本發(fā)明涉及農(nóng)用施肥技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法。

背景技術(shù)：

設(shè)施蔬菜的發(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。上世紀(jì)90年代中期以來，我國設(shè)施蔬菜面積一直穩(wěn)居世界第一，目前約占世界的90％(農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司，2009)。設(shè)施蔬菜尤其是節(jié)能日光溫室的快速發(fā)展，反季節(jié)、超時令蔬菜數(shù)量充足、品種豐富，蔬菜周年均衡供應(yīng)水平大大提高。據(jù)統(tǒng)計，2008年全國設(shè)施蔬菜總產(chǎn)值4100多億元，占蔬菜總產(chǎn)值的51％，對農(nóng)民人均純收入貢獻370元左右(農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司，2009)。山東壽光有的村鎮(zhèn)，農(nóng)民人均設(shè)施蔬菜收入高達(dá)15000元以上。由此可見，設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)與供應(yīng)，不僅在人們的生活中占重要地位，而且在農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入，脫貧致富，乃至實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟等方面都有重要意義。

設(shè)施栽培依靠人工創(chuàng)造、調(diào)節(jié)及控制環(huán)境以滿足作物生長發(fā)育需要，是一種受人為作用十分強烈的土地利用方式。由于種植習(xí)慣、技術(shù)限制和市場等原因，長期以來，許多地區(qū)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中“片面追求高產(chǎn)”的理念仍廣泛存在，不合理的生產(chǎn)管理使得設(shè)施菜地土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力不斷降低，對土壤環(huán)境質(zhì)量與設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成巨大威脅。主要表現(xiàn)在：

1、土壤環(huán)境質(zhì)量日趨惡化。農(nóng)用化學(xué)品的過量投入不但使得養(yǎng)分在土壤中大量累積，土壤農(nóng)藥與重金屬污染加劇，土壤退化嚴(yán)重。高新昊等(2014)研究表明，隨種植年限增加，土壤ph值明顯下降，土壤ec值和鹽分含量顯著升高，土壤c/n比下降。而全國范圍內(nèi)菜區(qū)土壤有機質(zhì)含量普遍較低，僅有10％的菜田達(dá)到沃菜田標(biāo)準(zhǔn)(黃紹文等，2011)。而菜田中細(xì)菌、放線菌數(shù)量隨種植年限呈下降趨勢(張乃明和董艷，2004)。李樹輝等(2010)研究顯示，設(shè)施菜地0-20cm土層中，cd、cu和zn隨種植年限的增加，分別以0.027、1.153和2.83mg/kg速度積累。

2、肥料不合理投入現(xiàn)象明顯。據(jù)相關(guān)調(diào)查，2007年山東壽光設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中氮磷鉀肥投入量高達(dá)2427.3kg/hm²、2022.3kg/hm²、2033.2kg/hm²，其中有機肥帶入1272.3kg/hm²、1375.6kg/hm²、1084.5kg/hm²，氮磷鉀肥投入量超出科學(xué)施肥量的2倍。大量養(yǎng)分在土壤中累積，并向土壤深層遷移。李俊良等(2002)研究發(fā)現(xiàn)，番茄收獲后0-200cm土層土壤no3^--n含量隨土壤深度增加而遞增，硝酸鹽淋洗狀況相當(dāng)嚴(yán)重。山東壽光地下水中硝態(tài)氮含量高達(dá)39.96mg/l,嚴(yán)重超出了世界衛(wèi)生組織及我國國家飲用水中硝態(tài)氮含量10mg/l的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(黃化剛等，2007)。設(shè)施系統(tǒng)中未被吸收利用的氮素除了造成水體污染外，一部分以n2o和no等形式進入大氣，產(chǎn)生溫室效應(yīng)。研究表明，設(shè)施栽培土壤n2o釋放通量比露地蔬菜栽培土壤高1.41倍(張光亞等，2004)，高出糧田十幾至幾十倍(丁洪等，2004)。由于過量使用化肥、不合理使用農(nóng)藥和重茬連作，導(dǎo)致土壤和環(huán)境污染，病蟲害不斷加重，廣大菜農(nóng)為維持生產(chǎn)，不得不進一步大量使用農(nóng)藥和化肥，使得蔬菜產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與生產(chǎn)環(huán)境污染加重，硝酸鹽和亞硝酸鹽含量增高，對消費者的身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅.周澤義等(1999)對我國13個大中城市蔬菜中硝酸鹽的衛(wèi)生質(zhì)量進行評價，發(fā)現(xiàn)根莖和葉菜類蔬菜的硝酸鹽污染最為嚴(yán)重，處于重度污染(1440mg/kg)和嚴(yán)重污染(3100mg/kg)程度的樣品占所調(diào)查城市的73.3％，硝酸鹽累積量最高可達(dá)8921mg/kg。

