CN101878711B - 快速提升三峡库区农业土壤地力的作物轮作方法 - Google Patents

Abstract

一种快速提升三峡库区农业土壤地力的作物轮作方法，利用培肥地力显著的籽粒苋为前作，以喜钾作物--油菜为后作，再将籽粒苋根际土壤中分离获取的自生固氮菌、解磷细菌、解钾细菌分别配制成国标含菌量为10×10⁸个/ml的混合菌剂用于后作植物上，有机地将轮作植物、旱地肥力联系在一起，以增加农业土壤中的氮、磷、钾、硼素营养为突破口，以促进后作植物的生长和及产质量的提高。可解决三峡库区乃至重庆市和全国农业土壤地力差，青绿饲料短缺、油菜种植面积下滑及市场菜籽油缺口大等问题。

Description

快速提升三峡库区农业土壤地力的作物轮作方法

技术领域

本发明涉及作物种植技术领域，特别是涉及一种快速提升三峡库区农业土壤地力的作物轮作方法。

背景技术

作物轮作是作物种植制度的重要组成部分，是现代“循环农业”的重要技术之一，也是我国农业精耕细作、协调用养地力的传统经验。推广应用作物轮作技术，具有充分利用自然资源、增加土壤生物多样性、改善土壤理化性状、促进作物生长发育、不断提高作物产量、有效改善产品品质、降低成本、增加收入等多方面的功能和效益，被认为是“不花钱的增产技术”，早已为世界各国广泛采用。

我国是一个农业大国，在现有耕地中还有大量瘠薄的荒坡地(农业土壤)急待整治和开发，这种状况在三峡库区甚为突出，库区现有急待整治和改良的旱坡地500多万亩，其中包括国家为解决库区农村移民的安置，投资上亿元资金，在库区200～800m海拔高程开垦的荒坡地10多万亩。但由于绝大部分新垦土地所处的自然和生态环境条件恶劣，由此产生了诸多问题：一是新垦地土壤肥力极低；二是新垦地生产水平很低；三是新垦地栽培制度不当。

因此，如何快速提升三峡库区农业土壤地力，合理利用库区土地资源，并在稳定粮食生产的同时，发展油菜等经济作物和饲料生产，确保库区移民万元增收工程目标的实现，已成为一项急待解决的现实问题。

籽粒苋(Maranthus.spp)是一种新型的优质、高产、耐旱一年生的粮、饲、菜和观赏兼用的富钾基因型草本作物。籽粒苋根系发达，茎秆粗壮，叶宽大，分枝多；植株高达3米，顶部着生30～70厘米的极富观尝价值的大花穗，每穗可结种子6万多粒，被称之为“饲草巨人”，并具有富钾力强、生物量大、营养丰富、用途广泛、适应性强、易于种植等特点，是一种开发价值很大的新型饲料作物。在正常条件下，植株生长快，光合效率高，每亩种子用量仅需50克约5元，种后两个半月左右即可开花结实，可亩产鲜茎叶(青绿饲料)6000～10000公斤，另可产苋籽150～200公斤，最高可达400公斤/亩左右。按现行市场价苋籽40元/公斤、鲜茎叶0.10元/公斤计，每亩产值可达6000～7000元，其经济效益相当显著。

籽粒苋不仅生物学产量高，而且营养相当丰富，用途也很广泛。

一是供人食用：籽粒苋的幼嫩叶片，可直接供人们作淡季蔬菜，味道好于菠菜，又很少含草酸盐等有害物质；其籽粒含有丰富的苋蛋白、苋淀粉、苋脂肪、有益矿质元素、B族维生素和天然色素等，实属营养治疗时代的新型保健食品，可直接供人们作粮食或加工成多种苋食品，对改善目前人们食用的食品品种单纯和营养组成不平衡，防治当代社会中危害人体健康的糖尿病、高血压、高血脂、肥胖病、早衰老、癌症等疾病具有显著的食疗保健效果。因此，籽粒苋被称为是一种“人类未来的粮食作物”。

二是畜禽饲用：籽粒苋茎叶含粗蛋白质14.4％，粗脂肪0.76％，粗纤维18.7％，无氮浸出物33.8％，粗灰分20％，可补充目前饲料含蛋白质和含钙量的不足，并具有柔嫩多汁，气味纯正，清香可口，适口性好等特点，是家畜、家禽和鱼类的优质天然饲料。从蛋白质营养角度看，种1亩籽粒苋相当于种5亩青刈玉米，可养20～30头猪，100天可节省配合饲料1/3，相当于每头猪增收80～100元。投入与产出比为1∶6～7，是目前发展畜禽养殖业中首选的高蛋白青绿饲料作物。

