一种用于甘薯连作障碍土的土壤修复剂及其施用方法

1.本发明涉及一种用于甘薯连作障碍土的土壤修复剂及其施用方法，属于甘薯的种植技术领域。


背景技术：

2.甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料及新型能源作物。甘薯独有的脱氢表雄甾酮，可以预防结肠癌和乳腺癌。我国是主要的甘薯生产国，2020年我国红薯产量为2323.9万吨，占世界甘薯产量的30％。甘薯在我国粮食作物中排名第四。
3.随着经济快速发展，集约化种植特别是“一村一品特色种植”成为我国很重要的农业生产模式。连作障碍已成为农业可持续发展的重大问题之一。近年来，甘薯连作障碍也日益严重，使得种植甘薯的土壤的地力下降，土壤酸化、土传病虫害增多，甘薯产量和品质下降，严重影响着种植者和经营者的经济收益。
4.申请人的长期定位实验甘薯已连作10年，近几年甘薯连作障碍的表现更显著，收甘薯时经常看到小象鼻虫或甘薯薯块上有很多虫眼，薯瘟病、软腐病、黑斑病也较常见，这些严重影响了甘薯商品的价格。
5.据调查研究，产生甘薯连作障碍的直接原因是土传病虫害，而导致土传病虫害的原因是土壤中有害菌的大量繁殖，以及有很多害虫卵。因为长期种植甘薯，作物带走的相同的营养元素，而补充的养分不全面，从而造成土壤的某些特定的养分严重缺乏，进而改变了甘薯土壤的微生态环境，使有益微生物含量降低，有害微生物如根结线虫、尖孢镰刀菌等大量繁殖。从而增加了土传病害，降低了甘薯产量和品质。


技术实现要素：

6.为此，本发明提出一种用于甘薯连作障碍的土壤修复剂，该制剂通过特定的步骤，能够短时间内在土壤耕作层内创造强烈的土壤还原环境，利用反硝化反应消除土壤中的硝酸盐；利用还原过程中产生的oh－以中和土壤酸性；短时间内强烈的氧化还原条件及还原环境中生成的大量的氨气、硫化氢等气体，既能达成脱盐的目的，又能有效抑制甚至杀灭土传病原微生物和病虫卵；同时改善土壤的物理特性，消除连作障碍，从而彻底修复退化土壤，为作物创造良好的生长环境，保持甘薯持续连年优质高产。
7.所述土壤修复剂为有机物料、生石灰或碳酸钾、氮肥的组合物，所述有机物料包括秸秆、绿肥和有机肥中的一种或多种，氮肥为尿素或碳铵。
8.具体的，所述土壤修复剂中有机物料的质量份数为30～60份，生石灰或碳酸钾的质量份数为10～20份，氮肥的质量份数为1～3份。
9.具体的，秸秆、绿肥必须烘干或晒干后粉碎细度小于1mm，并密封包装；有机肥经高温腐熟，并密封包装、存储和运输，以防回潮。
10.所述的生石灰和碳酸钾中有效成分含量90％以上，细度小于0.2mm，必须密封包装，存储和运输，来源广泛又便宜。
11.具体的，所述绿肥为紫云英，所述尿素和碳铵是普通化肥。
12.本发明的另一目的是提供上述土壤修复剂的施用方法，步骤如下：
13.(1)按事先设定的比例，将土壤修复剂有机物料组分均匀地撒在有连作障碍的甘薯地上，再按比例撒一层尿素或碳铵，用旋耕机均匀翻耕，最后撒上生石灰或碳酸钾，轻耙，将所有物质混埋到土壤耕作层内；
14.(2)对翻耕后的甘薯地浇水，淹水至2cm以上，始终保持淹水状态；
15.(3)用塑料膜覆盖浇过水的地面，并在塑料薄膜周围掩埋一层土，使土壤与空气隔绝；
16.(4)控制土壤温度在25～60℃，最高不超过65℃，此时，土壤形成厌氧强还原状态；保持厌氧强还原状态21～30天后，即当土壤中不再产生恶臭味，覆膜处理结束，撤掉塑料膜；
17.实施步骤(1)～(4)的时间为每年的夏季6-8月份，土温25℃以上。
18.步骤(1)的有机物料施用量每亩按300～600kg，生石灰或碳酸钾的施用量每亩100～200kg，尿素或碳铵的施用量每亩10～30kg。
