CN104145551A - 一种芦笋连作障碍土壤的改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，包括一个揭膜洗盐的步骤，一个机械深耕的步骤，一个清洁田园的步骤，一个高温闷棚的步骤，一个采用土壤改良剂的步骤，所述的土壤改良剂选自玉米秸秆、或者氰氨化钙、或者木酶菌制剂、或者微生物有机肥中的任意一种或者一种以上的组合，还包括一个棚沟交替的步骤，一个畦沟轮换的步骤，一个冬翻的步骤，本发明基本可解决由芦笋连作障碍造成的各种不利于作物生长的因子，实现芦笋后茬作物的正常生长，实现芦笋产业的可持续发展，最终实现农业增效、农民增收和土壤保护。

Description

一种芦笋连作障碍土壤的改良方法

技术领域

本发明属于土壤生态学领域，尤其涉及一种土壤的改良修复方法，具体来说是一种芦笋连作障碍土壤的改良方法。

背景技术

芦笋(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏，是一种高档而名贵的蔬菜，被誉为“世界十大名菜之一”。芦笋原产于地中海东岸及小亚细亚，20世纪初传入中国。2008年我国芦笋面积发展到150万亩，占全世界的40％，产量占世界总量的60％。目前我国芦笋产业规模已经列世界第一，年产值超过100亿元。芦笋已成为我国最大的单一蔬菜加工贸易品种，成为出口创汇的主要蔬菜产品之一。上海自1980年从美国引进试种以来，已有30多年的种植历史，目前种植面积超过1万多亩，其中崇明种植面积在8000亩左右。芦笋作为多年生作物，目前在田的设施芦笋70％左右的生长年限在8-12年，而根据上海气候特点，芦笋的生长淘汰期一般在15年左右，目前的芦笋正处于壮年期、老年期，未来几年，大部分的芦笋将处于淘汰更新期。

由于长期连续种植，过量施用化肥以及芦笋的多年生特性，导致土壤连作障碍问题日益严重，已经成为制约设施菜地持续发展的瓶颈，主要表现在设施大棚内土壤板结酸化、土壤养分富集、土壤次生盐渍化和土传病害严重，出现芦笋淘汰更新后的后茬作物育苗不出苗、移栽不成活、生长不健康、产品品质下降、经济效益大幅降低。大棚芦笋10年以上的典型田块耕作层土壤总盐含量远远高于重盐土的总盐含量，同时，连作大棚芦笋作物发病严重，因此，土壤次生盐渍化和土传病害等问题是造成大棚芦笋土壤质量退化的主要原因。日本的龙岛(1963)将产生连作障碍的原因归纳为五大因子：(l)土壤养分的消耗；(2)土壤反应异常；(3)土壤物理性状的恶化；(4)来自植物的有害物质；(5)土传病害和线虫。YoungC C(1984)通过研究发现，不仅芦笋的根系分泌物有自毒作用，而且根和茎的提取物也抑制芦笋幼苗的生长(1985)。Miller H G(1991)通过试验，将芦笋的根残茬中分离出阿魏酸、异阿魏酸、咖啡酸等酚酸物质，进一步说明芦笋连作中自毒作用的存在。Hartung AC(1989)则指出多年栽培芦笋后田镰刀菌已成为优势菌种，产生的毒素为害芦笋生长发育，在连作的情况下芦笋病害严重。我们通过对设施大棚种植芦笋10年以上的典型田块土壤调查分析，结果表明，耕作层土壤总盐含量达到28‰，远远高于重盐土的总盐含量，是正常菜地土壤总盐分含量的9倍左右，同时连作大棚芦笋作物发病严重。近年来，芦笋栽培面积持续扩大，连作障碍问题日趋严重，但是目前国内外尚未有修复芦笋连作障碍土壤技术与方法的报道。

由于芦笋经济效益良好及农民种植习惯，一般菜农不愿意通过调整茬口克服连作障碍问题。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，所述的这种芦笋连作障碍土壤的改良方法要解决现有技术中由于长期连续种植芦笋，过量施用化肥以及芦笋的多年生特性，导致土壤连作障碍问题日益严重的技术问题。

