專(zhuān)利名稱(chēng)：一種消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)土地治理與農(nóng)業(yè)利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種快速去除設(shè)施菜地土壤硝態(tài)氮，消除土壤酸化、次生鹽漬化的方法。
背景技術(shù)：
由于大量施用氮肥，設(shè)施蔬菜地土壤硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子快速累積，并伴隨著土壤酸化和鹽漬化，導(dǎo)致土壤嚴(yán)重退化，嚴(yán)重影響蔬菜生產(chǎn)；同時(shí)，土壤中積累的硝態(tài)氮通過(guò)淋洗，大量進(jìn)入水體，帶來(lái)嚴(yán)重的水體污染問(wèn)題。消除蔬菜地土壤積累的硝態(tài)氮既可以減少對(duì)環(huán)境的污染，又可以緩解蔬菜地土壤的鹽漬化，改良土壤性質(zhì)。因此，既快速有效的去除蔬菜地土壤積累的硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子，又同時(shí)提高土壤PH值，具有十分重大的意義。防治設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤酸化和減少土壤硝態(tài)氮積累方面已有一些文獻(xiàn)報(bào)道，南京土壤研究所CN201010M1852.3，基于堿渣和稻糠的酸性土壤復(fù)合改良劑及其應(yīng)用；淮海工學(xué)院CN201010234414. 2，基于堿渣和稻糠的酸性土壤復(fù)合改良劑及其應(yīng)用；青島農(nóng)業(yè)大學(xué) CN201010297348. 3 一種酸化土壤改良劑的配方及其制備方法；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所CN201010273950. 3 一種利用作物秸稈防治蔬菜土壤連作障礙的方法；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所CN20101(^66158. 5 一種兼顧(X)2施肥的設(shè)施菜地土壤改良劑及其制備方法；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所CN200910018585. 9 一種營(yíng)養(yǎng)型果園酸化土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所CN200710175706. 1 一種菜田土壤改良劑及其制備方法等都對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤改良作了大量的工作。眾所周知，水旱輪作是消除蔬菜地土壤退化的有效手段之一。但是由于市場(chǎng)需求和生產(chǎn)習(xí)慣，對(duì)于長(zhǎng)期從事蔬菜種植的菜農(nóng)，在蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中安排一季淹水條件下生長(zhǎng)的作物并不容易。菜農(nóng)通常在前后季蔬菜作物的間隙進(jìn)行短期淹水，以消除長(zhǎng)期蔬菜種植導(dǎo)致的土壤退化問(wèn)題，但是實(shí)際改良效果并不顯著。研究表明，在土壤中添加易降解、較大 C/N比的有機(jī)物料可以促進(jìn)土壤微生物同化無(wú)機(jī)氮，但是也不能達(dá)到快速去除硝態(tài)氮，提高 PH的目的。消除硝態(tài)氮的途徑可能包括促進(jìn)微生物對(duì)硝態(tài)氮的同化、將硝態(tài)氮還原為銨態(tài)氮即異化還原成銨過(guò)程、反硝化和淋洗。微生物對(duì)硝態(tài)氮的同化或異化還原成銨均可供后季作物吸收利用，但是該過(guò)程去除硝態(tài)氮的效果有限；反硝化和淋洗都是氮素?fù)p失過(guò)程， 并且可能污染環(huán)境，但如果反硝化過(guò)程徹底，則對(duì)環(huán)境的影響較小。加入石灰等堿性物質(zhì)是改良酸性土壤的常用方法，但是，蔬菜地土壤一般是酸化和次生鹽漬化同時(shí)發(fā)生的，加入堿性物質(zhì)提高土壤PH的同時(shí)會(huì)帶入大量的鹽基離子(如Ca2+)，加重鹽漬化，不能全面改良土壤。在淹水條件下，添加易降解有機(jī)物料則能為硝態(tài)氮等鹽基離子還原提供大量的電子供體和強(qiáng)還原環(huán)境，從而能到達(dá)快速有效的去除蔬菜地土壤積累的硝態(tài)氮等鹽基離子，降低土壤鹽分含量；同時(shí)，硝態(tài)氮還原過(guò)程消耗H+，顯著提高pH，達(dá)到改良設(shè)施菜地土壤性狀的目的。因此，將添加易降解、較大C/N比的有機(jī)物料和短期淹水相結(jié)合是快速去除設(shè)施菜地積累的硝態(tài)氮，改良設(shè)施菜地土壤性狀的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是，針對(duì)目前設(shè)施菜地土壤硝態(tài)氮大量積累、土壤酸化、 次生鹽漬化嚴(yán)重，且防治方法效果差等一系列現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，提出一種快速消除設(shè)施菜地土壤積累的硝態(tài)氮，消除土壤酸化、次生鹽漬化的方法。