指出,稻田甲烷减排是农业农村减排固碳的首选。秸秆还田等肥料化利用正在大面积应用推广,但传统稻作模式下,大量秸秆还田不仅影响水稻生长,还产生大量的甲烷,稻田碳减排潜力巨大。
一、技术名称
稻田秸秆还田的丰产减排耕作技术
二、技术概述
(一)研发背景
稻田生产了我国80%的口粮,同时也产生了我国作物生产领域60%的碳排放,尤其是第二大温室气体甲烷。水稻丰产对于保证我国“口粮绝对安全”至关重要,稻田甲烷减排直接关系着我国2030年碳达峰和2060年碳中和目标的国际承诺。农业农村部等颁布《“十四五”全国农业绿色发展规划》和《农业绿色发展技术导则(2018-2030 年)》指出,稻田甲烷减排是农业农村减排固碳的首选。秸秆还田等肥料化利用正在大面积应用推广,但传统稻作模式下,大量秸秆还田不仅影响水稻生长,还产生大量的甲烷,稻田碳减排潜力巨大。针对上述问题,通过稻田秸秆还田丰产减排理论与关键技术创新,研发了以秸秆粉碎匀抛、旱耕旱旋埋草、浅水埋茬平地耕作为核心,增密调氮丰产优质栽培为配套的水稻丰产减排耕作技术体系。
(二)技术要点及参数
(1)前茬作物适时收获,秸秆高质量还田
前茬为水稻(或小麦、油菜等)时,采用带有秸秆粉碎功能和抛撒装置的收获机进行收割,留茬高度≤15 cm,秸秆粉碎长度≤10cm,均匀覆盖地表,实现高质量还田。若留茬过高、秸秆粉碎抛撒达不到要求时,宜采用秸秆粉碎还田机进行一次秸秆粉碎还田作业。
(2)旱(湿)耕旱(湿)旋埋草,浅水平地埋茬
东北一熟稻区在秋季旱耕和秋季反旋埋草轮耕下,翻耕深度18 cm ~ 20 cm,反旋深度15 cm;水旱两熟区在稻季翻耕和反旋碎垡埋草、麦季旋耕的轮耕下,夏粮收获后,进行旱耕或旱旋,翻耕深度20 cm ~ 25 cm,旋耕深度12 cm ~15cm;双季稻区在冬季一年翻耕两年免耕的轮耕下,春季旱(湿)反旋埋草、晚稻季旱(湿)反旋埋草,以保证秸秆还田后整地效果,改善土壤[2]结构,提高耕层含氧量。三大稻作区水稻移栽前,浅水(1 cm ~ 2 cm)泡田半天,免旋平地埋茬,减少田面秸秆及根茬漂浮,田块四周平整一致。
(3)科学增密栽插(或抛秧),合理调节碳氮比
在当地高产栽培基础上,缩小株距(或增加每穴的基本苗数),栽插密度提高20%左右。以当地土壤微生物碳氮比为参照,调整水稻前期和后期氮肥施用比例,协调水稻与土壤微生物之间的养分竞争。东北一熟稻区减基肥氮(氮总量20%),将穗肥中占总量20%的氮肥调至蘖肥,基肥:蘖肥:穗肥比例调整为25%:62.5%:12.5%;南方中稻区减穗肥氮(氮总量20%),基肥:蘖肥:穗肥比例调整为37.5%:50%:12.5%;南方双季稻区早稻和晚稻减少穗肥氮(氮总量20%),基肥:蘖肥:穗肥比例调整为62.5%:25%:12.5%。
(4)科学控水灌溉,增氧促根减排
栽插后浅水护苗,缓苗后适时露田3 ~ 5天,增加土壤含氧量,促进根系生长;之后保持田面湿润,促进秧苗早发快长以及甲烷氧化,增强水稻根系活力;有效分蘖临界叶龄期前后看苗晒田,苗到不等时,时到不等苗;孕穗、扬花期浅水保花,齐穗后干湿交替;收获前提前7 ~ 10天断水,通过控水增氧促根,实现甲烷减排。
(5)适时收获与秸秆粉碎均匀抛撒
水稻蜡熟后期或完熟期提前排水,地表不陷脚时收获。选择带有秸秆切碎与抛撒装置的水稻联合收割机,秸秆切碎,并均匀抛撒,秸秆长度约10 cm,留茬高度约15 cm。
(三)技术示范推广情况
该技术实现秸秆均匀入土率90%以上,耕层含氧量明显提高,有效缓解水稻前期僵苗和后期贪青等问题,部分成果已于2015年、2019年分别获得中华农业科技二等奖和河南省科学技术进步一等奖,并于2021年获得世界银行-河南绿色农业创新挑战大赛TOP5创新技术奖。该技术在我国水稻主产区已经累计示范应用2600余万亩,示范区水稻增产4.5%~8.7%,甲烷减排12.8%~75.7%,节本增收8.3%~9.5%,丰产减排增效效果显著,受到CCTV13、CCTV17、科技日报等媒体宣传报道10余次。
绿色增产增效是我国水稻产业可持续发展的战略方向,甲烷减排已经被纳入中美《应对气候危机》联合声明中的八大具体行动,该技术的应用前景非常广阔。
三、适宜区域
该技术适宜于东北一熟稻作区、长江流域水旱两熟区和双季稻区。
四、注意事项
旱耕旱整作业前,需保证田间土壤含水量≤30%。
参考文献
- ↑ 水稻之于中华文明 ,搜狐,2022-12-05
- ↑ 史上最全土壤知识!(绝版),搜狐,2022-08-25