本发明提供了一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，包括以下步骤：

1)包括一个揭膜洗盐的步骤，首先在换茬年的春天，将土壤上部的大棚顶膜揭除，然后利用春夏自然降雨的淋溶作用，降低土壤盐分含量；

2)还包括一个机械深耕的步骤，采用机械设备进行土壤的翻耕，翻耕的深度在50cm以上；

3)还包括一个清洁田园的步骤，将土壤中的老芦笋根系全部清除出田块；

4)还包括一个高温闷棚的步骤，利用夏季高温季节，结合换茬期，进行覆膜、灌水，密闭大棚，利用大棚内高温对土壤进行消毒处理；

5)还包括一个采用土壤改良剂的步骤，在土壤中加入土壤处理剂；

6)还包括一个棚沟交替的步骤，原棚间排水沟变成棚中间，原棚中间变成棚间的排水沟；

7)一个畦沟轮换的步骤，把现茬准备种植芦笋的畦做在前茬芦笋的沟的位置，实现沟畦轮换。

进一步的，还包括一个冬翻的步骤，将排水沟在冬天翻深10cm以上。

进一步的，在冬天，将大棚的边膜、大门畅开，确保外界的温度与棚内的温度基本相同，使土壤充分熟化、释放土壤中的营养成份。

进一步的，所述的土壤改良剂包括采用玉米秸秆、或者氰氨化钙、或者微生物有机肥。

具体的，在土壤中均匀撒施鲜玉米秸秆(铡成4～6cm小段)90t/hm²，然后再均匀撒施氰氨化钙药剂900kg/hm²，用旋耕机翻耕(深20cm以上)，使有机物料、氰氨化钙和土壤充分混匀。覆膜、灌水，将大棚完全密闭，利用太阳能日光照射使大棚内迅速升温，高温闷棚15d～20d。揭膜后晾晒5d～7d，定植前撒施“SSP”微生物有机肥30t/hm²，并翻耕、耙平。

发明人经过试验，采取揭膜淋雨、机械深翻、清洁田园、高温闷棚、畦沟轮作、添加有机物料和土壤改良剂，以农业、物理和生物等技术，整合出一套芦笋连作障碍土壤生态改良修复技术。本发明的土壤生态改良修复技术基本可解决由于芦笋连作障碍造成的各种不利于作物生长的因子，实现芦笋后茬作物的正常生长，实现芦笋产业的可持续发展，最终实现农业增效、农民增收和土壤保护。

附图说明

图1显示了处理对芦笋株高的影响。

图2显示了处理对芦笋茎粗的影响。

图3显示了处理对芦笋茎数的影响。

具体实施方式

实施例1

根据芦笋作物的特点，结合崇明芦笋生产实际，按实用性、科学性、易操作性等原则，制订一套适合崇明芦笋持续生长的设施芦笋土壤生态修复改良集成技术：

①揭膜洗盐：芦笋栽培后期，其产量已经大幅下降，效益低下大不如前，因此，提前半年(换茬年的春天)将大棚顶膜揭除，利用春夏季节自然降雨淋溶作用，可降低土壤盐分含量，有效改善土壤理化性状。

②机械深耕：老年芦笋淘汰后，必须进行土壤翻耕，深度50cm以上，使底层土壤与耕作层土壤上下充分混匀，可有效降低(稀释)耕作层土壤盐分30％以上。

③清洁田园：由于芦笋连作达十年以上，土壤中存在大量老芦笋根，一些土传病害和可能存在的芦笋根系自毒物质，会抑制后茬芦笋幼苗生长，因此，必须在土壤深翻过程中清洁田园，将老芦笋根全部清除出田块。

④高温闷棚：旧茬芦笋淘汰后，利用夏季高温季节，结合换茬期，进行灌水、覆膜，密闭大棚，利用大棚内高温对土壤进行消毒处理，有效控制前茬芦笋土壤次生盐渍化和土传病害等对后茬芦笋生长的危害。