三是增肥改土：籽粒苋属富钾基因型植物，庞大的根系可产生大量的有机酸等分泌物，有机酸通过酸化较一般基因型植物更能有效地分解、活化、吸收和利用土壤中多种形态的难溶性的含磷、钾等矿质元素，增加土壤中速效性和缓效性钾的含量。研究表明，籽粒苋根际土壤对矿物态钾具有较强的活化作用，其根际土壤的速效钾含量较非根际土壤增加了1.7倍，缓效钾含量提高了55.9％，并能提高作物对农业土壤钾的利用效率。因此，种过籽粒苋的农业土壤地力大大增强。

据有关研究报道，油菜也是一种喜钾作物，对钾素的要求则主要来源于土壤，而我国土壤中的有效钾是很有限度的。目前在高氮水平条件下，油菜植株生长旺盛，容易导致油菜产量和含油量降低。而选用富钾植物实施合理轮作换茬，则可有效地增加瘠薄土壤的有机质含量和钾素营养，或可避免油菜产量和含油量下降，并对防止土壤菌核病效果良好。

上述说明，利用农业土壤实施苋(籽粒苋)--油(油菜)或粮(小麦)等后作植物轮作，既能充分利用前作籽粒苋富钾能力強等生理功能，快速提升三峡库区农业土壤地力，促进油菜等后作植物的生长及产量和品质的提高，还可利用高产优质的-籽粒苋作饲料耒促进畜禽养殖业的发展，由此可形成新的农业产业，粮油饲并进，一举多得，前景广阔。这对调整和优化农业产业结构，加速库区农业生产和畜禽养殖业的发展，助推移民实现万元增收工程目标都具有重要的现实意义。

目前，国内种植籽粒苋的轮作模式有：(1)苋+玉米间作；(2)苋+海椒、茄子、四季豆等蔬菜作物间作；(3)苋与果树、桑树林间作，在树冠行间空隙地种苋等。迄今为止，还未见利用农业土壤实施苋--油轮作的相关研究及应用报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速提升三峡库区土壤地力的作物轮作方法。该方法可解决三峡库区乃至重庆市和全国农业土壤地力差，青绿饲料短缺、油菜种植面积下滑及市场菜籽油缺口大等问题。

本发明的作物轮作方法，利用培肥地力显著的籽粒苋为前作，以喜钾作物--油菜为后作，再将籽粒苋根际土壤中分离获取的自生固氮菌、解磷细菌、解钾细菌分别配制成国标含菌量为10×10⁸个/ml的混合菌剂用于后作植物上，有机地将轮作植物、旱地肥力联系在一起，以增加农业土壤中的氮、磷、钾、硼素营养为突破口，以促进后作植物的生长和及产质量的提高，进而做到在稳定粮食生产与扩大油菜种植面积的同时，加速库区饲料生产和畜禽养殖业的发展，助推移民万元增收工程目标的实现。

本发明通过下列步骤实现：

(1)精细整地，深翻30厘米左右，每亩施入腐熟农家肥3500～4000kg或复合有机肥60kg作底肥；

(2)4～5月，籽粒苋播种育苗，每亩用种量50克，株高15厘米时移栽，株距15～20厘米，行距60～70厘米，6000～7000株/亩；株高100～120厘米时开始刈割利用，留茬高度20厘米，每隔30～40天收割一茬，每次刈割后追施尿素30～40公斤/亩，9～10月中旬前收获；

(3)采用土壤微生物常规分离法，在籽粒苋收获后，从根际土壤中分离获取自生固氮菌、解磷细菌、解钾细菌(硅酸盐细菌)，再配制成国标含菌量均为10×10⁸个/ml的混合菌剂备用；

(4)按常规法种植油菜，在油菜移栽前沾根接种混合菌剂。

本发明的优点：

一是针对性强：目前，三峡库区绝大部分新垦土地所处自然和生态环境条件恶劣，栽培制度不尽合理，其土壤肥力及生产水平极低，粮谷类饲料不足、蛋白饲料缺乏、青绿饲料短缺、畜禽养殖业下滑的状况甚为严重。因此，大量瘠薄的农业土壤急待整治和改良。本发明的实施正好能在短期内改善上述状况。

