摘要:海南省是我国重要的热带果菜粮产区,农业生产具有耕地复种指数高,养分投入量大,重金属背景值高等特点。致酸肥料长期不合理使用,加快了土壤酸化速度,加剧了土壤环境压力。技术团队针对以上突出问题,采用“核心治酸—协同控镉—动态优化”的系统方法,研制了含腐植酸碱性功能产品,配套水肥一体化、化肥减量、叶面阻控等技术措施,有效遏制土壤酸化、钝化重金属活性,提升当季土壤pH0.3—0.5个单位,提高土壤有机质含量5%,降低可食用部位镉含量20%—35%,阻控重金属向作物地上部转运富集,改善耕地土壤环境质量,确保农产品质量安全,进一步实现边生产边修复边提升。对保障热带特色高效农业绿色高质量发展起到强有力技术支撑。近年来,该技术已在热区(海南、湖南、湖北、福建、广东、广西、四川、云南等)多省市进行推广应用,示范作物包括了水稻、树仔菜、圣女果、百香果、辣椒、柚子、草莓等作物,实施应用10余年以上,累计示范推广面积10余万亩。
一、技术概述
(一)背景情况
土壤酸化调节和重金属污染修复措施主要包括使用碱性改良剂(钝化剂)、科学施肥、调整作物及耕作模式等。其中使用碱性改良剂(钝化剂)因操作简便,易于实施而被普遍应用,如施用石灰、钢渣磷肥、生物质炭以及钙镁磷肥等,但部分改良产品受虽见效快但易出现反弹、产生二次污染、成本高等因素影响难以大面积推广应用。近年来,一些新型、轻简化的土壤调理剂不断出现。
技术团队针对热区耕地土壤呈酸性、重金属高背景值及高集约化利用等特点,基于腐植酸富含活性官能团和生物刺激素功能,可与重金属产生吸附、络合螯合等交互作用,降低重金属生物有效性,还能增加养分有效性,提高养分利用率,促进作物生长。研制了含腐植酸碱性水溶肥功能产品,基于该技术产品配套水肥一体化、化肥减量、叶面阻控等技术措施,能够有效调节土壤酸碱度,有效抑制土壤酸化,解决酸化引起的土壤养分失活、重金属活性增强等问题,还能减少化学肥料使用量,改善热区耕地土壤环境质量,阻控重金属向作物地上部转运富集,确保农产品质量安全,进一步实现边生产边修复边提升,对保障热带特色高效农业绿色高质量发展起到强有力技术支撑。
(二)推广应用情况
近3年来,围绕火龙果、荔枝、百香果、樱桃番茄、常年蔬菜、水稻等特色作物产业,在陵水、昌江、文昌、澄迈、五指山等市县分别联合陵水黎族自治县农业技术管理局、澄迈县农业技术推广中心、昌江黎族自治县现代农业发展服务中心、五指山市农业机械与农技中心等单位开展种植基地酸性土壤改良、有害金属活性阻控试验示范与推广应用工作,累计示范应用面积达1.2万余亩,有效提升当季土壤pH0.3—0.5个单位,降低有害金属有效性30%,提升作物产量8%—15%,同时,有效减少常规化肥使用量15%。围绕海南定安、文昌和昌江的受污染耕地治理项目,通过指导使用土壤改良剂和叶面阻控剂降低重金属Cd、Cr、As、Hg、Pb活性,累计2万余亩,有效调控耕地质量安全。
(三)技术效果
在海南海口、定安、五指山、陵水、昌江等市县水稻、树仔菜、火龙果、百香果、叶菜类作物上进行试验示范、推广应用效果表明,该技术对改善土壤环境质量和农产品产量品质具有明显提质增效作用。
一是改善耕地土壤环境质量,有效提升当季土壤pH0.3—0.5个单位,提升土壤有机质含量5%左右,降低土壤交换性铝含量15%左右、降低土壤锰含量近30%,抑制酸化、有害金属对作物毒害。
二是提质增产,阻控重金属镉向水稻、树仔菜等镉易富集作物可食用部位转运富集,有效降低镉含量20%—35%,达到食品安全标准,保障农产品质量安全。同时促进作物产量形成,在百香果、火龙果等作物上作追肥,可促进产量提升10%以上,增加产出效益,围绕昌江县大安村黑皮冬瓜产业长期面临的土壤质量退化、施肥过量和连作障碍等系统性难题,通过系统实施土壤地力精准监测与分区提升、优化施肥结构、集成绿色生物防治技术三大关键措施。解决土壤理化性状得以改善,板结现象有效缓解,团粒结构明显恢复有效遏制了土壤退化趋势,使用具有改良功能的高效水溶肥替代传统化肥,亩产平均增产8%以上,通过“核心示范区+辐射带动”模式,累计推广面积达8000亩,为昌江黑皮冬瓜产业可持续发展提供了可复制、可推广的样板,效果得到施用农户和村委会认可。
