专利名称：一种消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法
技术领域：
本发明属于设施农业土地治理与农业利用技术领域，涉及一种快速去除设施菜地土壤硝态氮，消除土壤酸化、次生盐渍化的方法。
背景技术：
由于大量施用氮肥，设施蔬菜地土壤硝态氮、硫酸根等盐基离子快速累积，并伴随着土壤酸化和盐渍化，导致土壤严重退化，严重影响蔬菜生产；同时，土壤中积累的硝态氮通过淋洗，大量进入水体，带来严重的水体污染问题。消除蔬菜地土壤积累的硝态氮既可以减少对环境的污染，又可以缓解蔬菜地土壤的盐渍化，改良土壤性质。因此，既快速有效的去除蔬菜地土壤积累的硝态氮、硫酸根等盐基离子，又同时提高土壤PH值，具有十分重大的意义。防治设施农业土壤酸化和减少土壤硝态氮积累方面已有一些文献报道，南京土壤研究所CN201010M1852.3，基于碱渣和稻糠的酸性土壤复合改良剂及其应用；淮海工学院CN201010234414. 2，基于碱渣和稻糠的酸性土壤复合改良剂及其应用；青岛农业大学 CN201010297348. 3 一种酸化土壤改良剂的配方及其制备方法；安徽省农业科学院土壤肥料研究所CN201010273950. 3 一种利用作物秸秆防治蔬菜土壤连作障碍的方法；山东省农业科学院土壤肥料研究所CN20101(^66158. 5 一种兼顾(X)2施肥的设施菜地土壤改良剂及其制备方法；山东省农业科学院土壤肥料研究所CN200910018585. 9 一种营养型果园酸化土壤改良剂及其制备方法与应用；中国农业科学院蔬菜花卉研究所CN200710175706. 1 一种菜田土壤改良剂及其制备方法等都对设施农业土壤改良作了大量的工作。众所周知，水旱轮作是消除蔬菜地土壤退化的有效手段之一。但是由于市场需求和生产习惯，对于长期从事蔬菜种植的菜农，在蔬菜生产过程中安排一季淹水条件下生长的作物并不容易。菜农通常在前后季蔬菜作物的间隙进行短期淹水，以消除长期蔬菜种植导致的土壤退化问题，但是实际改良效果并不显著。研究表明，在土壤中添加易降解、较大 C/N比的有机物料可以促进土壤微生物同化无机氮，但是也不能达到快速去除硝态氮，提高 PH的目的。消除硝态氮的途径可能包括促进微生物对硝态氮的同化、将硝态氮还原为铵态氮即异化还原成铵过程、反硝化和淋洗。微生物对硝态氮的同化或异化还原成铵均可供后季作物吸收利用，但是该过程去除硝态氮的效果有限；反硝化和淋洗都是氮素损失过程， 并且可能污染环境，但如果反硝化过程彻底，则对环境的影响较小。加入石灰等碱性物质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盐渍化同时发生的，加入碱性物质提高土壤PH的同时会带入大量的盐基离子(如Ca2+)，加重盐渍化，不能全面改良土壤。在淹水条件下，添加易降解有机物料则能为硝态氮等盐基离子还原提供大量的电子供体和强还原环境，从而能到达快速有效的去除蔬菜地土壤积累的硝态氮等盐基离子，降低土壤盐分含量；同时，硝态氮还原过程消耗H+，显著提高pH，达到改良设施菜地土壤性状的目的。因此，将添加易降解、较大C/N比的有机物料和短期淹水相结合是快速去除设施菜地积累的硝态氮，改良设施菜地土壤性状的有效途径。
发明内容
