CN110583398A - 苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，其包括如下步骤：⑴猪沼液用量标准化，⑵培育大苗壮秧，⑶重施基肥，⑷抢时耕插，⑸巧施分蘖肥，⑹高质量搁田，⑺分次追施穗粒肥，⑻控制径流与氨挥发。猪沼液化学需氧量COD较高并且含有多种多样的生理活性物质BAC，因此使用不当会对作物生长及产量、农田环境都有明显的毒副作用。本发明通过优化猪沼液运筹、湿润灌溉特别是高质量搁田等措施，最大化挖掘苏北地区稻田降解COD、BAC的能力，在保证水稻产量的前提下把猪沼液的消纳能力提升至45～50t/亩，既低成本解决规模化猪场沼液的消纳问题，又显著节省水稻生产的水肥用量。

Description

苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法
技术领域
本发明涉及农业废弃物资源化利用技术领域，特别涉及苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法。
背景技术
近年来，我国养猪业向着规模化发展，规模化猪场大量兴起，随之而来的问题是十分集中并且源源不断地产生着数量庞大的粪污，给规模化猪场周围环境带来前所未有的压力。目前规模化猪场粪污无害化处理主要依靠沼气工程技术，但这又带来另一难题：规模化猪场附近农田如何消纳沼气工程所产生的副产品——数量更庞大的猪沼液。当前，规模化猪场大量沼液的消纳问题，已经成为制约规模化养猪的瓶颈之一。
施入猪沼液对在田作物的生长及其产量的影响作用，普遍具有“少量则促进、大量则抑制”的特点。这是因为：猪沼液除了含有丰富的营养元素（包括大量元素和微量元素）以外，还含有大量的化学需氧量(COD)和多种多样的生理活性物质（BAC）、数量庞大的微生物菌群。综合国内外报道，猪沼液中总氮含量集中在200mg/L～900mg/L并且氨氮占比70%以上，总磷含量集中在30mg/L～100mg/L，总钾含量集中在100mg/L～300mg/L，COD 含量集中在800 mg/L～3000mg/L，BAC则包含：植物生长激素、B族维生素、水解酶、氨基酸、有机酸和一些抗菌抑虫物质，其中赤霉素（GAS）、吲哚乙酸（IAA）的浓度分别比植物体内含量高出1000倍以上、3倍～30倍。COD含量较高，就是猪沼液中含有蛋白质、腐殖酸、有机酸、木质素等还原性有机物质较多，它们随猪沼液进入农田以后还会继续腐解，并且土壤温度越高、土壤ORP值越高，COD腐解速度越快。猪沼液少量施入农田，尚不足以对在田作物生长、农田环境产生明显的毒副作用，其中少量的BAC特别是微量的GAS、IAA等植物激素，还能促进在田作物生长、提高产量。但当猪沼液大量施入、或农田土壤中COD和BAC含量过高时，一是会对在田作物直接产生毒害作用，二是会因其腐解大量耗氧而导致土壤ORP值显著降低，进而抑制作物根系生长及吸收功能，三是会破坏土壤结构、抑制土壤有益微生物菌群，从而造成作物生长不良、产量降低。
猪沼液灌溉稻田，只有使用得当，即及时采取了加速降解猪沼液中COD和BAC的针对性措施，才能最大化挖掘稻田对COD、BAC的降解能力以及对猪沼液的消纳能力，才能最大化替代水稻生产所需的化学肥料和灌溉水，实现利用规模化猪场周边较少的稻田解决大量沼液的消纳难题。但我国现有技术普遍忽视了及时采取针对性措施以提高稻田对来自猪沼液的COD和BAC的降解能力，既造成了水稻本身受毒害，又造成农田环境恶化——土壤ORP值显著降低、土壤结构受破坏、土壤有益微生物菌群受抑制，进而导致稻田对猪沼液的消纳能力极其有限，目前普遍推荐施用量仅1.2t/亩～5.0t/亩，当猪沼液施用量大幅度超过该推荐量时，就会导致水稻生长不良、病虫害发生加重、产量显著下降，甚至严重到颗粒无收。