三是有助于减肥增效,部分替代常规化肥,减肥30%条件下,氮肥养分利用率提高35%,干物质重增加25%。化肥减施有利于农民节本增收,有效降低化肥不合理施用引起的土壤环境质量问题及次生环境污染,对助力农业产地绿色、产品优质、产出高效的可持续发展具有重要支撑作用。
(四)入选和获奖情况
该技术中部分核心成果于2012年和2017年分别获得海南省科技进步奖三等奖,2020年获得中国热带农业科学院成果转化奖二等奖,2022年海南省科学进步一等奖。
2023年入选农业农村部农业主推技术(碱性腐植酸水溶肥热区酸性土壤改良技术),2024、2025年分别入选海南省农业主推技术(耕地土壤酸化、重金属污染协同治理修复技术)。该技术已在热区(海南、湖南、湖北、福建、广东、广西、四川、云南等)多省市进行示范推广应用,10余年累计示范推广面积10余万亩,为种植户节本增收近亿元。近3年,围绕火龙果、荔枝、百香果、樱桃番茄、常年蔬菜、水稻等特色作物产业,在陵水、昌江、文昌、澄迈、五指山等市县分别联合陵水黎族自治县农业技术管理局、澄迈县农业技术推广中心、昌江黎族自治县现代农业发展服务中心、五指山市农业机械与农技中心等单位开展种植基地酸性土壤改良、有害金属活性阻控试验示范与推广应用工作,累计示范应用面积达1.2万余亩,有效提升当季土壤pH0.3—0.5个单位,降低有害金属有效性近30%,提升作物产量8%—15%,同时,有效减少常规化肥使用量15%以上。
二、技术要点
(一)核心技术
1. 调酸改土控镉技术。该技术载体碱性腐植酸水溶肥,pH值(1:250倍稀释)约9.8,腐植酸≥30g/L,N+P2O5+K2O≥200g/L,采用产品配方组分有效中和土壤H+,提高土壤pH值,提高阳离子交换量,增强土壤酸碱缓冲性能,钝化重金属Cd和降低交换态铝含量,有效治理土壤酸化及因酸化加剧重金属活性问题,为作物生长营造良好的土壤微环境,保障农产品质量安全。
2. 化肥减施增效技术。利用该技术载体碱性腐植酸水溶肥可部分替代常规化肥使用,产品配方中养分元素可提供作物养分供给,腐植酸成分还能增加养分有效性,提高养分利用率,促进作物生长。建议适宜替代比例为15%—30%,大田作物底肥适当施入生物有机肥200—300kg,结合水肥一体化设施有效减少化肥使用量,助推化肥减量增效行动,促进热带特色高效农业绿色高质量发展。
(二)配套技术
1. 水肥一体化技术
针对火龙果、樱桃番茄、叶菜等作物,配套水肥一体化措施,采用少量多次施用方式,实现节水节肥、省时省工、节本增效和提高肥料利用率的优势,增强该技术效率效果。
2. 测土配方施肥技术
通过测定土壤养分含量现状,根据土壤供肥、作物需肥等因素,结合作物目标产量,确定养分元素施用总量和施用时间,做追肥时,调整该技术载体碱性腐植酸水溶肥使用量,达到养分平衡供应,避免肥料浪费和面源污染。
3. 叶面阻控技术
针对水稻等重金属镉易富集作物,采用土施载体碱性腐植酸水溶肥+喷施叶面硅肥(在水稻分蘖期、抽穗期、灌浆期等关键节点喷施,以叶面滴水为原则),阻控镉向稻米转运富集效果更佳。
三、适宜区域
适宜海南省耕地土壤酸化、中轻度污染耕地安全利用等生产区。
四、注意事项
1. 该技术载体碱性腐植酸水溶肥不宜与农药一起混用,建议分时间段使用,应避免雨天。
2. 该技术载体碱性腐植酸水溶肥,pH值(1:250倍稀释)约9.8,使用时需做好防护,以防进入眼睛、腐蚀手皮肤,需要稀释500—1000倍施用。
3. 配套技术叶面硅肥需使用雾化效果较好喷雾器进行叶面喷施,勿和农药或其它叶面硅肥混合喷施,勿在太阳暴晒时喷施。
五、技术依托单位
(一)中国热带农业科学院分析测试中心
联系地址:海口市龙华区学院路4号
邮政编码:571101
联 系 人:赵敏
联系电话:15289776625
电子邮箱:zmhb313@163.com
(二)海南省农业生态与资源保护总站
联系地址:海口市琼山区兴丹路16号
邮政编码:571119
联 系 人:倪斌
联系电话:18976751275
电子邮箱:185453640@qq.com
(三)海南省农民科技教育培训中心
联系地址:海口市流芳路2号
邮政编码:571100
联 系 人:李英
联系电话:0898-65854074
电子邮箱:ngx2198@126.com
(四)陵水黎族自治县农业技术管理局
联系地址:陵水黎族自治县椰林南干道农产品质量监管大楼
邮政编码:572400
联 系 人:陈国明
联系电话:13876469172