文献类型： 获奖成果

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获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 体系;作物;技术;构建;生产技术体系;绿肥作物;技术体系;体系构建;生产;作物生产;绿肥;生产技术

第一完成单位： 华中农业大学

获奖时间： 2015

摘要： 绿肥是我国传统农业的精华，栽培利用历史悠久，曾对我国农业生产起到了举足轻重的作用，为我国粮食稳定和发展做出了重大贡献。 20世纪80年代以后，由于化学肥料生产能力和使用量增加、农作物复种指数提高等因素导致绿肥种植面积大幅度减少。近年来，农业生产中化肥用量虽然不断增加，粮食增产幅度却减小，生产成本逐年提高是公认的事实，其中一个很重要的原因是重用地、轻养地，绿肥播种面积和有机肥用量严重不足，导致耕地土壤肥力退化。据湖北省耕地土壤监测数据显示，全省土壤肥力总体下降严重，土壤有机质平均含量由1980年的2.4%下降至2007年的1.9%，70%的耕地土壤有机质严重缺乏；土壤养分比例失衡加剧，土壤有效钾平均含量由136 mg/kg下降至79 mg/kg，缺钾面积比例由1981年的19%上升到2007年的65%；土壤酸化趋势明显，菜地尤为突出。贵州省2005-2010年通过测土配方施肥项目在36个县162716个土壤样品调查表明，与第二次土壤普查相比，耕地土壤有机质含量平均下降8.58%、土壤全氮平均下降9.35%。 近年来，日益严重的能源危机和资源枯竭已成为全球性问题，化肥资源的紧缺和价格不断上涨导致施用量呈下降趋势而危及粮食安全，同时化肥施用不当又会导致环境污染等问题。绿肥作物具有轮作倒茬绿肥可以替代化肥，减少化肥投入，降低种植业中的面源污染风险，绿肥也是纯天然的有机肥源，没有抗生素、重金属等残留威胁，完全满足现代社会对于农产品质量安全的生产需求。因此，无论是从缓解当前肥料领域的压力，还是从培肥土壤维持和提高土地生产力、提高农产品质量来考虑，都应该重新重视绿肥的生产和应用。 当前，地处长江中上游的湖北、贵州常年有冬闲田1000多万亩，还有大量可利用的作物茬口间隙、果桑茶烟等作物行间空地，同时有大量待培肥改良的中低产田，具有发展绿的广阔空间。实事上，近年不同方面对合理种植和利用绿肥的呼声越来越高，人们已重新认识到科学利用绿肥是促进和保障农业可持续发展的重要途径。 然而，过去的二十多年中，受绿肥作物生产萎缩影响，绿肥相关科学研究几近停滞。当前，为适应现代农业生产中绿肥生产利用的需求，亟待优化集成适合我国不同农业生态区域的绿肥生产利用技术模式，明确绿肥与土壤环境、主作物生产利用之间相关作用关系，为利用绿肥提升土壤可持续生产力提供技术支撑。 为此，从2008年开始，针对地处长江中上游的湖北、贵州当前生产实际，立项开展绿肥作物生产与综合利用技术创新及集成研究，由华中农业大学联合区域优势单位湖北省耕地质量与肥料工作总站、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、湖北省农业科学院植保土肥研究所、贵州省土壤肥料研究所，以利用绿肥技术提升耕地质量、减少化肥用量、消减冬闲田为目标，开展试区内适宜绿肥品种筛选，提纯培育适合本区域的绿肥种质资源，针对制约当前绿肥生产利用的关键技术研发创新，揭示绿肥生产利用培肥土壤、增产增效以及生态环境效应机制，创新集成适合不同种植制度的绿肥生产利用技术模式，进行绿肥生产利用技术示范和推广，推动绿肥作物在湖北省、贵州省生产利用的快速恢复和发展，提升耕地可持续生产能力，增加粮食产量和品质。 