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沙地苜蓿草地的水溶性肥料制备技术

成果类型:: 发明专利,新技术

发布时间: 2023-11-13 14:20:54

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 靳小莲 | 2023-11-13 14:20:54

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研发了沙地苜蓿草地水溶性肥料的制备技术。这种技术不但可以实现苜蓿生产中的水肥一体化,苜蓿水肥的精细化管理,而且可以促进微量元素的均衡吸收,提高苜蓿的抗性,实现沙地苜蓿产量和品质的提升,该技术方法简单,原料易得,成本低廉。

紫花苜蓿是我国分布最广、栽培历史最久、经济价值最高的豆科牧草,被誉为“牧草之王”。目前用于苜蓿草地的肥料皆为常规复合化学肥料,通常以氮、磷、钾肥料和有机质为原料制备而成,可显著增加中低产田紫花苜蓿的产量和质量,然而,由于沙地土壤中的有机质和微量元素含量较低,养分比例不均衡,容易造成植物营养吸收不均衡,肥料利用率低,资源浪费,地下水污染等问题。沙地苜蓿草地的水溶性肥料技术包括水溶性肥料的制备方法和用途。用于沙地苜蓿草地的水溶性肥料包括有机肥原料、大量元素无机肥原料、微量元素无机肥原料和添加剂。制备方法是将原料黄腐酸钾(300-400)、磷酸一铵(315-384)、硝酸钾(210-224)、尿素(48-61)、硫酸锌(26-34)、硫酸铜(8-12)、硼酸(3.0-4.2)、硫酸锰(25-33)和水溶肥活性剂(十二烷基苯磺酸钠)按比例搅拌,混合均匀,即得。本技术制备的水溶性肥料不但可以实现苜蓿草地的均衡施肥、高效利用,还可以提高苜蓿的越冬能力,从而提高苜蓿的产量和品质,提高苜蓿的利用年限。

依据本技术在内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗基地开展沙地苜蓿草地的水溶性肥肥效试验研究,试验地区土壤呈中性偏碱性,水溶性肥料使苜蓿产量比不施肥处理140%左右,比常规肥料施肥处理高20%左右,与肥力中等种植的苜蓿产量相等。施用该技术的苜蓿粗蛋白(CP)含量均在20%以上,酸性洗涤纤维(ADF)小于30%、中性洗涤纤维(NDF)小于36%,参照中国农业部农业行业标准NY/T1170‑2006,均达到特级苜蓿水平。本技术利用了黄腐酸钾的抗逆性作用以及有效的矿质元素配比,使得苜蓿植株可以在贫瘠的沙地有效、均衡地吸收营养物质,从而健壮的生长,保证其高产优质,实现了对沙地的高效利用。

用于沙地苜蓿草地水溶性肥料包括有机肥原料、大量元素无机肥原料、微量元素无机肥原料和添加剂。有机肥原料为黄腐酸钾,而添加剂则为水溶肥活性剂。沙地苜蓿草地水溶性肥料的制备技术采用简单易得的原料,降低了肥料成本,不仅可以提高苜蓿的营养吸收效率,还可以增强植物对逆境的抵抗能力。这种肥料的应用不仅可以实现沙地苜蓿的高产高质,还能够降低对化学合成肥料的依赖,减少对环境的污染,具有良好的经济效益和环境效益,对农业产业具有积极的推动意义。主要的亮点如下:

1.由于沙地土壤的有机质含量低,养分少,且营养离子间具有拮抗和促进作用,使得植物对矿质元素的吸收不能按需进行,而本技术基于苜蓿生长特点采用了含有不同重量百分比配比的含有氮、磷、钾、铜、锌、硼、硫、锰元素的无机肥原料,并将黄腐酸钾作为有机肥原料,使苜蓿在沙地土壤均衡地吸收其所需的矿物质营养,保证了苜蓿的产量和品质;

2.本技术利用具有良好水溶性的黄腐酸钾有机肥,加入无机肥料和水溶性活性剂后,形成了含有有机养分和无机养分的适用于苜蓿生长特点的全水溶性肥料。使本技术提供的水溶性肥料能够迅速溶于水中,更容易被作物吸收,吸收利用率高,适用于喷滴灌等设施农业,实现水肥一体化,达到省水省肥省工的效能,为苜蓿种植的精准农业提供基础;

3.由于沙地土壤施用了本技术提供的水溶性肥料,使得苜蓿可以在沙地正常生长,其产量和品质都没有在沙地环境中降低,可见,本技术提供的水溶性肥料不但为苜蓿提供了使其正常生长的充足养分,而且为有效利用沙地,固定沙地起到了重要作用,抑制沙地土壤的水土流失,恢复生态环境;

4.本技术提供的肥料,兼顾了紫花苜蓿营养需求和不同养分当季利用率,尤其是减少氮素份额,促进紫花苜蓿生物固氮,增加钾素份额,提高紫花苜蓿的抗性能力,延长了紫花苜蓿的利用年限;