二是技术新颖：长期以末，三峡库区乃至全国传统的水田油菜栽培模式的成本相对较高，能获效益偏低，粮油和粮饲作物争地矛盾突出，严重地制约了油菜和饲料作物及畜禽养殖业的发展。本发明从充分利用前作籽粒苋根际土壤中有益微生物的作用入手，以增加旱地土壤氮、磷、钾、硼素营养为突破口，有机地将轮作植物、微生物、农业土壤地力联系在一起，既能缓解在大田种植油菜与小春粮食作物争地矛盾，又可获取两种植物轮作的最佳互应效应及其控制条件。

三是效益显著：据调查，按油菜籽产量100公斤/亩、3.0元/公斤计，其产值仅有300元左右，还不及种一亩小麦的效益高；而利用本发明在农业土壤上实施苋-油轮作，其油菜籽产量可达150～200公斤/亩；同时还能促进优质饲料作物的发展，一举多得。其经济效益可达3000～4000元/亩，农民收入可增加7～8倍，甚至更高。既能有效地解决粮油争地矛盾，又能充分发挥农业土壤的增效潜力；既能有效地拓宽天然优质饲料来源，促进畜禽养殖业发展，又能有效地助推农户万元增收工程目标的实现。

四是前景广阔：籽粒苋不仅是一种粮、饲、菜和观赏兼用、营养丰富的高产饲料作物，而且集“增肥、养畜、营养、保健”于一身，另外还具有减轻水土流失、修复裸地生态、绿化美化环境等作用，深受广大农民欢迎。因此，通过本发明的实施，既能在大力开发利用籽粒苋的同时，快速提升三峡库区农业土壤地力，促进油菜生产和畜禽养殖业发展，又能大幅度增加农民的经济收入，正好适应了农业产业结构调整，开发旱地增效潜力和社会主义新农村建设的需要，具有广阔的推广应用前景。

具体实施方式

实施例1：

2007年5月-2008年5月，在灰棕紫泥土壤上实施苋--油轮作对油菜产质量影响的研究结果。

实施方法如前所述：精细整地→播种育苗→移栽→施肥→管理→各生育期生长态势观察记录→收获→样品测定→数据整理→结果分析。其中，籽粒苋供试肥料：农家肥、复合有机肥料；油菜供试肥料：过磷酸钙、复合有机肥料。

一、2007年5月，在灰棕紫泥土壤上，测其基本化学性状后，以通过国家审定推广的红苋K112、红苋R104、绿穗苋3号三种籽粒苋作物为前作，并以种植饲用甘薯为对照。

二、2007年9月中旬收获籽粒苋后，种植甘蓝型杂交油菜，并以未种过籽粒苋的土壤种植相同油菜为对照，2008年5月底油菜成熟收获。其结果如下：

1、利用旱地实施苋-油轮作能有效起到改土增肥作用。据测定，种植籽粒苋后的土壤有机质、全氮、有效钾含量依次为28.42g/kg、1.37g/kg、144.16g/kg，分别比对照提高了26.50％、30.78％、94.28％。按测土配方施肥法，其油菜用肥种类及数量仅按当地施肥水平的60％施用，油菜生长性状及产质量仍高于对照，说明利用旱地实施苋-油轮作的确有明显的增肥改土效果。

2、利用旱地实施苋-油轮作能有效促进作物生长发育。据测定，在土壤肥力及施肥种类、数量等同条件下，种植籽粒苋的土壤耕作层中自生固氮菌、解磷细菌、解钾细菌(硅酸盐细菌)比种植红薯的土壤(对照)增加了2～5倍。其中，自生固氮菌数量分别为893、911、1037万个/g湿土，比对照提高2.28、2.33、2.65倍；其解磷细菌数量分别为1898、1920、1099万个/g湿土，比对照提高3.38、3.42、1.96倍；其解钾细菌数量分别为261、272、435万个/g湿土，比对照提高1.59、1.66、2.65倍。由此说明，油菜产量和品质都比对照高的主要原因之一，是前作种植籽粒苋增加了土壤中多种微生物的数量，进而加速了土壤的生理生化过程，有效地将原有土壤中“潜在”养分释放出来，使苋-油两种作物获得的养料丰富，有利于油菜生长发育，进而从整体上提升轮作系统的生态经济效益。