苏北地区稻田土壤以潮土、砂僵黑土为主，普遍漏水漏肥并且基础地力较低，加上稻麦轮作一年两熟季节紧张导致水稻大田生长期仅有130天～145天、一旦出现僵苗就会显著影响水稻产量，所以当前本地区稻田的猪沼液推荐施用量仅仅1.2t/亩～3.0t/亩。因此，研制并且推广一种大幅度提升猪沼液消纳能力的水稻栽培方法，在保证苏北地区水稻产量的前提下大幅度提升稻田消纳猪沼液的能力，既能显著减少规模化猪场的沼液处理成本、切实避免猪沼液造成二次环境污染，又能实现稻田节省化学肥料和灌溉水的使用量，对于促进规模化猪场可持续发展、保护农村生态环境都具有重大的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术使稻田对猪沼液的消纳能力低下的弊端，提供一种苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，在保证水稻产量的前提下最大化挖掘苏北地区稻田对猪沼液的消纳能力，从而显著减少规模化猪场沼液处理成本、切实避免猪沼液造成“二次环境污染”。
本发明通过以下技术方案实现：
苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，包括：
⑴猪沼液用量标准化：以氧化还原电位值(ORP)≥0mV、氨氮（NH4 +-N）含量为200mg/L的猪沼液为标准猪沼液；猪沼液每次施入稻田前，先测定ORP值和实际氨氮含量；当ORP值＜0mV时尚不能使用；当ORP值≥0mV时，根据实际氨氮含量（，mg/L）、应施用的标准猪沼液数量（N，t/亩），计算出每次的实际猪沼液用量，计算公式为；
⑵培育大苗壮秧；
⑶重施基肥：因苗施用标准猪沼液15～20t/亩，与泡田水一起施入稻田；
⑷抢时耕插；
⑸巧施分蘖肥：秧龄＜35天情况下因苗施用标准猪沼液10～17t/亩，在水稻活棵后随灌溉水一次性施入，切忌无水追施、过迟追施和过量追施；秧龄≥35天情况下分蘖期不施猪沼液，当秧龄35～39天时，活棵后立即追施碳酸氢铵20kg/亩，当秧龄40～45天时，活棵后立即追施碳酸氢铵10kg/亩，先灌水后施肥并且保持水层5天以上；当秧龄超过45天时则不施分蘖肥；
⑹高质量搁田：无效分蘖期脱水搁田；若遇下雨应及时排干积水；搁田程度以田不陷脚、土不粘脚、无裂缝为合格标准；
⑺分次追施穗粒肥：穗粒肥标准猪沼液用量15～18t/亩，在倒2叶期至灌浆中期分2～3次随灌溉水一起施入；如果搁田程度不达标准的稻田，拔节以后禁止再施猪沼液，改为在倒3叶至孕穗期追施氯化钾3～5kg/亩加尿素6.5～7.5kg/亩、并且在倒3叶期叶面喷施0.3～0.5%硫酸锌溶液15kg/亩1～2次；
⑻控制径流与氨挥发：每次施用猪沼液以后，应筑高稻田进水口和出水口，并且在施用后5天内稻田保持5cm以上水层；遇33℃以上气温时应选择在早晚施入猪沼液，并且在施后7天内稻田保持7cm以上水层。
进一步改进方案，猪沼液运筹：
常规粳稻田标准猪沼液总用量50t，其中旱育秧和湿润育秧稻田基肥、分蘖肥、穗粒肥分别施20t/亩、12t/亩、18t/亩，机插稻田则分别施15t/亩、17t/亩、18t/亩；杂交籼稻田标准猪沼液总用量45t，基肥、分蘖肥、穗粒肥分别施20t/亩、10t/亩、15t/亩。