⑤应用土壤改良剂：选用较为成熟的土壤处理剂，如微生物菌剂、木酶菌制剂和氰氨化钙等，与青饲玉米秸秆还田相结合，对土壤进行处理。

⑥棚沟交替、畦沟轮换与高畦深沟栽培：夏季高温闷棚土壤消毒处理后，芦笋定植应棚沟交替、沟畦轮换与深沟高畦栽培。一是将大棚移位，原棚间排水沟变成棚中间，原棚中间变成棚间的排水沟；二是在原先畦面位置水平方向偏移50cm，即把现茬芦笋的畦做在前茬芦笋的沟位置，畦沟交换；三是现茬芦笋必须高畦深沟，有利于土壤排水排渍，改善土壤通透性，促进芦笋根系生长。

⑦更新芦笋品种：老芦笋田淘汰后，经灌水洗盐、棚架变迁、土壤处理后，新种植的芦笋品种应避免与前茬相同，尽量选用抗病、高产和耐盐性强的新品种，如UC-115等。

⑧肥料的合理使用：根据芦笋在各个生育期的需肥规律，合理使用商品有机肥，亩使用量在1-2吨，使用高效BB肥和缓释肥，增加叶面肥的使用，以减少氮化肥的使用，确保芦笋正常生长。

⑨冬季芦笋的冬翻技术：11月初霜期以后，地上部分植株进入冬眠期，田间管理进入冬季清园，如清除地上部分的枯株残叶、施越冬肥、土壤消毒等，减少土壤板结对芦笋根系的影响，采取冬季土壤的冬翻技术，其原则是排水沟冬翻深些(10cm)、接近棵盘时适当浅些(5cm)。

⑩冬季畅棚通风技术：地上部分植株经初霜期逐步枯死后，大棚的边膜、大门尽可能畅开，确保外界的温度与棚内的温度基本相似，使土壤充分熟化、释放土壤中的营养成份。

实施例2

1材料与方法

1.1供试土壤

试验地选在上海市崇明县合兴园艺场，该场面积167hm²，约30％的芦笋种植年限10年以上，植株长势及产量严重下降，土壤连作障碍严重，需要进行换茬。供试土壤为砂夹黄土，土壤pH7.7，全盐量18.1g/kg，碱解氮376.2mg/kg，速效磷265.7mg/kg，速效钾2064.3mg/kg，硝酸盐含量为4583.0mg/kg。

1.2试验设计

试验以未经处理的常规方式作为对照，采用实施例1的芦笋土壤生态修复改良技术作为对比，待土壤处理完成，统一进行芦笋定植。

1.3试验方法

1.3.1土壤采样

芦笋定植后3个月，测定各处理幼苗成活率，采用S形布点采样法用不锈钢土钻取0～20cm土壤样品，并另取对照地翻耕前后0～5cm、5～20cm耕层土壤风干过筛，送实验室进行相关指标测定。

1.3.2土壤性状的测定

参照鲍士旦的方法：土壤pH采用酸度计法测定，土壤全盐量采用质量法测定，土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，土壤速效磷采用NH₄F‐HCI浸提钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用乙酸铵浸提火焰光度法测定,土壤硝酸盐采用紫外分光光度法测定。

1.3.3植株性状测定

株高用皮尺测量，茎粗用游标卡尺测定，茎数每处理连续10株人工计数，成活率每处理连续100株人工计数，以上指标重复3次。

2结果与分析

2.1处理对土壤理化性状的影响

2.1.1对耕层土壤盐分的影响

通过机械翻耕，耕作层土壤充分翻动，使盐分含量较低的下层土壤与盐分高的上层土壤混合，以降低表层土壤的盐分含量，经测定通过深翻在0～5cm土层中盐分含量降低了近50％，该物理措施对于降低表层土壤盐分效果显著。

表1 翻耕对土壤盐分的影响

2.1.2对土壤化学性状的影响

通过检测不同土壤样品的pH及其他指标可以得知，处理前后土壤pH均无显著差异，而其他各项指标处理前后有较大差异。土壤在处理之前，其全盐量达到18.1‰，属于重度盐渍化土壤，养分含量及硝酸盐含量也均高于处理之后，养分含量过剩，导致土壤次生盐渍化。通过表2可知，采用设施芦笋土壤生态修复改良技术对芦笋土壤进行处理之后，土壤全盐量显著降低，尤其是速效钾含量明显降低到正常值，较常规土壤处理方法相比，效果明显，结合植株长势来看，采用设施芦笋土壤生态修复改良技术处理的土壤，芦笋幼苗各项生长指标显著高于对照，在后续生产管理中应当减少追肥用量，避免连作障碍再次出现。