技术问题本发明的目的是，针对目前设施菜地土壤硝态氮大量积累、土壤酸化、 次生盐渍化严重，且防治方法效果差等一系列现实问题，提出一种快速消除设施菜地土壤积累的硝态氮，消除土壤酸化、次生盐渍化的方法。技术方案一种消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，向硝态氮快速累积， 并伴随着土壤酸化和次生盐渍化的蔬菜地土壤中加入粉碎的易降解有机物料，同时淹水处理并监测土壤PH值、N03_和S042_含量、EC值，当？!1值> 5. 5、N03_含量< 10mg/kg、S042_含量下降至初始值的50%3(值< 1. 0时排水，落干后完成土壤改良。所述有机物料为农作物秸秆或绿肥。土壤酸化和次生盐渍化参数为改良设施菜地种植蔬菜3-4年后，？!1值< 5.0， NOf 含量> 200mg/kg，SO广含量> 200mg/kg，EC 值> 1. 0。所述农作物秸秆为玉米或水稻。所述绿肥为黑麦草。有益效果(1)快速有效地去除设施菜地土壤硝态氮、硫酸根等盐基离子，解决土壤次生盐渍化的问题。添加易降解有机物料和淹水处理为硝态氮等盐基离子还原提供了电子供体和强还原环境，从而快速有效的去除蔬菜地土壤积累的硝态氮等盐基离子，降低土壤盐分含量。(2)显著提高土壤pH值，改良酸化土壤。通过添加易降解有机物料和淹水处理为硝态氮、硫酸根等盐基离子还原提供了电子供体和强还原环境，从而快速有效的去除蔬菜地土壤积累的硝态氮、硫酸根等盐基离子，降低土壤盐分含量；同时，硝态氮还原过程释放的OH-中和H+，显著提高pH，达到改良土壤性状的目的；此外，该方法实施过程改变了土壤微生物的生长环境，使土壤微生物群落结构发生变化，可抑制土传病原菌的生长，从而减少病原菌引发的连作障碍及其它病害(3)原材料易于获取，成本低廉。采用了农业生产的作物秸秆等易降解有机物料作为设施菜地土壤改良原料，作物秸秆资源丰富，可减少秸秆焚烧造成的浪费和环境污染，推动农业废弃物的资源化利用。(4)推广前景广阔。目前，设施栽培现已成为农业产业结构调整的一种主要模式， 并在我国许多地方成为支柱产业。到2009年底，全国蔬菜种植面积已达到24. 8百万公顷， 约占农作物总种植面积的14. 5%。但值得注意的是，设施栽培由于其特殊的建造结构、集约化生产程度高、复种指数高、肥料施用量大、高温高湿等特点，使得蔬菜地土壤硝态氮等盐类快速积累，土壤物理、化学和生物学性质均发生显著变化，成为限制设施栽培产业中重要因素。这种快速消除设施菜地土壤积累的硝态氮，防治土壤酸化、次生盐渍化的方法，具有改良时间短、低成本、简便易操作的特点，对改良设施栽培土壤性状，实现设施栽培土壤持续、高效、高产，具有十分广阔的推广应用前景。
图1为快速消除设施菜地土壤积累的硝态氮，消除土壤酸化、次生盐渍化的方法流程示意框图2为利用本发明技术土壤硝态氮的去除效果。每个数据为3个土壤样品测定值的平均数士 SE ；图3为利用本发明技术土壤酸化和次生盐渍化改良效果。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数士SE ；图4为利用本发明技术改良土壤后作物生长状况对比。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数士SE ；三角符号标注处为黄瓜首次结果时间(对照处理尚没有结果)。图5为利用本发明技术改良土壤后黄瓜生长效果。
具体实施例方式实施例1 一种快速去除设施菜地土壤硝态氮、硫酸根等盐基离子，防治土壤酸化、次生盐渍化的方法。其核心在于在发生硝态氮大量积累，酸化和次生盐渍化严重的设施菜地土壤中添加易降解有机物料，同时淹水处理，为硝态氮硝态氮、硫酸根等盐基离子还原提供电子供体和强还原环境，从而快速有效的去除蔬菜地土壤积累的硝态氮、硫酸根等盐基离子，降低土壤盐分含量；同时，硝态氮还原过程消耗H+，显著提高pH，实现改良土壤性状的目的。主要实施环节如下(1)有机物料的确定如图2所示，在土壤含水量(90%田间持水量)相同的条件下，不同有机物料去除硝态氮的效果不同，黑麦草、紫云英等绿肥效果最明显。所以，本案例确定使用黑麦草。(2)处理时间的确定如图3所示，处理10天时，土壤中的硝态氮含量< 10mg/kg，pH > 6. O、EC值= 0. 6(图4)，说明处理超过10天可以达到较好的土壤改良效果。本案例中选择处理时间14天。