申請?zhí)柕?01010223402.x提供一種“保護地茄果類蔬菜營養(yǎng)套餐肥料”，該套餐養(yǎng)分配比適合茄果類蔬菜對不同生育期的需求。但是也有不足之處，比如沒有充分利用秸稈中的有機質(zhì)，未考慮c/n比對土壤結(jié)構(gòu)的影響，未添加有機肥，長期使用易加重土壤板結(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法，在保證農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境安全的前提下做到培肥土壤，合理有效地施用氮肥，促進設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前我國設(shè)施蔬菜發(fā)展過程中亟待解決的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法，包括步驟如下：

1)設(shè)施菜地堆肥增碳

設(shè)施土壤增碳包括秸稈堆肥還田和施用腐熟有機肥料兩部分，結(jié)合整地，將兩部分施入土壤表層后翻耕，具體如下：

a)秸稈堆肥還田：選用c/n比在60-100范圍的秸稈，按每公頃7.5-10t的量將秸稈機械粉碎或切成＜5cm長的小段，加入13.5-18t清水、7.5-10kg秸稈腐熟劑和37.5-50kg尿素，混勻后在40-60℃下堆置24h以上至秸稈腐熟；

b)腐熟有機肥料：每公頃腐熟有機肥料施用量與步驟a)中秸稈的質(zhì)量比為1-2:1，折合成n為0.4-0.6t；

c)結(jié)合整理地，將秸稈堆肥還田和腐熟有機肥料，撒施到土壤表層后翻耕，與設(shè)施土壤混合均勻；

2)設(shè)施蔬菜減量施氮

在步驟1)的基礎(chǔ)上，綜合考慮蔬菜作物需氮量及灌溉水帶入氮量，通過土壤養(yǎng)分的實時監(jiān)測，嚴(yán)格控制氮肥用量，一般每公頃施純氮450-750kg，施肥方法選自測土配方施肥。

可選地，步驟a)中，秸稈選用風(fēng)干秸稈，便于秸稈堆肥還田過程中含水量的控制。

可選地，步驟a)中，所述秸稈選自玉米、小麥或水稻中的至少一種。

可選地，步驟a)中，采用鍘草機或鍘刀，將秸稈切成3～4cm長的小段。

可選地，步驟a)中，所述腐熟有機肥料選自牛糞、雞糞、豬糞中的一種。

可選地，步驟2)中，結(jié)合滴灌時，氮肥用量控制在450-525kg/hm²；常規(guī)灌溉時，氮肥用量控制在600-750kg/hm²。

可選地，步驟2)中，所述蔬菜作物選自番茄、茄子、辣椒、西葫蘆等茄果類蔬菜作物、或黃瓜、絲瓜等瓜類蔬菜作物。

可選地，步驟2)中，所述秸稈腐熟劑選自市售產(chǎn)品，主要由能強烈分解纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的嗜熱、耐熱細(xì)菌、真菌、放線菌和生物酶組成。

本發(fā)明的一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法，與農(nóng)民常規(guī)技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是：