3、利用旱地实施苋-油轮作能有效提高油菜的产量和品质。每亩旱地经济效益达2300-4096元，比未种过籽粒苋的旱地油菜460～512元/亩提高了5～8倍。其中前作籽粒苋鲜茎叶产量高达5080-8296kg/亩，油菜籽产量比未种过籽粒苋的旱地增产38.72％，油菜籽平均产量可达198.4kg/亩，最高达215.72kg/亩；油菜籽含油量最高达42.52％，平均达到37.46％，比对照提高16.26％；油菜籽芥酸含量为0.56％，比对照降低了6倍；每克菜籽饼粕硫苷含量为34.74μmol，比对照降低了1.2倍，均达到国家“双低”(低芥酸、低硫苷)杂交油菜品种质量标准。

实施例2：

2008年5月-2009年5月，在紫色土上实施苋--油菜轮作，其方法步骤同实施例1。

一、2008年5月，在紫色土上，测其基本化学性状后，以通过国家审定推广的红苋K112、红苋R104、绿穗苋3号三种籽粒苋为前作，并以种植饲用甘薯为对照。

二、2008年9月收获籽粒苋后，以甘蓝型杂交油菜为后作植物，并以未种植过籽粒苋(种植过饲用甘薯)的土壤种植油菜为对照，2009年4月底油菜成熟收获。其结果如下：

1、种过籽粒苋后的坡耕地(紫色土)有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾分别为23.16g/kg、7.78g/kg、1.24g/kg、20.56g/kg、638.58mg/kg、5.51mg/kg、189.72mg/kg，比种植籽粒苋前的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾分别为10.60g/kg、2.73g/kg、0.58g/kg、14.5g/kg、515.20mg/kg、1.17mg/kg、92.75mg/kg分别提高1.18倍、1.85倍、23.94％、1.14倍、3.71倍、41.79％、1.05倍

2、种苋前油菜平均亩产70.53kg；种植籽粒苋后油菜最高单产为137.88kg，平均亩产为130.59kg，比前作植物为红薯的油菜籽产量平均值70.53Kg/亩增产85.12％。

3、每亩旱地经济效益达2810-3079元，比未种过籽粒苋的旱地油菜416～542元/亩提高了5.6～6.7倍。

实施例3：

2009年5月-2010年5月，在三峡库区新垦坡耕地上，实施苋--油轮作，其方法步骤同实施例1。

一、2009年5月，在测其该土壤的基本化学性状后，以通过国家审定推广的红苋K112、红苋R104、绿穗苋3号三种籽粒苋为前作，并以种植饲用甘薯为对照。

二、2009年9月收获籽粒苋后，以甘蓝型杂交油菜为后作植物，并以种植过饲用甘薯的土壤种植油菜为对照，2010年4月底油菜成熟收获。其结果如下：

1、新垦坡耕地种苋后的土壤养分为有机质20.84g/kg、全氮3.22g/kg、全磷1.12g/kg、全钾16.45g/kg、速效氮510.87mg/kg、有效磷5.51mg/kg、速效钾151.73mg/kg，比种苋前的土壤有机质18.4g/kg、全氮0.55/kg、全磷0.75g/kg、全钾13.8g/kg、速效氮105.4mg/kg、有效磷4.1mg/kg、速效钾60.4mg/kg分别提高13.26％、4.85倍、49.33％、49.20％、3.85倍、34.39％、1.51倍。

2、新垦坡耕地种苋前油菜平均亩产86.13kg；种苋后的油菜最高单产为157.18kg，平均亩产为134.59kg，比前作植物为红薯的油菜籽产量平均值86.13Kg/亩增产56.27％，其油菜籽芥酸和菜籽饼粕硫苷含量均符合国家“双低”杂交油菜品种质量标准的要求。

3、新垦坡耕地实施苋-油轮作后的经济效益显著，每亩产值达2613～3131元，比未种过籽粒苋的提高了5～6倍。

Claims (1)

1.一种快速提升三峡库区农业土壤地力的作物轮作方法，其特征在于，通过下列步骤实现：

(1)精细整地，深翻30厘米左右，每亩施入腐熟农家肥3500～4000kg或复合有机肥60kg作底肥；

(2)5月，籽粒苋播种育苗，每亩用种量50克，株高15厘米时移栽，株距15～20厘米，行距60～70厘米，6000～7000株/亩；株高100～120厘米时开始刈割利用，留茬高度20厘米，每隔30～40天收割一茬，每次刈割后追施尿素30～40公斤/亩，9月收获；

(3)采用土壤微生物常规分离法，在籽粒苋收获后，从根际土壤中分离获取自生固氮菌、解磷细菌、解钾细菌即硅酸盐细菌，再配制成含菌量均为10×10⁸个/ml的混合菌剂备用；

(4)按常规法种植油菜，在油菜移栽前沾根接种混合菌剂。