CN101411283B - 一种减少土壤化肥流失的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少土壤化肥流失的方法，是将土壤分配为薄膜覆盖区间、植物种植区间，植物种植区间位于薄膜覆盖区间两边；利用薄膜对薄膜覆盖区间的土壤进行覆盖处理，将化肥施于薄膜覆盖范围内土壤，降水无法淋到化肥；将植物种籽或幼苗植入植物种植区间的土壤中。本发明利用土壤分区间、薄膜覆盖等技术方案，实现水肥隔离，减少养分随水流失，减轻肥料流失进入环境造成对环境的污染压力，提高化肥利用率，从而提高农民化肥投入产出比。

Description

一种减少土壤化肥流失的方法

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种减少土壤化肥流失的方法。

背景技术

在现代农业生产中，化肥发挥着越来越重要的作用。据联合国粮农组织(FAO)统计，作物单产中化肥所起的作用占40％～60％，目前，我国的化肥使用量已位居世界首位，全国年使用量已突破4124万t，单位播种面积化肥用量高达400kg·hm^-2，是世界平均水平的3倍，远远超出发达国家为防止水体污染所设置的225kg·hm^-2的安全上限值。2001年我国化肥产量达4000万t，其中氮肥产量达2500万t(折纯N)，磷肥740万t(P2O5)，钾肥130万t，化肥投入占农业生产物资费用(种子、肥料、机耕)的50％左右。根据我国今后人口的增长和粮食、经济作物增产的发展趋势，参照发达国家单位面积的化肥用量水平，预测我国对化肥需求量仍将保持一个持续稳定增长的势头，到2010年将达到5000万t以上，其中氮肥可能达到3000万t。在N、P、K中用量最大的是氮肥，每年农民购买化肥支付1400余亿元，其中氮肥占800多亿元，与发达国家比低了10％。已有研究表明，我国的肥粮比(单位肥料增加的粮食)已由13.8降至2.4。

与此同时，大量研究表明，由于诸多因素影响，氮肥的利用率仅为40％～60％，磷肥仅为10％～20％，钾肥仅为40％～60％。我国的肥料利用率一般比上述水平还要低几个百分点。在目前的施肥技术水平下，农田化肥的利用率仅为30～50％，挥发损失约20％，淋溶损失约10％，反硝化损失约15％，地表径流冲刷损失约15％，总计损失量60％左右。由此可见，化肥损失相当严重。

在化肥损失量中约15％通过地表径流进入水体，造成地表水污染。例如氮肥施入土壤后，通过硝化作用、反硝化作用、氨挥发、下渗、径流等途径进入大气和水域，使江河、湖泊、海洋、地下水、大气受到严重污染。

因此，如何减少肥料流失，减轻肥料流失进入环境造成对环境的污染压力，提高化肥利用率，从而提高农民化肥投入产出比，促进农业生产持续、高效发展已是当务之急，成为各国政府和研究人员共同关注的重大课题。

目前减少土壤化肥流失的方法有深施化肥技术，是一项使用深施肥机具，按农艺所要求的品种、数量、施肥部位和施肥深度，适时均匀地将化肥施人土壤中的实用技术。要大面积推广深施肥技术，必须用机械来完成，技术要求很高，实际推广有一定的难度。而利用简单易行、成本较低的覆膜技术来实现减少土壤化肥及养分的流失尚未见技术报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种减少土壤化肥和养分流失的方法，通过对薄膜覆盖措施的利用，覆盖施用的肥料，实现“肥与水隔离”，减少化肥流失。