1)節(jié)本，氮肥減施30％以上，肥料投入成本每公頃節(jié)約900元；

2)培肥，土壤物種豐富度和酶活性顯著增加，土壤碳氮比提高5％，土壤容重降低10％；

3)穩(wěn)產(chǎn)，在減少氮肥投入的基礎(chǔ)上，作物產(chǎn)量基本與農(nóng)民常規(guī)持平；

4)增收，平均較農(nóng)民常規(guī)技術(shù)每公頃年均增收2500元；

5)增效，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中，技術(shù)模式下n2o平均減排28.5％，n肥年均利用率提高近1倍，具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法作以下詳細(xì)說明，但不限于以下實施例。

本發(fā)明的秸稈腐熟劑選自市售產(chǎn)品(億安秸稈腐熟劑)，主要由能強烈分解纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的嗜熱、耐熱細(xì)菌、真菌、放線菌和生物酶組成。

實施例一

本發(fā)明的一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法，包括步驟如下：

1)設(shè)施菜地堆肥增碳

設(shè)施土壤增碳包括秸稈堆肥還田和施用腐熟有機肥料兩部分，結(jié)合整地，將兩部分施入土壤表層后翻耕，具體如下：

a)秸稈堆肥還田：選用c/n比在80-90范圍的玉米秸稈，風(fēng)干后，按每公頃7.5t的量將玉米秸稈機械粉碎，加入13.5t清水、7.5kg秸稈腐熟劑和37.5kg尿素，混勻后在40℃下堆置24h至秸稈腐熟；秸稈腐熟劑用量為玉米秸稈總量的1‰。

b)腐熟有機肥料：每公頃腐熟有機肥料施用量為7.5t，折合成n為0.4t，與步驟a)中秸稈的質(zhì)量比為1:1；腐熟有機肥料選自牛糞。

c)結(jié)合整理地，將秸稈堆肥還田和腐熟有機肥料，撒施到土壤表層后翻耕，與設(shè)施土壤混合均勻。

2)設(shè)施蔬菜減量施氮

在步驟1)的基礎(chǔ)上，綜合考慮蔬菜作物需氮量及灌溉水帶入氮量，通過土壤養(yǎng)分的實時監(jiān)測，嚴(yán)格控制氮肥用量，氮肥選用尿素，一般每公頃施純氮450-750kg，施肥方法選自測土配方施肥。番茄、黃瓜結(jié)合滴灌時，氮肥用量控制在450kg/hm²；常規(guī)灌溉時，氮肥用量控制在600kg/hm²。

實施例二

本發(fā)明的一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法，包括步驟如下：

1)設(shè)施菜地堆肥增碳

設(shè)施土壤增碳包括秸稈堆肥還田和施用腐熟有機肥料兩部分，結(jié)合整地，將兩部分施入土壤表層后翻耕，具體如下：

a)秸稈堆肥還田：選用c/n比在60-80范圍的小麥秸稈，風(fēng)干后，按每公頃10t的量，采用鍘草機或鍘刀切成3-4cm長的小段，加入15t清水、20kg秸稈腐熟劑和45kg尿素，混勻后在50℃下堆置32h至秸稈腐熟；秸稈腐熟劑用量為小麥秸稈總量的1‰。

b)腐熟有機肥料：每公頃腐熟有機肥料施用量為15t，折合成n為0.5t，與步驟a)中秸稈的質(zhì)量比為1:1；腐熟有機肥料選自豬糞、雞糞按質(zhì)量比3:1的混合。

c)結(jié)合整理地，將秸稈堆肥還田和腐熟有機肥料，撒施到土壤表層后翻耕，與設(shè)施土壤混合均勻。

2)設(shè)施蔬菜減量施氮

在步驟1)的基礎(chǔ)上，綜合考慮蔬菜作物需氮量及灌溉水帶入氮量，通過土壤養(yǎng)分的實時監(jiān)測，嚴(yán)格控制氮肥用量，氮肥選自尿素和碳酸氫銨的組合，一般每公頃施純氮450-750kg，施肥方法選自測土配方施肥。番茄、黃瓜結(jié)合滴灌時，氮肥用量控制在500kg/hm²；常規(guī)灌溉時，氮肥用量控制在700kg/hm²。

