專利名稱：一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，屬于土壤改良技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
近二十年來，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，塑料大棚、日光溫室等為主的設(shè)施 栽培體系發(fā)展很快，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)也已成為我國農(nóng)業(yè) 中最具國際競爭力的領(lǐng)域。設(shè)施園藝的發(fā)展不僅極大地滿足了人民生活水平提高的需要， 而且已成為改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要手段。然而，由于種植習(xí)慣、技術(shù)限制和市場 等原因，農(nóng)民往往在同一設(shè)施內(nèi)長期種植單一作物，加上不合理的水肥管理和作物病蟲害 防治措施，導(dǎo)致設(shè)施土壤退化嚴(yán)重，連作障礙問題突出。由于土壤質(zhì)量下降，園藝產(chǎn)品的產(chǎn) 量和質(zhì)量的降低，不僅威脅著設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且影響環(huán)境質(zhì)量，危及人類健 康。因此，土壤質(zhì)量下降已經(jīng)對食品安全和生態(tài)環(huán)境造成威脅，嚴(yán)重制約了我國設(shè)施園藝產(chǎn) 業(yè)的進一步發(fā)展。由于長期連作，化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品不合理投入的現(xiàn)象普遍發(fā)生，尤其是氮肥 過量投入的問題十分突出，造成目前設(shè)施栽培中的土壤適耕性很差，土壤C/N失調(diào)，土壤出 現(xiàn)鹽漬化、酸化以及微生物區(qū)系惡化，土壤生產(chǎn)能力顯著下降，農(nóng)民不得不換土或重新選地 建棚，造成巨大浪費。另一方面，隨著連年種植時間的延長，土傳病害發(fā)生嚴(yán)重，如黃瓜枯萎 病、番茄枯萎病、辣椒疫病、根結(jié)線蟲病等，尤其是寄主范圍很廣的根結(jié)線蟲發(fā)生頻繁，病蟲 害的危害及其防治造成了農(nóng)民收益的直接下降，農(nóng)民更多的采用加大化肥、農(nóng)藥等用量來 彌補損失，使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量進一步下降，形成惡性循環(huán)，對我國設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè) 的健康、持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前，針對設(shè)施蔬菜土壤退化采取的主要措施是進行土壤改良，使用一些土壤改 良劑，如專利文件CN101531905提供一種設(shè)施園藝土壤次生鹽漬化改良劑，采用包括風(fēng)化 煤或褐煤、沸石和蛭石等改良土壤的鹽漬化；專利文件CN101368103AQ00710012471.4) 一種防控設(shè)施蔬菜硝酸鹽污染的土壤調(diào)理劑及其制備方法，其采用硝化抑制劑雙氰胺、3， 4- 二甲基吡唑磷酸鹽、天然沸石45-52%和褐煤等防止設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽污染。這些方 法都是針對設(shè)施菜地土壤質(zhì)量退化的某單一方面，而生產(chǎn)者也難以充分掌握從而較大程度 地影響其應(yīng)用效果。綜合分析目前沒有形成一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方 法，防止土壤退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合我國設(shè)施菜地土壤障礙的主要問題，提供了一 種適應(yīng)性廣與移植性強的設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的維持方法。發(fā)明綜述本發(fā)明針對影響目前我國設(shè)施菜地土壤質(zhì)量退化的主要因素，經(jīng)過大量科學(xué)試驗，提出了以土壤C/N比調(diào)控為主，結(jié)合農(nóng)家肥控制技術(shù)、氮肥精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)、灌溉技術(shù)以 及填閑作物種植技術(shù)，形成了一種科學(xué)、簡便、易行的維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的 方法，該方法可廣泛適用于我國設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)過程。