再进一步改进方案，步骤（3）重施基肥时，同时在整平作业前施入氯化钾3.0kg/亩、锌肥 1.0kg/亩，且当秧龄40～45天时增施碳酸氢铵10kg/亩，当秧龄超过45天时则增施碳酸氢铵20kg/亩。
更进一步改进方案，步骤（7）分次追施穗粒肥时，当仅施猪沼液导致磷钾肥供应不足时，不足部分在施第一次穗肥时用化学肥料补足，做到平衡施肥。
本发明与现有稻田猪沼液施用技术相比，具有以下明显优点：
1、大幅度提高稻田对猪沼液的消纳能力。苏北地区稻田施用猪沼液的现有技术，普遍忽视了及时采取针对性措施，以加速降解猪沼液中COD和BAC，因此施用猪沼液就必然引起稻田土壤中COD和BAC含量过高且降解缓慢，进而导致苏北地区稻田对猪沼液的消纳能力极其有限，当前推荐用量仅1.2t/亩～3.0t/亩，如果猪沼液施入量大幅度超过这个推荐用量时，就会造成水稻生长不良、病害加重、产量显著下降。本发明通过优化猪沼液运筹、猪沼液随水灌溉稀释浓度、湿润灌溉特别是高质量搁田，从而大幅度提升从耕整地到水稻成熟期稻田对COD、BAC的降解能力，通过控减根际土壤中COD、BAC含量而控降了其对水稻生长及产量的毒副作用，尤其是高质量搁田使拔节前基本降解了已存在土壤中、来自猪沼液的COD和BAC，从而杜绝了COD和BAC对水稻中后期根系、幼穗幼花分化的毒害作用，最终实现用猪沼液最大化替代了水稻生产所需的化学肥料和灌溉水，把苏北地区稻田对猪沼液的消纳能力提升至45t/亩～50t/亩。
2、猪沼液可以大量替代水稻生产所需的化肥。以氮肥为例，本发明把苏北地区稻田猪沼液施用量提高到45t/亩～50t/亩、并且优化了猪沼液营养元素的供给时间，相当于科学施入纯氮9kg/亩～13kg/亩，从而使猪沼液基本满足了苏北地区杂交籼稻生产所需的全部氮营养，杂交籼稻生产完全不需要再施化学氮肥。
具体实施方式
发明人近5年时间里，利用江苏省淮安市淮阴区境内的江苏百顺农牧有限公司（2015~2018年，吴城镇城南村）、江苏华威猪业有限公司（2017~2018年，渔沟镇杨庙村）、淮阴区自立生猪养殖场（2019年，渔沟镇何庄村）的猪沼液，分别在这3个规模化猪场附近稻田建立了本发明成果示范点，本发明成果累计示范面积已达180亩。示范田具体技术方案为：
苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，包括：
1、猪沼液用量标准化：以氧化还原电位值(ORP)≥0mV、氨氮（NH4 +-N）含量为200mg/L的猪沼液为标准猪沼液；猪沼液每次施入稻田前，先测定ORP值和实际氨氮含量；当ORP值＜0mV时尚不能使用；当ORP值≥0mV时，根据实际氨氮含量（，mg/L）、应施用的标准猪沼液数量（N，t/亩），计算出每次的实际猪沼液用量，计算公式为；猪沼液可以作为水稻生产的全量氮肥使用。
2、培育大苗壮秧：⑴育秧方式与用种量：常规粳稻育秧采用旱育秧、湿润育秧、机插秧等，杂交籼稻育秧采用旱育秧、湿润育秧，同时精选饱谷作为种子，播种前应选择适宜药剂进行拌种或浸种，以预防种传病虫害。每亩大田适宜用种量为：常规粳稻2.5 kg～3.0kg、杂交籼稻1 kg～1.5 kg；⑵秧田面积与秧苗培育：秧田面积必须备足并且需要提前充分培肥；旱育秧秧田与大田比例为1∶12～20，秧龄30 d～35d，培育6叶～8叶带蘖壮秧；湿润育秧秧田与大田比例为1∶7～10，秧龄30 d～35d，培育6叶～8叶多蘖壮秧；机插秧秧田与大田比例为1∶80，每盘播量为80g～100g干种，秧龄22 d～25d，培育3.5叶～4.5叶机插壮秧；移栽前3d～5d结合灌水追施尿素4kg～5kg/亩，注意及时控治秧田病虫草害。