5.本技术提供的肥料,制备简单,原料易得,可以大规模集约化生产,便于推广应用。

本项目研制的水溶性肥料是一种减少氮肥用量的肥料,适用于我国沙地苜蓿种植企业的草地管理策略。该技术模式操作简单、原料易得、成本低廉。

依据本技术在内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗基地开展沙地苜蓿草地的水溶性肥肥效试验研究,试验地区土壤呈中性偏碱性,虽然本技术提供的肥料成分中氮素较少、钾素较多、且不包含钼、镁、铁等营养元素,但植物组织样本中的大量元素与微量元素仍处于基本足够或足够的标准范围内说明本技术提供的肥料充分利用了离子间的拮抗和促进作用,促进了苜蓿植物对中微量元素的吸收,而且使得其自身固氮能力完全满足了其自身所需,生长健壮,抗逆能力强,使即便在贫瘠的沙地也可以正常地生长。水溶性肥料使苜蓿产量比不施肥处理140%左右,比常规肥料施肥处理高20%左右,与肥力中等种植的苜蓿产量相等。施用该技术的苜蓿粗蛋白(CP)含量均在20%以上,酸性洗涤纤维(ADF)小于30%、中性洗涤纤维(NDF)小于36%,参照中国农业部农业行业标准NY/T1170‑2006,均达到特级苜蓿水平。本技术利用了黄腐酸钾的抗逆性作用以及有效的矿质元素配比,使得苜蓿植株可以在贫瘠的沙地有效、均衡地吸收营养物质,从而健壮的生长,保证其高产优质,实现了对沙地的高效利用。

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所草地生态与管理团队,多年从事草地管理相关的教学科研工作,主要研究方向有草地生态学、草地养分管理、草地资源保护与利用等方面的研究工作。团队成员有国家牧草产业技术体系养分管理岗位科学家,成员包括研究员1名,副研究员1名,助理研究员2名,科研助理2名,研究生4名。研究制定了国家标准“草原健康状况评价标准”(GB/T 21439-2008),建立了定量评价草地生态状况的新方法。制定了国家标准《牧草抗性鉴定技术规范 耐酸性评价》(GB/T 37068-2018)和《牧草抗性鉴定技术规范 耐热性评价》(GB/T 37314-2019)。研究制定了农业行业标准“草地测土施肥技术规程 紫花苜蓿”(NY/T 2700-2015),发表论文200余篇,主编参编专著10余本,获得国家专利授权和软件著作权60余项,获得国家科技进步三等奖1项,省部级奖励7项。

(1) 经济效益

依据本技术在内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗基地开展沙地苜蓿草地的水溶性肥肥效试验研究,试验地区土壤呈中性偏碱性,水溶性肥料使苜蓿产量比不施肥处理140%左右,比常规肥料施肥处理高20%左右,与肥力中等种植的苜蓿产量相等。施用该技术的苜蓿粗蛋白(CP)含量均在20%以上,酸性洗涤纤维(ADF)小于30%、中性洗涤纤维(NDF)小于36%,参照中国农业部农业行业标准NY/T1170‑2006,均达到特级苜蓿水平。本技术利用了黄腐酸钾的抗逆性作用以及有效的矿质元素配比,使得苜蓿植株可以在贫瘠的沙地有效、均衡地吸收营养物质,从而健壮的生长,保证其高产优质,实现了对沙地的高效利用。

(2) 社会效益

该技术模式制备方法简单,原料易得,成本低廉,可在我国饲紫花苜蓿沙地种植区大范围推广应用,促进草地生态-生产环境和资源的可持续发展利用,实现苜蓿草地的均衡施肥、高效利用,提高苜蓿的越冬能力和利用年限。项目成果的示范和推广应用,将会充分发挥科技对社会经济的巨大推动作用,有利于和谐社会建设和发展,并为国家的食物安全战略提供物质和科技支撑。

(3) 生态效益

该技术不仅可以有效利用沙地,固定沙地,抑制沙地土壤的水土流失,而且可在最大程度上实现了草地经济效益和生态效益的平衡,提出养分平衡和循环利用的方式,从而提高资源利用效率、减少生态环境影响。项目的实施能以创新驱动方式解决相关关键技术,撬动整个草牧业向着经济型、生态型发展,并为生态中国,绿色中国的国家战略提供科技支撑。

草牧业企业应具有一定的规模和资金实力,能够推动技术的落地。为了成果的进一步细化、扩大本技术的适用范围,研发团队希望有关地区政府部门或农牧业相关企业给予一定的政策和资金支持,协助研发团队扩大技术试点范围。

希望地方政府部门或企业协助团队成员与当地牧民及生产单位对接,团队成员将为各生产主体进行技术培训并在部分有代表性的牧户或单位开展试点工作。