發(fā)明詳述一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，是以下步驟A-D中之一或組合A:土壤C/N比調(diào)控采用C/N20 1以上的材料做調(diào)理劑，調(diào)理劑在施用前充分腐熟，用量為 1000-1500公斤/畝，并且其中所含的C與施入化肥中N的比例以13-16 1為宜。調(diào)理劑 的施用方法為全面撒施，之后及時進行翻耕，使其充分與土壤混勻。B:氮肥精準(zhǔn)調(diào)控設(shè)施菜地在肥料施用方面采用農(nóng)家肥控量施用與氮肥精準(zhǔn)調(diào)控，方法如下農(nóng)家肥施用前經(jīng)過高溫堆制腐熟，鹽分的含量應(yīng)控制在1.5%以下，用量以 10-15m3/畝為宜，施用方式為全面撒施，可與C/N比調(diào)理劑同施，之后進行翻耕。氮肥施用依據(jù)土壤中硝態(tài)氮的測定數(shù)值，實時施用，每次施肥前測定土壤0-60cm 土層硝態(tài)氮含量，根據(jù)公式追施氮量=氮素目標(biāo)值-土壤硝態(tài)氮含量-灌溉水中氮素含量 來確定氮肥施用量，其中氮素目標(biāo)值設(shè)定為果實膨大期250kg ·1ιπΓ2、采收初期250kg ΑπΤ2、 采收盛期300kg · hm_2、采收末期200kg · hm_2。C:節(jié)水灌溉在設(shè)施蔬菜栽培畦中心點、兩行蔬菜中間點安裝負(fù)壓式土壤水分張力計，土壤水 分張力計的陶土頭埋設(shè)深度為15-22cm，設(shè)定茄果類蔬菜的灌溉指標(biāo)為25-30KPa，瓜類蔬 菜的灌溉指標(biāo)為17-22KPa，當(dāng)土壤水分張力計讀數(shù)高于灌溉指標(biāo)即行灌溉，灌溉量設(shè)定為 夏秋季每畝30-35m7次，冬春季每畝20-25m7次。D 種植添閑作物設(shè)施蔬菜夏季休閑期種植添閑作物，按蔬菜一添閑作物一蔬菜輪作種植。添閑 作物優(yōu)選禾本科作物。進一步優(yōu)選的，步驟A中所述調(diào)理劑材料選自腐熟秸稈、牛糞、廄肥之一或組合。上述步驟C中所述的負(fù)壓式土壤水分張力計可從市場購得。進一步優(yōu)選的，步驟D中所述添閑作物為甜玉米，根據(jù)上茬蔬菜作物拉秧時期，甜 玉米在5月底至6月初種植，并根據(jù)下茬蔬菜作物的定植時期在8月底至9月初收獲甜玉 米，甜玉米生育期控制在60-80天；種植密度在3000-4000株/畝，整個生育期不施肥。優(yōu)選的，一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，是以上步驟A、B、C和D的 組合。優(yōu)選的，一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，是以上步驟A、B和C的組合。優(yōu)選的，一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，是以上步驟A與D的組合。優(yōu)選的，一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，是以上步驟D。本發(fā)明的技術(shù)特點如下a.調(diào)控土壤C/N比
設(shè)施菜地土壤C/N值較低是限制提高肥料利用率和作物產(chǎn)量的重要因素，調(diào)控土 壤C/N比是維持設(shè)施蔬菜土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的重要手段。本發(fā)明經(jīng)過大量科學(xué)試驗，提 出采用C/N20 1以上的材料做調(diào)理劑，用量為1000-1500公斤/畝，并且其中所含的C與 施入化肥中N的比例控制在13-16 1為宜。該技術(shù)手段在顯著提高土壤C/N比的基礎(chǔ)上， 明顯改善耕層土壤的理化性狀，從而提高設(shè)施菜地土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力與肥料的利用效 率。b.農(nóng)家肥控量施用與氮肥精準(zhǔn)化施用技術(shù)目前設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中農(nóng)家肥過量施用或未經(jīng)安全處理成為影響設(shè)施菜地土壤質(zhì) 量的重要因素。農(nóng)家肥施用前需經(jīng)過高溫堆制腐熟，其中重金屬、有害微生物的含量均應(yīng)控 制在安全范圍內(nèi)(參照NY 525-2002有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，NaCl等鹽分的含量應(yīng)控制在1.5% 以下；用量以10-15m3/畝為宜。