實施例三

本發(fā)明的一種設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”減排施肥方法，包括步驟如下：

1)設(shè)施菜地堆肥增碳

設(shè)施土壤增碳包括秸稈堆肥還田和施用腐熟有機肥料兩部分，結(jié)合整地，將兩部分施入土壤表層后翻耕，具體如下：

a)秸稈堆肥還田：選用c/n比在70-100范圍的水稻秸稈，風(fēng)干后，按每公頃8t的量，采用鍘草機或鍘刀切成3-4cm長的小段，加入18t清水、12kg秸稈腐熟劑和50kg尿素，混勻后在60℃下堆置48h至秸稈腐熟；秸稈腐熟劑用量為水稻秸稈總量的1.5‰。

b)腐熟有機肥料：每公頃腐熟有機肥料施用量為16t，與步驟a)中秸稈的質(zhì)量比為2:1；腐熟有機肥料選自牛糞、雞糞、豬糞按質(zhì)量比2:1：5的混合。

c)結(jié)合整理地，將秸稈堆肥還田和腐熟有機肥料，撒施到土壤表層后翻耕，與設(shè)施土壤混合均勻。

2)設(shè)施蔬菜減量施氮

在步驟1)的基礎(chǔ)上，綜合考慮蔬菜作物需氮量及灌溉水帶入氮量，通過土壤養(yǎng)分的實時監(jiān)測，嚴(yán)格控制氮肥用量，氮肥選自尿素和氯化銨的組合，一般每公頃施純氮450-750kg，施肥方法選自測土配方施肥。番茄、黃瓜結(jié)合滴灌時，氮肥用量控制在525kg/hm²；常規(guī)灌溉時，氮肥用量控制在750kg/hm²。

應(yīng)用例一

將實施例一中的施肥方法在2015年至2016年時間應(yīng)用于大田生產(chǎn)，與目前生產(chǎn)中的農(nóng)民常規(guī)技術(shù)模式進行比較。

供試番茄品種選擇毛粉，供試黃瓜品種選擇世紀(jì)星。

農(nóng)民常規(guī)技術(shù)模式如下：施肥量、時間及方式完全按照農(nóng)民習(xí)慣生產(chǎn)方式進行，基施有機肥4.6t/hm²，追肥(商品沖施肥)12次，化肥n投入790kg/hm²，灌溉(溝灌)19次，灌溉量為1240mm。技術(shù)模式按照實施例一中的執(zhí)行，與農(nóng)民常規(guī)技術(shù)在施肥時間、方式、灌溉量和其他管理方式上一致。

表1技術(shù)模式對黃瓜氮肥投入和土壤質(zhì)量的影響

農(nóng)民習(xí)慣技術(shù)模式如下：有機肥30t/hm²及化肥n720kg/hm²，灌溉為畦灌，生長季共灌溉12次，總灌溉量為380mm，技術(shù)模式(畦灌)和技術(shù)模式(滴灌)按照實施例一中的執(zhí)行，其中技術(shù)模式(畦灌)與農(nóng)民習(xí)慣技術(shù)模式在施肥時間、方式、灌溉量和其他管理方式上一致，技術(shù)模式(滴灌)與農(nóng)民習(xí)慣技術(shù)模式在施肥時間和其他管理方式上一致，追肥方式改沖施為滴灌，灌溉方式為滴灌，總灌溉量為300mm。

表2技術(shù)模式對設(shè)施番茄產(chǎn)量和溫室氣體排放的影響

由表1和表2可知，與農(nóng)民常規(guī)技術(shù)相比，設(shè)施蔬菜“堆肥增碳控氮”技術(shù)模式，氮肥減施30％以上，肥料投入成本每公頃節(jié)約900元；土壤物種豐富度和酶活性顯著增加，土壤碳氮比提高5％，土壤容重降低10％；在減少氮肥投入的基礎(chǔ)上，番茄產(chǎn)量基本與農(nóng)民常規(guī)平產(chǎn)；平均較農(nóng)民常規(guī)技術(shù)每公頃年均增收2500元；設(shè)施番茄生產(chǎn)中，技術(shù)模式下n2o平均減排28.5％，n肥年均利用率提高近1倍。該技術(shù)具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。