表2 对土壤性状的影响

注：表中具有相同小写字母表示无显著差异，不同字母表示具有显著差异(P＝0.05)。

2.2处理对芦笋植株性状影响

2.2.1对芦笋株高的影响

土壤处理对芦笋植株株高的影响如图1所示，可以看出，采用设施芦笋土壤生态修复改良技术进行芦笋土壤处理后，芦笋株高均显著高于对照，说明该处理效果显著。

2.2.2对芦笋茎粗的影响

土壤处理对芦笋茎粗的影响如图2所示，采用设施芦笋土壤生态修复改良技术进行土壤处理的芦笋植株茎粗均高于对照，说明经过土壤处理，芦笋长势有所提高。

2.2.3对芦笋茎数的影响

芦笋茎数是指一株芦笋发出分枝数，它反映出芦笋分枝发育的强度。土壤处理对芦笋茎数影响如图3所示，采用设施芦笋土壤生态修复改良技术进行土壤处理之后，芦笋茎数最多，与常规处理方式相比较，处于显著水平。结果表明采用设施芦笋土壤生态修复改良技术，可有效改善芦笋土壤性状，促进芦笋生长和新芽萌发，增加其茎数。

2.2.4对芦笋成活率的影响

处理后芦笋幼苗的成活率如表3所示。采用设施芦笋土壤生态修复改良技术进行土壤处理之后芦笋幼苗成活率达到100％，与常规处理方式的72％相比差异十分显著，说明采用该土壤处理技术后，芦笋生产可恢复到正常生产水平，对于土壤保育，农民增收意义重大。

表3 对芦笋成活率的影响

3结论与讨论

试验表明，通过设施芦笋土壤生态修复改良技术进行土壤综合处理来进行芦笋障碍土壤改良效果显著，芦笋各项生长指标表现优异，可达到芦笋连作生产要求。

Claims (5)

1.一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，其特征在于包括以下步骤：

1）包括一个揭膜洗盐的步骤，首先在换茬年的春天，将土壤上部的大棚顶膜揭除，然后利用春夏自然降雨的淋溶作用，降低土壤盐分含量；

2）还包括一个机械深耕的步骤，采用机械设备进行土壤的翻耕，翻耕的深度在50cm以上；

3）还包括一个清洁田园的步骤，将土壤中的老芦笋根系全部清除出田块；

4）还包括一个高温闷棚的步骤，利用夏季高温季节，结合换茬期，进行覆膜、灌水，密闭大棚，利用大棚内高温对土壤进行消毒处理； 

5）还包括一个采用土壤改良剂的步骤，在土壤中加入土壤处理剂，改良土壤理化性状； 

6）还包括一个棚沟交替的步骤，将原棚间排水沟变成棚中间，原棚中间变成棚间的排水沟；

7）还包括一个畦沟轮换的步骤，把现茬准备种植芦笋的畦做在前茬芦笋的沟的位置，实现畦沟交换。

2.如权利要求1所述的一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，其特征在于：还包括一个冬翻的步骤，将排水沟在冬天翻深10cm以上。

3.如权利要求1所述的一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，其特征在于：在冬天，将大棚的边膜、大门畅开，确保外界的温度与棚内的温度基本相同，使土壤充分熟化、释放土壤中的营养成份。

4.如权利要求1所述的一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，其特征在于：所述的土壤改良剂选自玉米秸秆、或者氰氨化钙、或者木酶菌制剂、或者微生物有机肥中的任意一种或者一种以上的组合。

5.如权利要求4所述的一种芦笋连作障碍土壤的改良方法，其特征在于：在土壤中均匀撒施鲜玉米秸秆90 t/hm²，然后再均匀撒施氰氨化钙药剂900 kg/hm²，用旋耕机翻耕，使有机物料、氰氨化钙和土壤充分混匀，覆膜、灌水，将大棚完全密闭，利用太阳能日光照射使大棚内迅速升温，高温闷棚15d～20 d，揭膜后晾晒5d～7d，定植前撒施微生物有机肥，并翻耕、耙平。