19.植物材料(麦秸秆、紫云英、腐熟的猪粪)中的一种或多种与生石灰或碳酸钾和氮肥(尿素或碳铵)的组合物。其中，选生石灰或碳酸钾与尿素或碳铵，根据土壤类型按如下要求确定：
20.第一类，土壤偏酸性，即ph《6.5时，选生石灰和碳铵为添加剂。
21.第二类，土壤中性或碱性时，即ph≥6.5时，选碳酸钾和尿素为添加剂。
22.甘薯连作障碍的主要表现是枯萎病，而枯萎病的罪魁祸首是甘薯的地下病虫害比如：地下害虫、根结线虫、小象鼻虫、茎螟、薯瘟病、软腐病、黑斑病等。本发明提供的这种土壤修复剂及使用方法，能对栽种甘薯后的土壤中的地下害虫、根结线虫、小象鼻虫、茎螟、薯瘟病、软腐病、黑斑病等有效杀灭，消除连作的主要障碍，恢复土壤原来的特性。
23.本发明的第三目的在于提供上述土壤修复剂的应用，该土壤修复剂能够有效用于甘薯连作障碍土壤修复。
24.本发明的有益效果在于：本发明提供的土壤修复剂在施用前将各成分依次施用到障碍土壤中，与常规的土壤修复剂相比，各成分分开运输、依次施用便于因地制宜，现场选择最佳配方，而且能够防止提前调配成分之间相互反应变质导致施用效果不好。依次施用各成分能够保证修复剂在土壤耕作层内得到充分的厌氧发酵，并形成强还原环境，同时生成大量的氨气、硫化氢等气体，有效杀死有害微生物和病虫卵，同时改善土壤的物理特性，恢复地力，消除连作障碍。
25.本发明的土壤修复剂，都是常用的物质，纯属植物材料和无机物配合，无任何有毒和有机农药，也无激素，对土壤和环境无任何污染，只有持续的改良效果，绿色环保。采用植物秸秆，来源广泛，廉价易得，加工便利，容易推广，成本极低，消除甘薯连作障碍的同时还能改善土壤理化性质，为植物提供养分。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发
明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
27.实施例1一种用于甘薯连作障碍的土壤修复剂及应用，其特征在于它是麦秸秆、碳酸钾和尿素的组合物：
28.麦秸秆必须烘干或晒干，然后粉碎细度小于1mm，并密封包装，以防回潮。
29.碳酸钾中有效成分含量90％以上，细度小于0.2mm，必须密封包装，存储和运输，来源广泛又便宜。
30.尿素是普通化肥。
31.土壤修复剂的使用方法，其特征如下：
32.(1)麦秸秆按事先设定的比例均匀地撒在有连作障碍的甘薯地上，再按比例撒一层尿素，用旋耕机均匀翻耕，最后撒上碳酸钾，轻耙，将所有的物质混埋到土壤耕作层内；
33.(2)对翻耕后的甘薯地浇水至淹水2cm以上，始终保持淹水状态；
34.(3)用塑料膜对浇过水的地面进行覆盖，并在塑料薄膜周围掩埋一层土，使土壤与空气隔绝；
35.(4)控制土壤温度在25-60℃，最高不超过65℃，此时，土壤形成厌氧强还原状态；
36.(5)保持厌氧强还原状态21～30天，即当土壤中不再产生恶臭味时，覆膜处理结束，撤掉塑料膜；
37.实施步骤(1)～(5)的时间为每年的夏季6-8月份，土温25℃以上。
38.步骤(1)的麦秸秆施用量每亩按400kg，碳酸钾的施用量每亩按150kg，尿素的施用量为每亩10kg。
39.实施例2一种用于甘薯连作障碍的土壤修复剂及应用，其特征在于它是有机肥、碳酸钾和尿素的组合物：
40.有机肥必须经高温(不低于60℃)腐熟过的，并密封包装、存储和运输，以防回潮。
41.碳酸钾中有效成分含量90％以上，细度小于0.2mm，必须密封包装，存储和运输，来源广泛又便宜。
42.尿素是普通化肥。
43.土壤修复剂的使用方法，其特征如下：
44.(1)腐熟过的有机肥按事先设定的比例均匀地撒在有连作障碍的甘薯地上，再按比例撒一层尿素，用旋耕机均匀翻耕，最后撒上碳酸钾，轻耙，将所有的物质混埋到土壤耕作层内；