3、重施基肥：机插常规粳稻田施标准猪沼液15t/亩，旱育秧和湿润育秧常规粳稻田、杂交籼稻田则都施标准猪沼液20t/亩；猪沼液与泡田灌溉水一起施入稻田；整平作业之前施入氯化钾3.0kg/亩、锌肥 1.0kg/亩；当秧龄40～45天时，基肥增施碳酸氢铵10kg/亩，当秧龄超过45天时则增施碳酸氢铵20kg/亩，也在整平作业之前施入。
4、抢时耕插：前茬秸秆可以全量还田，灌了基肥猪沼液和泡田灌溉水以后立即进行耕整地，耕整地标准：泥脚深度在10cm～15cm，田面高低差≤3cm，日渗漏量2cm～5cm；6月 20 日之前栽插完毕。常规粳稻旱育秧苗和湿润育秧苗的移栽要求：行距27cm～30cm，株距14cm～15cm，栽插深度2.0cm～3.0cm，基本苗6～10万/亩；常规粳稻机插秧苗的移栽要求：行距30cm，株距10cm～12cm，栽插深度1.0cm～2.0cm，基本苗6～8万/亩；杂交籼稻秧苗的移栽要求：行距30cm～33cm，株距15cm～18cm，栽插深度2.5cm～3.5cm，基本苗6～8万/亩。
6、水浆管理和搁田要求：旱育秧苗和湿润育秧苗：浅水层插秧，栽后4～5天保持浅水层，活棵后及时露田2～5天；机插秧苗：田间无连续性水层时插秧，栽后5～8天保持表土湿润活棵；旱育秧苗、湿润育秧苗和机插秧苗：有效分蘖期湿润灌溉、前水与后水间隔2～3天，无效分蘖期至倒3叶前中期（拔节初期）脱水搁田，若遇下雨应及时排干田间积水，搁田程度以田不陷脚、土不粘脚、无裂缝为合格标准，倒2叶期至扬花期湿润灌溉、前水与后水间隔1～2天，灌浆结实期干干湿湿、从以湿为主逐渐向以干为主转变，成熟前7～10d断水。
7、巧施分蘖肥：秧龄＜35天情况下，机插常规粳稻田标准猪沼液用量17t/亩，旱育秧和湿润育秧常规粳稻田、杂交籼稻田则分别为12t、10t/亩；水稻活颗后随灌溉水一次性施入，切忌无水追施、过迟追施和过量追施；秧龄秧龄≥35天情况下分蘖期不施猪沼液，当秧龄35～39天时，活棵后立即追施碳酸氢铵20kg/亩，当秧龄40～45天时则追施碳酸氢铵10kg/亩，先灌水后施肥并且保持水层5天以上，当秧龄超过45天时则不施分蘖肥。
8、分次追施穗粒肥：常规粳稻田、杂交籼稻田标准猪沼液用量分别18t、15t；在倒2叶期至灌浆中期分2～3次随灌溉水一起施入；当仅施用猪沼液存在磷钾元素供应不足时，不足部分在施第一次穗肥时用化学肥料补足，做到平衡施肥；如果搁田程度不达标准的稻田，拔节以后禁止再施猪沼液，改为在倒3叶至孕穗期追施氯化钾3～5kg/亩加尿素6.5～7.5kg/亩、并且在倒3叶期叶面喷施0.3～0.5%硫酸锌溶液15kg/亩1～2次。
9、控制径流与氨挥发：每次施用猪沼液以后，应筑高稻田进水口和出水口，并且在施后5天内保持5cm以上水层；遇气温33℃以上天气时应选择在早晚施入猪沼液，并且在施后7天内保持7cm以上水层。