本发明的目的通过以下技术方案来予以实现：

提供一种减少土壤化肥流失的方法，利用薄膜覆盖措施有效保存土壤养分以及施于土壤的化肥，达到水肥分离，有效提高土壤的养分。所述方法具体包括以下步骤：

(1)将土壤分配为一个一个的小区，每个小区分配为薄膜覆盖区间、植物种植区间，所述植物种植区间位于薄膜覆盖区间两边；

(2)利用农用薄膜对薄膜覆盖区间的土壤表面进行覆盖处理；

(3)将植物种籽或幼苗植入植物种植区间的土壤中；

(4)于薄膜覆盖范围内土壤施肥，使降水无法淋到化肥；

所述薄膜覆盖区间宽度优选50～70cm。

步骤(3)所述施肥是将化肥施于薄膜覆盖区间中间条状位置。化肥的具体施用量参照农业生产常规。条状施肥带的宽度也不做限定，在薄膜覆盖区间参照农业常规施用即可。根据植物生长需要施入肥料和浇水，所述化肥施于薄膜覆盖范围内土壤，每次施肥前揭膜，施完肥后立即将薄膜盖回。

本发明提供了所述方法应用于旱地种植作物过程中减少土壤化肥流失的应用，作为一个典型应用，本发明应用于种植超甜玉米、糯玉米等品种的甜玉米(Zea mays saccharata)。

应用于种植甜玉米时，株距优选42cm。

采用本发明的方法比现有常规的栽培方法更省肥，而且可以有效减少农业面源的污染，其有益效果概括如下：

(1)利用覆膜，减少肥料损失，从而减少肥料使用量；

(2)利用覆膜，保存养分；

(3)采用本发明方法对径流水的N、P、K降低效果分别达到了40％、28％、44％。

本发明利用土壤分区间、薄膜覆盖等技术方案，实现水肥分离，减少肥料流失，减轻肥料流失进入环境造成对环境的污染压力，提高化肥利用率，从而提高农民化肥投入产出比。

附图说明

图1本发明方法土壤分区间及覆盖薄膜示意图

图2实施例1不同处理中径流水中的氮含量比较图

图3实施例1不同处理中径流水中的磷含量比较图

图4实施例1不同处理中径流水中的钾含量比较图

图5实施例2不同处理中径流水中的氮含量比较图

图6实施例2不同处理中径流水中的磷含量比较图

图7实施例2不同处理中径流水中的钾含量比较图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步详细说明本发明。

实施例1

本发明实施例试验地在华南农业大学校内教学基地。选取甜玉米(Zea mays saccharata)作为试验作物，株距42cm。

(1)将土壤分配为薄膜覆盖区间60cm宽、玉米种植区间，所述玉米种植区间位于薄膜覆盖区间两边；

(2)利用农用薄膜对薄膜覆盖区间的土壤表面进行覆盖处理；

(3)甜玉米栽种方法：将3叶苗龄的幼苗移栽到玉米种植区间，让植株种植在薄膜两边；

(4)根据所种作物定施肥量每1/15公顷施N：20kg；P₂O₅:10kg；K₂O:20kg，基肥采用15-15-15复合肥(1/3)；并根据作物生长各环节，其中苗期追施复合肥(1/3)+尿素(1/2)；拔节期追施尿素(1/2)+氯化钾(1/2)；在喇叭口期追施复合肥(1/3)+氯化钾(1/2)；所述化肥施于薄膜覆盖范围内土壤，每次施肥前揭膜，施完肥后立即将薄膜盖回；根据作物生长需要浇适当的水；

(5)以薄膜覆盖区间和两个玉米种植区间为一个小区，小区与小区之间起小沟隔开以分别收集径流水，收集每次施肥后前两次的径流水。

如附图1所示，薄膜采用农用薄膜，肥料均匀撒施在耕作层两植株行中间的薄膜覆盖区间，覆膜处理的肥料撒放在覆膜内。其中1为甜玉米种植位置；2(中间虚线)为化肥条状施用位置；3(中间虚线两边框框表示区域)为薄膜覆盖的区域。