目前設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中氮肥的施用沒有一種科學(xué)、易行的指導(dǎo)方法，農(nóng)民大多憑經(jīng) 驗施肥，氮肥普遍存在過量投入的現(xiàn)象，大量未經(jīng)作物吸收利用的氮素殘存于土壤，或通過 淋溶、揮發(fā)等方式損失，對設(shè)施菜地環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本發(fā)明提出的氮肥精準(zhǔn)調(diào)控技 術(shù)依據(jù)土壤中氮素含量與作物不同時期對氮素的需求規(guī)律確定氮肥施用量，可顯著提高氮 肥的利用效率，實現(xiàn)節(jié)本增效的同時減少氮肥過量施用對產(chǎn)地環(huán)境造成的污染。c.節(jié)水灌溉技術(shù)目前我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中農(nóng)民普遍采用大水漫灌的灌溉方式，但灌溉時期與灌溉 量基本都是根據(jù)經(jīng)驗，過量灌溉的現(xiàn)象普遍存在，不但造成嚴(yán)重的水資源浪費，而且使土壤 中氮素等營養(yǎng)元素淋溶損失增加，地下水污染嚴(yán)重。本發(fā)明提出采用節(jié)水灌溉技術(shù)指導(dǎo)設(shè) 施蔬菜灌溉，在節(jié)約水資源與提高水分生產(chǎn)效率的同時，大大降低土壤中氮素通過淋溶污 染地下水的威脅。d.添閑作物技術(shù)設(shè)施蔬菜夏季休閑期種植添閑作物是減少土壤中硝酸鹽過量累積的有效措施，選 擇種植甜玉米等禾本科作物，形成蔬菜一甜玉米一蔬菜的優(yōu)化輪作種植制度，可有效改善 土壤理化性狀，降低設(shè)施菜地土壤次生鹽漬化的發(fā)生程度，維持、保障土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能 力。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)良效果1.在不增加投入成本的情況下，通過農(nóng)家肥控制技術(shù)與氮肥精準(zhǔn)施用技術(shù)，提高 氮肥利用效率，減少傳統(tǒng)肥料用量，降低因氮肥過量施用造成的設(shè)施菜地土壤環(huán)境質(zhì)量問 題，提高設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力。2.通過C/N比調(diào)控技術(shù)與填閑作物種植技術(shù)，減少土壤中硝態(tài)氮等過量累積，降 低其淋溶造成的環(huán)境風(fēng)險，顯著改善土壤環(huán)境質(zhì)量，有效防治土傳病害與連作障礙的發(fā)生。3.通過節(jié)水灌溉技術(shù)根據(jù)指標(biāo)指導(dǎo)農(nóng)民灌溉，綜合考慮了作物不同生育期對水分 的需求及土壤本身含水狀況，提高了水分生產(chǎn)效率，節(jié)省了水資源。4.本發(fā)明的方法針對了目前我國設(shè)施菜地土壤質(zhì)量退化的主要影響因素，具有科 學(xué)性、簡便易行的優(yōu)勢，推廣前景廣闊。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本發(fā)明。它們僅是對本發(fā)明的進一步說明，而不 是對本發(fā)明的限定。實施例中用的負(fù)壓式土壤水分張力計購自南京傳滴儀器設(shè)備有限公司。實施例1 在山東省壽光是稻田鎮(zhèn)試驗基地選擇1個種植多年黃瓜的日光溫室，溫室一半面 積為農(nóng)民習(xí)慣種植區(qū)(記為I區(qū))，另外一半面積為本實施例應(yīng)用區(qū)(記為II區(qū))，采用步 驟A、D 土壤C/N比調(diào)控與種植填閑作物2項的組合。方法如下春茬黃瓜于2008年5月沈日拉秧后，及時清除田間殘茬后，I區(qū)進行休閑處理，II 區(qū)于2008年6月1日種植填閑玉米(魯甜玉1號)，種植密度3500株/畝，整個生育期不 施肥，8月12日收獲，生育期73天。至甜玉米收獲，測定I區(qū)與II區(qū)耕層土壤電導(dǎo)率(表 1)。II區(qū)玉米收獲后于8月20日按照1200公斤/畝的水平施入腐熟玉米秸稈(調(diào)理劑材 料)進行土壤C/N比調(diào)控，I區(qū)不進行秸稈處理，其他管理措施相同，下一茬(秋冬茬)繼 續(xù)種植黃瓜，秋冬茬黃瓜2008年8月觀日定植，盛瓜期測定耕層土壤鹽分含量與pH值，拉 秧后測定耕層土壤中有機碳含量與黃瓜產(chǎn)量(表1)。由表1可見，II區(qū)填閑作物種植后， 土壤電導(dǎo)率較農(nóng)民習(xí)慣區(qū)(I區(qū))降低39.4%，明顯減少了鹽分積累；II區(qū)在黃瓜盛瓜期施 入秸稈后使耕層土壤中鹽分含量較I區(qū)減少了 39. 2%, pH值顯著增加，拉秧后土壤中有機 碳含量較I區(qū)增加了 26. 2%，黃瓜產(chǎn)量較I區(qū)增加了 24. 7%，表明種植填閑作物與土壤C/N 比調(diào)控2項的組合的方法在顯著增加作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，可明顯減少設(shè)施菜地土壤鹽分積 累，預(yù)防土壤鹽漬化與酸化，提高耕層土壤中有機碳含量，改善土壤性狀，從而明顯提高設(shè) 施菜地土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力。表1不同處理對土壤質(zhì)量狀況及作物產(chǎn)量的影響