持续5年示范结果表明：无论是手插稻（旱育秧或湿润育秧的常规粳稻、杂交籼稻）、还是机插粳稻，在本发明示范田，施用标准猪沼液45t/亩～50t/亩以后，不仅各种病虫害发生程度轻，而且单产都在600kg/亩以上、稻谷全呈金黄色，与仅施用化学肥料的紧邻稻田相比无明显差异甚至个别田块还增产；而未用本发明成果的稻田，如果猪沼液施用量增加到45t/亩以上，不仅造成水稻结实率和实收产量极显著下降，而且造成水稻抽穗困难、贪青迟熟，同时包颈穗率、穗颈瘟的病穗率、谷粒瘟的病粒率都极显著增加，其中谷粒瘟危害最严重的45亩稻田单产仅210kg/亩，每一粒稻谷都是黑黑的病粒，连做饲料粮的价值都没有。

Claims (4)

1.苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，其特征在于，其包括如下步骤：
⑴猪沼液用量标准化：以氧化还原电位值ORP≥0mV、氨氮NH4 +-N含量为200mg/L的猪沼液为标准猪沼液；猪沼液每次施入稻田前，先测定ORP值和实际氨氮含量；当ORP值＜0mV时尚不能使用；当ORP值≥0mV时，根据实际氨氮含量（，mg/L）、应施用的标准猪沼液数量（N，t/亩），计算出每次的实际猪沼液用量，计算公式为；
⑵培育大苗壮秧；
⑶重施基肥：因苗施用标准猪沼液15～20t/亩，与泡田水一起施入稻田；
⑷抢时耕插；
⑸巧施分蘖肥：秧龄＜35天情况下因苗施用标准猪沼液10～17t/亩，在水稻活棵后随灌溉水一次性施入，切忌无水追施、过迟追施和过量追施；秧龄≥35天情况下分蘖期不施猪沼液，当秧龄35～39天时，活棵后立即追施碳酸氢铵20kg/亩，当秧龄40～45天时，活棵后立即追施碳酸氢铵10kg/亩，先灌水后施肥并且保持水层5天以上；当秧龄超过45天时则不施分蘖肥；
⑹高质量搁田：无效分蘖期脱水搁田；若遇下雨应及时排干积水；搁田程度以田不陷脚、土不粘脚、无裂缝为合格标准；
⑺分次追施穗粒肥：穗粒肥标准猪沼液用量15～18t/亩，在倒2叶期至灌浆中期分2～3次随灌溉水一起施入；如果搁田程度不达标准的稻田，拔节以后禁止再施猪沼液，改为在倒3叶至孕穗期追施氯化钾3～5kg/亩加尿素6.5～7.5kg/亩、并且在倒3叶期叶面喷施0.3～0.5%硫酸锌溶液15kg/亩1～2次；
⑻控制径流与氨挥发：每次施用猪沼液以后，应筑高稻田进水口和出水口，并且在施用后5天内稻田保持5cm以上水层；遇33℃以上气温时应选择在早晚施入猪沼液，并且在施后7天内稻田保持7cm以上水层。
2.根据权利要求1所述的苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，其特征在于，猪沼液运筹：
常规粳稻田标准猪沼液总用量50t，其中旱育秧和湿润育秧稻田基肥、分蘖肥、穗粒肥分别施20t/亩、12t/亩、18t/亩，机插稻田则分别施15t/亩、17t/亩、18t/亩；杂交籼稻田标准猪沼液总用量45t，基肥、分蘖肥、穗粒肥分别施20t/亩、10t/亩、15t/亩。
3.根据权利要求1所述的苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，其特征在于：步骤（3）重施基肥时，同时在整平作业前施入氯化钾3.0kg/亩、锌肥 1.0kg/亩，并且当秧龄40～45天时增施碳酸氢铵10kg/亩，当秧龄超过45天时则增施碳酸氢铵20kg/亩。
4.根据权利要求1所述的苏北地区基于消纳规模化猪场沼液的水稻栽培方法，其特征在于：步骤（7）分次追施穗粒肥时，当仅施猪沼液导致磷钾肥供应不足时，不足部分在施第一次穗肥时用化学肥料补足，做到平衡施肥。
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