试验在每个小区面积为1m×5m的试验地上开展，每小区薄膜覆盖60cm宽。单独种植甜玉米(Zea mays saccharata)，设6个处理4次重复，共24小区按随机区组排列。薄膜覆盖区间和玉米种植区间之间起小沟隔开以分别收集径流水，采收第一茬玉米并制备植株样品，采收第一茬玉米次日下午采集土样，对样品进行分析，分析结果见表1。

    表1 不同处理中第一茬植株氮磷钾总量(g·plot^-1)

注：表中数据是平均值±标准偏差，n＝4。同列数据具有相同字母的数据间无显著差异。

    表2 不同处理中第一茬土壤有效氮磷钾含量(mg·kg^-1)

注：表中数据是平均值±标准偏差，n＝4。同列数据具有相同字母的数据间无显著差异(p＝0.05)。

从表1来看，100％施肥量经薄膜覆盖处理的吸收的氮、磷、钾总量最高，100％施肥量未经覆膜处理的氮、磷吸收总量最低，而70％施肥量的两个处理之间未见显著差异。从表2可以看出，土壤中的碱解氮、有效磷差异并不显著，但有效钾在各处理之间有显著差异。再从有效钾的含量来看，100％施肥量的经薄膜覆盖处理的达到670.1mg·kg^-1，甚至70％施肥量经薄膜覆盖处理的含钾量(450.4mg·kg^-1)也比100％施肥量但无薄膜覆盖的含量(379.1mg·kg^-1)高。从附图2可知，不经薄膜覆盖处理的径流水含氮量明显比经薄膜覆盖处理的含氮量高，经成组数据t检验，各次采样差异均显著。从附图3可知，不经薄膜覆盖处理的径流水的含磷量与经薄膜覆盖处理的含磷量差异较小，经t检验，差异并不显著。从附图4可知，水溶性钾的含量不经薄膜覆盖处理的比经薄膜覆盖处理的要高。经t检验，两者之间有显著差异。附图2～4中数据是平均值±标准偏差，n＝4。附图中斜纹框表示覆膜，圆点框表示不覆膜。

实施例2

本发明实施例试验地在华南农业大学校内教学基地。选取甜玉米(Zea mays saccharata)作为试验作物，株距42cm。

(1)将土壤分配为薄膜覆盖区间60cm宽、玉米种植区间，所述玉米种植区间位于薄膜覆盖区间两边；

(2)利用农用黑膜对薄膜覆盖区间的土壤表面进行覆盖处理；

(3)甜玉米栽种方法：将3叶苗龄的幼苗移栽到小区，让植株种植在薄膜两边；

(4)根据第一茬所种作物的生长情况；在第二茬只追施拔节期和喇叭口期追肥，施肥量在第一茬总量上减少50％。肥料均均匀撒施在耕作层两植株行中间；薄膜覆盖处理的化肥撒放在覆膜内，并根据作物生长和浇适当的水；

(5)以薄膜覆盖区间和两个玉米种植区间为一个小区，小区与小区之间起小沟隔开以分别收集径流水，收集每次施肥后前两次的径流水。

(6)将地上部收获后晒干或烘干，粉碎过2～10mm孔径的筛；取土样自然风干，磨碎过100目、1～2mm孔径的筛；

试验在每个小区面积为1m×5m的试验地上开展，每小区薄膜覆盖60cm宽。单独种植甜玉米(Zea mays saccharata)，设6个处理4次重复，共24小区按随机区组排列。10月17日下午进行第二茬的玉米采收。并采集植株样品和土样以供测定。制取样品分析结果。其结果列于表3、表4、表5和附图5～附图7。附图中斜纹框表示覆膜，圆点框表示不覆膜。附图中数据是平均值±标准偏差，n＝4。

     表3 不同处理中第二茬植物的生物量(kg·plot^-1)

注：表中数据是平均值±标准偏差，n＝4。同列数据具有相同字母的数据间无显著差异(p＝0.05)。

   表4 不同处理第二茬植株氮磷钾总吸收量(g·plot^-1)