技術(shù)方案一種消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，向硝態(tài)氮快速累積， 并伴隨著土壤酸化和次生鹽漬化的蔬菜地土壤中加入粉碎的易降解有機(jī)物料，同時(shí)淹水處理并監(jiān)測(cè)土壤PH值、N03_和S042_含量、EC值，當(dāng)？!1值> 5. 5、N03_含量< 10mg/kg、S042_含量下降至初始值的50%3(值< 1. 0時(shí)排水，落干后完成土壤改良。所述有機(jī)物料為農(nóng)作物秸稈或綠肥。土壤酸化和次生鹽漬化參數(shù)為改良設(shè)施菜地種植蔬菜3-4年后，？!1值< 5.0， NOf 含量> 200mg/kg，SO廣含量> 200mg/kg，EC 值> 1. 0。所述農(nóng)作物秸稈為玉米或水稻。所述綠肥為黑麥草。有益效果(1)快速有效地去除設(shè)施菜地土壤硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子，解決土壤次生鹽漬化的問(wèn)題。添加易降解有機(jī)物料和淹水處理為硝態(tài)氮等鹽基離子還原提供了電子供體和強(qiáng)還原環(huán)境，從而快速有效的去除蔬菜地土壤積累的硝態(tài)氮等鹽基離子，降低土壤鹽分含量。(2)顯著提高土壤pH值，改良酸化土壤。通過(guò)添加易降解有機(jī)物料和淹水處理為硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子還原提供了電子供體和強(qiáng)還原環(huán)境，從而快速有效的去除蔬菜地土壤積累的硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子，降低土壤鹽分含量；同時(shí)，硝態(tài)氮還原過(guò)程釋放的OH-中和H+，顯著提高pH，達(dá)到改良土壤性狀的目的；此外，該方法實(shí)施過(guò)程改變了土壤微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，使土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，可抑制土傳病原菌的生長(zhǎng)，從而減少病原菌引發(fā)的連作障礙及其它病害(3)原材料易于獲取，成本低廉。采用了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作物秸稈等易降解有機(jī)物料作為設(shè)施菜地土壤改良原料，作物秸稈資源豐富，可減少秸稈焚燒造成的浪費(fèi)和環(huán)境污染，推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用。(4)推廣前景廣闊。目前，設(shè)施栽培現(xiàn)已成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一種主要模式， 并在我國(guó)許多地方成為支柱產(chǎn)業(yè)。到2009年底，全國(guó)蔬菜種植面積已達(dá)到24. 8百萬(wàn)公頃， 約占農(nóng)作物總種植面積的14. 5%。但值得注意的是，設(shè)施栽培由于其特殊的建造結(jié)構(gòu)、集約化生產(chǎn)程度高、復(fù)種指數(shù)高、肥料施用量大、高溫高濕等特點(diǎn)，使得蔬菜地土壤硝態(tài)氮等鹽類(lèi)快速積累，土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)均發(fā)生顯著變化，成為限制設(shè)施栽培產(chǎn)業(yè)中重要因素。這種快速消除設(shè)施菜地土壤積累的硝態(tài)氮，防治土壤酸化、次生鹽漬化的方法，具有改良時(shí)間短、低成本、簡(jiǎn)便易操作的特點(diǎn)，對(duì)改良設(shè)施栽培土壤性狀，實(shí)現(xiàn)設(shè)施栽培土壤持續(xù)、高效、高產(chǎn)，具有十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。


圖1為快速消除設(shè)施菜地土壤積累的硝態(tài)氮，消除土壤酸化、次生鹽漬化的方法流程示意框圖2為利用本發(fā)明技術(shù)土壤硝態(tài)氮的去除效果。每個(gè)數(shù)據(jù)為3個(gè)土壤樣品測(cè)定值的平均數(shù)士 SE ；圖3為利用本發(fā)明技術(shù)土壤酸化和次生鹽漬化改良效果。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為3個(gè)土壤樣品測(cè)定值的平均數(shù)士SE ；圖4為利用本發(fā)明技術(shù)改良土壤后作物生長(zhǎng)狀況對(duì)比。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為3個(gè)土壤樣品測(cè)定值的平均數(shù)士SE ；三角符號(hào)標(biāo)注處為黃瓜首次結(jié)果時(shí)間(對(duì)照處理尚沒(méi)有結(jié)果)。圖5為利用本發(fā)明技術(shù)改良土壤后黃瓜生長(zhǎng)效果。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種快速去除設(shè)施菜地土壤硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子，防治土壤酸化、次生鹽漬化的方法。