一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法技术

本发明专利技术提供了一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，属于农业环境技术领域。本发明专利技术提供的减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，包括如下步骤：(1)于春季间作深根系和浅根系蔬菜；(2)蔬菜收获后，于夏季种植大田作物；(3)大田作物收获后，深埋于耕层内设置生物阻隔层；(4)于秋季继续间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜；在间作蔬菜期间，耕层土壤增施有机碳源材料和缓控释肥，有机碳源材料为牛粪、羊粪或秸秆腐熟的高碳比的有机物料；缓控释肥为复合肥；生物阻隔层每年铺设一次，第2年铺设时将前一年阻隔材料翻出地表，与耕层土壤混合。通过以上各项措施的协同使用，提高了作物对氮素的利用效率，减少菜地深层土壤氮素累积和对浅层地下水的氮污染。的氮污染。的氮污染。

【技术实现步骤摘要】
一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法


[0001]本专利技术涉及农业环境
，尤其涉及一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法。

技术介绍

[0002]我国蔬菜生产集约化程度高，种植面积大，复种指数高。菜农为追求高产，施肥灌溉不科学，蔬菜施肥量是大田作物的4～10倍，是其实际需要量的6～8倍，大水漫灌等粗放灌溉在蔬菜种植过程中普遍存在。水肥的大量投入不仅造成了资源浪费，还造成了氮磷大量淋失、累积在深层土壤，造成了地下水硝酸盐污染严重等环境问题。氮素在菜地深层土壤中富集，增加了氮素向地下水转移的风险，使得蔬菜种植区的地下水硝酸盐含量较高。
[0003]为了保证蔬菜生产，节约水肥资源，减轻土壤氮素流失对环境的危害，蔬菜种植过程中更多的是通过平衡施肥、施用新型的缓控释肥、喷施叶面肥、增施有机肥等源头控制技术，以此来减少化肥施用量，减少氮流失风险。目前，也有关于设施菜地施入土壤中氮在灌溉等水力驱动下淋失出根层后向下层土壤迁移的阻控技术(CN107501012A一种设施菜田阻隔氮磷淋溶损失的复合材料及应用，公开日2017.12.22)，该技术将复合材料埋入深层土壤能有效降低土壤氮磷的淋溶量。但是，该复合材料相对于露地蔬菜大面积推广应用时，投入成本相对较高，复合材料的易获得性受区域限制，也不方便机械操作。
[0004]因此，为了减少蔬菜生产过程中肥料投入，增加耕层土壤氮库容量，减少土壤氮素淋失，降低亚表层土壤氮素累积等问题，需要建立一种既便利又能降低成本的新技术，实现蔬菜种植过程中氮素的源头减量及过程阻控、残留去除的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，提高了氮素的利用效率，减少了菜地深层土壤氮素累积和对浅层地下水的氮污染。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，包括如下步骤：
[0008](1)于春季间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜；
[0009](2)步骤(1)的蔬菜收获后，于夏季种植大田作物；
[0010](3)步骤(2)的大田作物收获后，大田作物秸秆深埋于耕层内设置生物阻隔层；
[0011](4)于秋季继续间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜；
[0012]所述步骤(1)(4)间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜期间，耕层土壤需增施有机碳源材料和缓控释肥，所述有机碳源材料为牛粪、羊粪或秸秆腐熟的高碳比的有机物料；所述缓控释肥为复合肥N：P2O5：K2O为15:15:15；
[0013]所述生物阻隔层每年铺设一次，第2年铺设时将前一年所述阻隔材料翻出地表，与耕层土壤混合。
[0014]优选的，所述深根系蔬菜的根系分布在耕层的20～50cm范围内，所述浅根系蔬菜
的根系分布在耕层的5～10cm范围内。
[0015]优选的，所述深根系蔬菜包括豆类、茄果、瓜类、根茎类，所述浅根系蔬菜包括叶菜类、葱蒜、香菜。
[0016]优选的，所述深根系蔬菜种植在垄面中间时，浅根系蔬菜种植在垄面两侧，或所述深根系作物种植在垄面两侧，浅根系蔬菜种植在垄面中间，深、浅根系种植位置进行季节性轮换；所述垄面的宽度为1.0m～1.2m，垄沟宽度为18～22cm，深度为20cm～30cm。
[0017]优选的，所述有机物料的碳氮比范围为20～45，年投入量为15cm耕层土壤碳当量的10％～20％；所述复合肥用量按照5:3:2比例分别作为基肥、苗期追肥、旺长期追肥施用，化肥N、P2O5和K2O施用总量分别为150～180kg/hm2。
[0018]优选的，所述大田作物为玉米、高粱和高丹草中的任意一种。
[0019]优选的，所述生物阻隔层是在所述垄面对应的土壤位置将阻隔材料深埋至垄面下30～40cm的土层中，阻隔材料的铺设厚度为3～5cm。
[0020]优选的，所述阻隔材料为玉米秸秆、小麦秸秆或水稻秸秆中的任意一种或几种。
[0021]本专利技术提供的减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，蔬菜
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蔬菜