(3)向硝态氮快速累积，并伴随着土壤酸化和次生盐渍化的蔬菜地土壤中加入粉碎的黑麦草，同时淹水处理，监测PH值、N03_和S042_含量、EC值，确定淹水处理时间。当 !1值> 5. 5、NO3-含量< 10mg/kg、S042_含量下降至初始值的50%』(值< 1. O时排水。(4)排水落干后，即可进行翻耕，播种或移栽。安徽乌江10年左右的蔬菜大棚，O 20cm耕层土壤硝态氮含量为350mg/kg左右， 硫酸根含量3000mg/kg左右，次生盐渍化严重(EC值> 1. 0) ；土壤严重酸化(pH = 4. 0，种植蔬菜前PH>6.5)。设3个重复。种植作物种类为黄瓜，品种名称绿箭二号，移栽期为2011 年4月25日。对照为未进行任何处理土壤。按实施例操作后的土壤硝态氮、pH值和EC值改良效果如图3 图4，利用本发明技术改良土壤后黄瓜生长效果如图5。实施例2一种消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，土壤酸化和次生盐渍化参数为设施菜地种植蔬菜3-4年后，pH值< 5. 0, NO3-含量> 200mg/kg，SO42"含量> 200mg/kg，EC 值> 1.0，处理步骤为向硝态氮快速累积，并伴随着土壤酸化和次生盐渍化的蔬菜地土壤中加入粉碎的玉米、水稻或黑麦草，同时淹水处理并监测土壤PH值、NO3-和S042_含量、EC 值，当PH值> 5. 5、NO3-含量< 10mg/kg、S042_含量下降至初始值的50%工(值< 1. 0时排水，落干后完成土壤改良。
权利要求
1.一种消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，其特征在于向硝态氮快速累积，并伴随着土壤酸化和次生盐渍化的蔬菜地土壤中加入粉碎的易降解有机物料，同时淹水处理并监测土壤pH值、N03_和SO42 —含量、EC值，当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时排水，落干后完成土壤改良。
2.根据权利要求1所述的消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，其特征在于 所述有机物料为农作物秸秆或绿肥。
3.根据权利要求1所述的消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，其特征在于所述土壤酸化和次生盐渍化参数为设施菜地种植蔬菜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.根据权利要求2所述的消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，其特征在于所述农作物秸秆为玉米或水稻。
5.根据权利要求2所述的消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，其特征在于所述绿肥为黑麦草或紫云英。
全文摘要
一种消除设施菜地土壤酸化和次生盐渍化的方法，其特征在于向硝态氮快速累积，并伴随着土壤酸化和次生盐渍化的蔬菜地土壤中加入粉碎的易降解有机物料，同时淹水处理并监测土壤pH值、NO3-和SO42－含量、EC值，当pH值>5.5、NO3-含量<10mg/kg、SO42－含量下降至初始值的50%、EC值<1.0时排水，落干后完成土壤改良。本技术方案能快速有效的改善蔬菜地土壤性状，成本低，简单易行，便于在基层推广。
文档编号A01B77/00GK102405705SQ201110141809
公开日2012年4月11日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者张金波, 朱同彬, 蔡祖聪 申请人:中国科学院南京土壤研究所