45.(2)对翻耕后的甘薯地浇水至淹水2cm以上，始终保持淹水状态；
46.(3)用塑料膜对浇过水的地面进行覆盖，并在塑料薄膜周围掩埋一层土，使土壤与空气隔绝；
47.(4)控制土壤温度在25-60℃，最高不超过65℃，此时，土壤形成厌氧强还原状态；
48.(5)保持厌氧强还原状态21～30天，即当土壤中不再产生恶臭味时，覆膜处理结束，撤掉塑料膜；
49.实施步骤(1)～(5)的时间为每年的夏季6-8月份，土壤温度在25℃以上。
50.步骤(1)的有机肥施用量每亩按600kg，碳酸钾的施用量每亩按100kg，尿素的施用量为每亩10kg。
51.实施例3一种用于甘薯连作障碍的土壤修复剂及应用，其特征在于它是紫云英、碳酸钾和和尿素的组合物：
52.紫云英必须烘干或晒干后粉碎细度小于1mm，并密封包装，以防回潮。
53.碳酸钾中有效成分含量90％以上，细度小于0.2mm，必须密封包装，存储和运输，来源广泛又便宜。
54.尿素是普通化肥。
55.土壤修复剂的使用方法，其特征如下：
56.(1)紫云英按事先设定的比例均匀地撒在有连作障碍的甘薯地上，再按比例撒一层尿素，用旋耕机均匀翻耕，最后撒上碳酸钾，轻耙，将所有的物质混埋到土壤耕作层内；
57.(2)对翻耕后的甘薯地浇水至淹水2cm以上，始终保持淹水状态；
58.(3)用塑料膜对浇过水的地面进行覆盖，并在塑料薄膜周围掩埋一层土，使土壤与空气隔绝；
59.(4)控制土壤温度在25-60℃，最高不超过65℃，此时，土壤形成厌氧强还原状态；
60.(5)保持厌氧强还原状态21～30天，即当土壤中不再产生恶臭味时，覆膜处理结束，撤掉塑料膜；
61.实施步骤(1)～(5)的时间为每年的夏季6-8月份，土壤温度在25℃以上。
62.步骤(1)的紫云英施用量每亩按300kg，碳酸钾的施用量每亩按200kg，尿素的施用量为每亩10kg。
63.实施例4一种用于甘薯连作障碍的土壤修复剂及应用，其特征在于它是麦秸杆、紫云英、生石灰和尿素的组合物：
64.麦秸秆、紫云英必须烘干或晒干后粉碎细度小于1mm，并密封包装，以防回潮。
65.生石灰中有效成分含量90％以上，细度小于0.2mm，必须密封包装，存储和运输，来源广泛又便宜。
66.尿素是普通化肥。
67.土壤修复剂的使用方法，其特征如下：
68.(1)麦秸秆、紫云英按事先设定的比例均匀地撒在有连作障碍的甘薯地上，再按比例撒一层尿素，用旋耕机均匀翻耕，最后撒上生石灰，轻耙，将所有的物质混埋到土壤耕作层内；
69.(2)对翻耕后的甘薯地浇水至淹水2cm以上，始终保持淹水状态；
70.(3)用塑料膜对浇过水的地面进行覆盖，并在塑料薄膜周围掩埋一层土，使土壤与空气隔绝；
71.(4)控制土壤温度在25-60℃，最高不超过65℃，此时，土壤形成厌氧强还原状态；
72.(5)保持厌氧强还原状态21～30天后，即当土壤中不再产生恶臭味，覆膜处理结束，撤掉塑料膜；
73.实施步骤(1)～(5)的时间为每年的夏季6-8月份，土壤温度在25℃以上。
74.步骤(1)的麦秸秆、紫云英总施用量每亩按400kg，生石灰的施用量每亩 150kg，尿素的施用量为每亩10kg。
75.实施例5一种用于甘薯连作障碍的土壤修复剂及应用，其特征在于它是麦秸杆、紫云英、生石灰和碳铵的组合物：
76.麦秸秆、紫云英必须烘干或晒干后粉碎细度小于1mm，并密封包装，以防回潮。
77.生石灰中有效成分含量90％以上，细度小于0.2mm，必须密封包装，存储和运输，来源广泛又便宜。
78.碳铵是普通化肥。
79.土壤修复剂的使用方法，其特征如下：
80.(1)麦秸秆、紫云英按事先设定的比例均匀地撒在有连作障碍的甘薯地上，再按比例撒一层碳铵，用旋耕机均匀翻耕，最后撒上生石灰，轻耙，将所有的物质混埋到土壤耕作层内；