注：表中数据是平均值±标准偏差，n＝4。同列数据具有相同字母的数据间无显著差异(p＝0.05)。

    表5 不同处理中第二茬土壤有效氮磷钾含量(mg·kg^-1)

注：表中数据是平均值±标准偏差，n＝4。同列数据具有相同字母的数据间无显著差异(p＝0.05)。

   表6 塑料薄膜覆盖对地表径流N、P、K养分平均浓度的影响

从表3数据来看，施肥量70％薄膜覆盖的植株产量比不覆膜的高些，而跟施肥量100％植株产量相差不多，只有施肥与对照之间差异也显著。由此可以说明，在本试验条件下，施肥量到常规施肥量的70％时，加上覆膜即可达到最高的生物产量。从表4来看，在100％施肥量与70％施肥量的处理中，经薄膜覆盖处理均比未经薄膜覆盖处理的吸收总量高，尤其是100％施肥量，氮、磷、钾吸收总量分别达到61.49g·plot^-1、9.63g·plot^-1、40.98g·plot^-1，而且跟其它处理达到极显著差异。

从表5可看出，所取得土样碱解氮，100％施肥薄膜覆盖的含量(475.61mg·kg^-1)为最高，70％施肥薄膜覆盖的含量(331.8mg·kg^-1)次之，两对照处理的含量(分别为112.9mg·kg^-1、152.7mg·kg^-1)则为最低，各处理之间差异显著。尤其是在两个施肥处理中，薄膜覆盖比不经薄膜覆盖的差异显著。在有效磷的含量中，100％施肥薄膜覆盖的含量264.3mg·kg^-1，100％不薄膜覆盖的含量210.4mg·kg^-1。在所有施肥处理中，薄膜覆盖与不薄膜覆盖的磷差异并不显著，从中说明，磷在土壤中比较稳定。同样，有效钾各施肥处理间并没有显著差异，只是施肥处理的含量明显增多而已。从表6来看，在不经薄膜覆盖技术处理的径流水中，N、P、K含量的平均值分别为22.72mg·L^-1、2.70mg·L^-1和7.07mg·L^-1，在经薄膜覆盖技术处理的径流水中，N、P、K含量的平均值分别为13.22mg·L^-1、1.49mg·L^-1和4.38mg·L^-1。由此可见，薄膜覆盖降低效果分别为39.54％、28.05％和43.74％。因此，从减少化肥流失、减少农业面源污染角度出发，可以采用薄膜覆盖施肥技术。第二例在种植过程中降水较少，而且施肥时期只在拔节期和喇叭口期作追肥施用。从附图5～附图7可以看出，在不同处理中，水样的氮、磷、钾含量不经薄膜覆盖的比经薄膜覆盖明显高许多。经t检验，两者之间差异明显。，径流水的氮、磷、钾的含量尤以9月13日差异最甚，主要是因为当日上午施肥，当晚下雨所致。

Claims (4)

1.一种减少土壤化肥流失的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将土壤分配为小区，所述小区分配为薄膜覆盖区间、植物种植区间，所述植物种植区间位于薄膜覆盖区间两边；所述薄膜覆盖区间宽50～70cm；

(2)利用农用薄膜对薄膜覆盖区间的土壤表面进行覆盖处理；

(3)将植物种籽或幼苗植入植物种植区间的土壤中；

(4)于薄膜覆盖范围内土壤施肥，降水无法淋到化肥。

2.根据权利要求1所述减少土壤化肥流失的方法，其特征在于步骤(4)所述施肥是将化肥施于薄膜覆盖区间中间条状位置。

3.一种权利要求1所述减少土壤化肥流失的方法的应用，其特征在于应用于旱地种植作物过程中减少土壤化肥流失。

4.根据权利要求3所述减少土壤化肥流失的方法的应用，其特征在于应用于种植甜玉米时，玉米株距为42cm。

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