项目执行和实施过程中得到农业部、科技部、财政部以及湖北省和贵州省科技厅、农业厅的支持和指导，主要支持项目由： （1）公益性行业（农业）科研专项经费项目，“绿肥作物生产与利用技术集成研究及示范”协作研究任务，“鄂贵地区绿肥作物生产与利用技术集成研究及示范”，编号200803029，2008-2010 （2）科技部国家科技支撑计划重点项目：长江中下游水旱轮作区高效施肥关键技术研究与示范（2008BADA4B08），2008-2010 （3）国家土壤有机质提升补贴项目，2008-2014 （4）公益性行业（农业）科研专项经费项目，“绿肥作物生产与利用技术集成研究及示范”协作研究任务，“湖北农区及川鄂橘园绿肥作物生产与利用技术集成研究及示范”，编号201103005，2011-2015 技术原理：采用植物营养学、土壤学、肥料学、作物栽培学、农业机械系、动物营养学等知识原理，交叉渗透，由具有具有不同学科背景的20位项目成员协作完成。 性能指标：采用研发的技术，绿肥鲜草产量提高25%～58%，绿肥种子产量提高14.4%～39.4%。绿肥翻压利用可替代化肥20%～40%，同时作物增产5.4%以上，化肥利用率提高5.8%～14.4%，纯收入增加62～207元/亩，土壤有机质相对提升0.93%～15.6%，土壤容重降低6.6%-11.4%。 整理评价了绿肥种质资源，构建了资源性状和图像数据库，提纯复壮了“咸宁种紫云英”。创新完善了8项绿肥生产与利用关键技术。包括稻田绿肥作物高效栽培、棉田旱地紫云英留种、稻田绿肥刈割翻压机械、紫云英与稻草氮碳互济高效培肥土壤、紫云英与油菜绿肥混播高效培肥土壤、稻-油两熟模式中油/肥间作同步培肥土壤、苕子草粉生产加工及饲用、基于绿肥的有机稻米生产等技术。集成创新了试区水稻-绿肥、玉米-绿肥、烟草-绿肥、橘园-绿肥等绿肥生产与利用技术模式4项。揭示了绿肥培肥土壤和增产增效的关键机制，明确了其生态环境效应。 1、技术成熟度 项目组20名成员经历7年潜心研究开发，集成创新的适宜于水稻、玉米、烟草、柑橘的绿肥生产与综合利用技术，经过大面积的试验示范和推广检验，利用该技术可以显著改善土壤肥力，减少化肥用量，提高农作物产量。 2、适用范围 适用于湖北、贵州水稻、玉米、烟草、柑橘种植制度中冬季绿肥作物种植和利用，也可供试区内条件类似的农作制度绿肥作物生产借鉴，或者其他省市气候和农作条件类似区域使用。 3、安全性 绿肥作物利用冬闲田或空闲茬口或作物行间种植绿肥，利用绿肥的轮作倒茬、翻压还田等改善土壤肥力，提高主作物产质。研究区域内有大量的空闲田和茬口间隙，绿肥种植利用不存在与农作物竞争用地，绿肥生产过程一般不需用肥用药。因此，绿肥生产利用技术不存在风险，是一项有效的绿肥农业生产技术。 1、应用情况 2008～2014年，在湖北、贵州推广绿肥技术共计702.05万亩，增产稻谷14887.85万公斤、玉米8359.24万公斤、烟草378.13万公斤、柑橘1908.35万公斤，新增产值6.9267亿元，节约化肥（折纯）3374.49万公斤，节省肥料投入 1.9572亿元，扣除绿肥种子投入、播种和翻压利用成本，增加纯收入6.0757亿元。 2、存在问题 受绿肥团队人力物力限制，本期项目对试区内最主要农作制（水稻、玉米、烟草、柑橘）中绿肥生产利用技术开展了创新研究和示范推广。试区内其他农作物制度如，棉花、蔬菜等以及夏季绿肥、水田绿肥的生产利用技术有待进一步研究。无