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大田作物轮作，以及水肥优化管理，降低了轮作体系下氮磷投入总量；雨季(夏季)改种大田作物因不施或少施氮肥，利于消耗蔬菜季遗留的氮素，降低了高风险期氮素的淋溶和深层土壤氮素累积。耕层土壤增施高碳氮比的有机碳源材料，以及深埋腐解的阻控材料下一年翻回耕层，增加了耕层土壤碳含量，增强了耕层土壤对氮素的固持能力。收获的大田作物秸秆粉碎后深埋，形成生物阻隔层，截留淋失出耕层的氮磷，还能在降雨或灌溉作用下，使阻隔层的碳源淋溶到更深的土层，为下层土壤提供碳源，增强微生物的脱氮能力。通过以上各项措施的协同使用，提高了作物对氮素的利用效率，减少菜地深层土壤氮素累积和对浅层地下水的氮污染。土壤硝态氮淋溶量较常规处理降低了32.7％，亚表层土壤硝态氮累积量较常规处理降低15％。
[0022]同时，本专利技术的还具有以下有益效：
[0023]1、化肥氮投入量较常规处理降低了33％以上。
[0024]2、深埋的秸秆一年后又与耕层土壤混合，耕层土壤有机质和全氮含量较常规处理提高10％以上，改善土壤生境，有效降低了土传病害发生和避免了蔬菜连作障碍。
[0025]3、阻隔层材料就地取材作物秸秆，材料成本低，通过机械开沟、覆土，降低了劳动成本。
[0026]4、阻隔层碳含量高，在降雨或灌溉作用下，溶解性有机碳淋溶到下层土壤，给下层土壤补充碳源，提高下层土壤微生物脱氮能力。
附图说明
[0027]图1为实施例1蔬菜间作种植示意图，1
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浅根系蔬菜，2
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土壤层，3
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深根系蔬菜，4
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生物阻隔层；
[0028]图2为实施例1春季深根系蔬菜和浅根系蔬菜的种植平面图，1
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深根系蔬菜
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四季豆，2
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浅根系蔬菜
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小葱；
[0029]图3为实施例1秋季深根系蔬菜和浅根系蔬菜的种植平面图，1
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深根系蔬菜
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萝卜，2
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浅根系蔬菜
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大蒜。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0031]实施例1
[0032]本实施例针对种植3季以上的连作蔬菜地进行改良，该地块存在高温高湿的夏季蔬菜产量、品质下降，市场价格低，效益差等问题。
[0033]1.埋设淋溶装置在种植作物的垄面先将监测土壤氮淋溶液装置埋设在距垄面90cm的土层深度，以收集试验过程中的氮淋溶液。
[0034]2.在春季，垄面中间种植2行深根系四季豆，垄面内深根系作物两侧种植浅根系小葱，两种蔬菜间作，如图2所示，种植前施用腐熟的有机物料为15t/hm2作为底肥(施入土壤后土壤的碳、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)于春季间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜；(2)步骤(1)的蔬菜收获后，于夏季种植大田作物；(3)步骤(2)的大田作物收获后，大田作物秸秆深埋于耕层内设置生物阻隔层；(4)于秋季继续间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜；所述步骤(1)(4)间作深根系蔬菜和浅根系蔬菜期间，耕层土壤需增施有机碳源材料和缓控释肥，所述有机碳源材料为牛粪、羊粪或秸秆腐熟的高碳比的有机物料；所述缓控释肥为复合肥N：P2O5：K2O为15:15:15；所述生物阻隔层每年铺设一次，第2年铺设时将前一年所述阻隔材料翻出地表，与耕层土壤混合。2.根据权利要求1所述的减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，其特征在于，所述深根系蔬菜的根系分布在耕层的20～50cm范围内，所述浅根系蔬菜的根系分布在耕层的5～10cm范围内。3.根据权利要求2所述的减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，其特征在于，所述深根系蔬菜包括豆类、茄果、瓜类、根茎类，所述浅根系蔬菜包括叶菜类、葱蒜、香菜。4.根据权利要求3所述的减少菜地土壤剖面氮素累积的方法，其特征在于，所述深根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安强，胡万里，陈兴位，付斌，闫辉，王炽，赵新梅，杨树明，耿川雄，周绍松，
申请(专利权)人：云南省农业科学院农业环境资源研究所，
类型：发明
国别省市：