其核心在于在發(fā)生硝態(tài)氮大量積累，酸化和次生鹽漬化嚴(yán)重的設(shè)施菜地土壤中添加易降解有機(jī)物料，同時(shí)淹水處理，為硝態(tài)氮硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子還原提供電子供體和強(qiáng)還原環(huán)境，從而快速有效的去除蔬菜地土壤積累的硝態(tài)氮、硫酸根等鹽基離子，降低土壤鹽分含量；同時(shí)，硝態(tài)氮還原過(guò)程消耗H+，顯著提高pH，實(shí)現(xiàn)改良土壤性狀的目的。主要實(shí)施環(huán)節(jié)如下(1)有機(jī)物料的確定如圖2所示，在土壤含水量(90%田間持水量)相同的條件下，不同有機(jī)物料去除硝態(tài)氮的效果不同，黑麥草、紫云英等綠肥效果最明顯。所以，本案例確定使用黑麥草。(2)處理時(shí)間的確定如圖3所示，處理10天時(shí)，土壤中的硝態(tài)氮含量< 10mg/kg，pH > 6. O、EC值= 0. 6(圖4)，說(shuō)明處理超過(guò)10天可以達(dá)到較好的土壤改良效果。本案例中選擇處理時(shí)間14天。(3)向硝態(tài)氮快速累積，并伴隨著土壤酸化和次生鹽漬化的蔬菜地土壤中加入粉碎的黑麥草，同時(shí)淹水處理，監(jiān)測(cè)PH值、N03_和S042_含量、EC值，確定淹水處理時(shí)間。當(dāng) !1值> 5. 5、NO3-含量< 10mg/kg、S042_含量下降至初始值的50%』(值< 1. O時(shí)排水。(4)排水落干后，即可進(jìn)行翻耕，播種或移栽。安徽烏江10年左右的蔬菜大棚，O 20cm耕層土壤硝態(tài)氮含量為350mg/kg左右， 硫酸根含量3000mg/kg左右，次生鹽漬化嚴(yán)重(EC值> 1. 0) ；土壤嚴(yán)重酸化(pH = 4. 0，種植蔬菜前PH>6.5)。設(shè)3個(gè)重復(fù)。種植作物種類(lèi)為黃瓜，品種名稱(chēng)綠箭二號(hào)，移栽期為2011 年4月25日。對(duì)照為未進(jìn)行任何處理土壤。按實(shí)施例操作后的土壤硝態(tài)氮、pH值和EC值改良效果如圖3 圖4，利用本發(fā)明技術(shù)改良土壤后黃瓜生長(zhǎng)效果如圖5。實(shí)施例2一種消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，土壤酸化和次生鹽漬化參數(shù)為設(shè)施菜地種植蔬菜3-4年后，pH值< 5. 0, NO3-含量> 200mg/kg，SO42"含量> 200mg/kg，EC 值> 1.0，處理步驟為向硝態(tài)氮快速累積，并伴隨著土壤酸化和次生鹽漬化的蔬菜地土壤中加入粉碎的玉米、水稻或黑麥草，同時(shí)淹水處理并監(jiān)測(cè)土壤PH值、NO3-和S042_含量、EC 值，當(dāng)PH值> 5. 5、NO3-含量< 10mg/kg、S042_含量下降至初始值的50%工(值< 1. 0時(shí)排水，落干后完成土壤改良。
權(quán)利要求
1.一種消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，其特征在于向硝態(tài)氮快速累積，并伴隨著土壤酸化和次生鹽漬化的蔬菜地土壤中加入粉碎的易降解有機(jī)物料，同時(shí)淹水處理并監(jiān)測(cè)土壤pH值、N03_和SO42 —含量、EC值，當(dāng)PH值>5. 5、N03_含量<10 mg/kg、S042 一含量下降至初始值的50%、EC值<1. 0時(shí)排水，落干后完成土壤改良。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，其特征在于 所述有機(jī)物料為農(nóng)作物秸稈或綠肥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，其特征在于所述土壤酸化和次生鹽漬化參數(shù)為設(shè)施菜地種植蔬菜3-4年后，pH值<5. 0, N03_含量>200 mg/kg，S042 —含量 >200 mg/kg，EC 值 >1.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，其特征在于所述農(nóng)作物秸稈為玉米或水稻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，其特征在于所述綠肥為黑麥草或紫云英。
全文摘要
一種消除設(shè)施菜地土壤酸化和次生鹽漬化的方法，其特征在于向硝態(tài)氮快速累積，并伴隨著土壤酸化和次生鹽漬化的蔬菜地土壤中加入粉碎的易降解有機(jī)物料，同時(shí)淹水處理并監(jiān)測(cè)土壤pH值、NO3-和SO42－含量、EC值，當(dāng)pH值>5.5、NO3-含量<10mg/kg、SO42－含量下降至初始值的50%、EC值<1.0時(shí)排水，落干后完成土壤改良。本技術(shù)方案能快速有效的改善蔬菜地土壤性狀，成本低，簡(jiǎn)單易行，便于在基層推廣。
文檔編號(hào)A01B77/00GK102405705SQ201110141809
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者張金波, 朱同彬, 蔡祖聰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所