81.(2)对翻耕后的甘薯地浇水至淹水2cm以上，始终保持淹水状态；
82.(3)用塑料膜对浇过水的地面进行覆盖，并在塑料薄膜周围掩埋一层土，使土壤与空气隔绝；
83.(4)控制土壤温度在25-60℃，最高不超过65℃，此时，土壤形成厌氧强还原状态；
84.(5)保持厌氧强还原状态21～30天，即当土壤中不再产生恶臭味时，覆膜处理结束，撤掉塑料膜；
85.实施步骤(1)～(5)的时间为每年的夏季6-8月份，土壤温度在25℃以上。
86.步骤(1)的麦秸秆、紫云英总施用量每亩按400kg，生石灰的施用量为每亩150kg，碳铵的施用量为每亩30kg。
87.应用实例：
88.本发明已经在安徽泗县甘薯连作障碍土上(117
°
53
′
50
″
e,33
°
25
′8″
n)，土壤类型砂浆黑土进行试验证实，用此专利处理过的土壤，与对照相比，土壤ph趋于中性，土壤铵态氮、有效磷和速效钾显著提高，甘薯的经济产量比淹水处理的提高幅度为2.9％～37.4％。有的实例达到了显著水平。试验设计及结果如下：
89.实例1.
90.安徽泗县是甘薯生长基地，土壤类型砂浆黑土。当地好多甘薯地块已经连续种植甘薯15年以上，出现甘薯产量明显降低、品质显著下降。对甘薯连作障碍土0-20cm的土壤的理化性质进行了测定，ph5.27，有机质19.0g/kg，碱解氮 122.3mg/kg，有效磷42.7mg/kg，速效钾221mg/kg，阳离子交换量28.0cmol/kg，全氮1.68g/kg，全磷0.77g/kg，全钾8.20g/kg。
91.试验设计：2021年在泗县取上述的甘薯连作障碍地(117
°
53
′
50
″
e,33
°
25
′8″
n) 0-20cm层的土壤800kg。实验设七组，分别为对照、淹水对照、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5；每组3次重复。试验用盆直径20cm、高为21.5cm，每盆装干土7kg。在江苏省农业科学院大棚(119
°
32
′
21
″
e,31
°
44
′ꢀ
03
″
n)用专利上所述的材料和步骤进行处理处，并种上甘薯，得到以下处理结果：用此专利处理过的土壤，与对照相比，土壤ph显著高于对照，部分实例处理后的土壤铵态氮显著高于对照和淹水对照。实例处理后的有效磷和速效钾显著高于对照和淹水对照，实例处理的甘薯的经济产量比淹水处理的提高幅度为 2.9％～37.4％。实例2、3和5显著提高了甘薯的经济产量。实例4和实倒5的区别在于：实例4中配料是尿素，实倒5中的配料是碳铵，进一步证明在ph5.27 的土壤中配比碳铵比尿素对甘薯连作障碍的治理效果更显著。
92.不同实施例处理对土壤养分的影响
[0093][0094]
不同实施例处理对甘薯产量的影响
[0095][0096]
实例2：
[0097]
安徽泗县是甘薯生长基地，土壤类型砂浆黑土。当地好多甘薯地块已经连续种植甘薯15年以上，出现甘薯产量明显降低、品质显著下降。对甘薯连作障碍土0-20cm的土壤的理化性质进行了测定，ph5.27，有机质19.0g/kg，碱解氮 122.3mg/kg，有效磷42.7mg/kg，速效钾221mg/kg，阳离子交换量28.0cmol/kg，全氮1.68g/kg，全磷0.77g/kg，全钾8.20g/kg。选取此地块，采用本发明实施例5 的修复剂和使用方法对其中一半地进行处理，另一半不作任何处理，用实施例处理21天后0-20cm土壤ph为7.21，种植甘薯收获后，用本发明处理过的地块甘薯产量比往年增长33.2％，而且无病害，而另一半不作任何处理的地块却甘薯产量却和往年基本持平，且有病害。