權(quán)利要求
1.一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，是以下步驟A-D中之一或組合A 土壤C/N比調(diào)控采用C/N20 1以上的材料做調(diào)理劑，調(diào)理劑在施用前充分腐熟，用量為1000-1500公 斤/畝，并且其中所含的C與施入化肥中N的比例以13-16 1為宜；調(diào)理劑的施用方法為 全面撒施，之后及時進行翻耕，使其充分與土壤混勻；B 氮肥精準(zhǔn)調(diào)控設(shè)施菜地在肥料施用方面采用農(nóng)家肥控量施用與氮肥精準(zhǔn)調(diào)控，方法如下農(nóng)家肥施用前經(jīng)過高溫堆制腐熟，鹽分的含量應(yīng)控制在1.5%以下，用量以10-15m3/畝 為宜，施用方式為全面撒施，可與C/N比調(diào)理劑同施，之后進行翻耕；氮肥施用依據(jù)土壤中硝態(tài)氮的測定數(shù)值，實時施用，每次施肥前測定土壤0-60cm 土層 硝態(tài)氮含量，根據(jù)公式追施氮量=氮素目標(biāo)值-土壤硝態(tài)氮含量-灌溉水中氮素含量來確 定氮肥施用量，其中氮素目標(biāo)值設(shè)定為果實膨大期250kg ·1ιπΓ2、采收初期250kg ·1ιπΓ2、采收 盛期 300kg · hm_2、采收末期 200kg · hm_2 ；C 節(jié)水灌溉在設(shè)施蔬菜栽培畦中心點、兩行蔬菜中間點安裝負(fù)壓式土壤水分張力計，土壤水分張 力計的陶土頭埋設(shè)深度為15-22cm，設(shè)定茄果類蔬菜的灌溉指標(biāo)為25-30KPa，瓜類蔬菜的 灌溉指標(biāo)為17-22KPa，當(dāng)土壤水分張力計讀數(shù)高于灌溉指標(biāo)即行灌溉，灌溉量設(shè)定為夏秋 季每畝30-35m7次，冬春季每畝20-25m7次；D 種植添閑作物設(shè)施蔬菜夏季休閑期種植添閑作物，按蔬菜一添閑作物一蔬菜輪作種植；添閑作物為 禾本科作物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟A中所述調(diào)理劑材料選自腐熟秸稈、牛糞、廄肥之一或組合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟D中所述添閑作物為甜玉米，根據(jù)上茬蔬 菜作物拉秧時期，甜玉米在5月底至6月初種植，并根據(jù)下茬蔬菜作物的定植時期在8月底 至9月初收獲甜玉米，甜玉米生育期控制在60-80天；種植密度在3000-4000株/畝，整個 生育期不施肥。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，是步驟A、B、C和D的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，是步驟A、B和C的組合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，是步驟A與D的組合。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，是步驟D。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種維持設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力的方法，針對目前我國設(shè)施菜地土壤質(zhì)量退化的主要原因，本發(fā)明的方法主要包括以土壤C/N比調(diào)控技術(shù)為核心，結(jié)合氮肥精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)、節(jié)水灌溉技術(shù)以及填閑作物種植技術(shù)等技術(shù)措施。本發(fā)明所形成的技術(shù)方法科學(xué)、簡便、易行，在極大提高化肥、灌溉水等農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)效率的同時，提高作物產(chǎn)量，真正實現(xiàn)節(jié)本增效，并且顯著改善土壤理化性狀，提高設(shè)施菜地土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力。
文檔編號A01C21/00GK102057827SQ20101051263
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者劉兆輝, 宋效宗, 徐鈺, 林海濤, 江麗華, 石璟, 高新昊 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所