CN108093722B - 一种日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种日光温室番茄残株原位还田的方法以及其应用，该方法包括：将日光温室中的番茄残株进行直接机械粉碎并覆盖于土壤上，向番茄残株碎段上喷水，然后进行初级高温降解；土壤表面施用有机肥并旋耕深翻覆盖有机肥和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，灌水，覆地膜，然后进行次级高温降解，以杀灭20‑30cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段腐熟，再通风换气；测定并调整土壤的pH值至6.5‑7.5；在定植下茬植株前进行移动式土壤蒸汽消毒，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤。采用本发明的方法能够显著提高番茄的产量，并降低病虫害。
Description
技术领域
本发明属于温室日光温室种植领域，具体地，涉及一种日光温室番茄残株原位还田的方法。
背景技术
近年来，我国设施蔬菜产业发展迅猛，其栽培面积和产量所占比重逐年增加，至2013年设施蔬菜种植面积达370万hm2，占蔬菜种植面积的18％以上；设施蔬菜总产量达到2.5亿t，占蔬菜总产量的34％，已成为农民增收、农业增效的重要组成部分。
但是，由于日光温室内长期高温，不合理施肥，以及连作等原因导致现在日光温室土壤存在板结、盐化、酸化、养分失衡、病虫害频发等问题。如何改善日光温室土壤的现状是现代设施蔬菜所面临的一大难题。
现代设施蔬菜所面临的另一问题是蔬菜残株的资源化利用。随着设施蔬菜栽培面积的爆发式增长，无经济利用价值的根、茎、叶等蔬菜残株日益增多。而这些蔬菜残株虽然含有丰富的有机质和矿质养分，但是病虫害也较严重，因此，果实收获后的残株一般被移出日光温室。由于缺乏科学合理的利用措施，从而造成严重的资源浪费和环境污染，对人类身体健康造成了一定的威胁。为了将这些残株资源化利用，现有的方法一般是将蔬菜残株进行堆腐还田，但该方法费工费时、成本高、效率低、病虫害杀灭不彻底，严重制约了蔬菜残株的资源化利用。
另外，专利申请CN107022512A公开了一种日光温室作物秸秆还田生物菌剂及生物发酵方法，具体公开了：步骤一，在每年6-8月份日光温室作物采收结束后，将作物秸秆在日光温室内就地粉碎并撒匀还田；步骤二，在日光温室内撒施有机粪肥；步骤三，在日光温室内撒施粉末状菌剂；步骤四，将日光温室土壤进行旋耕深翻，将粉末状菌剂与秸秆粉碎物、土壤和有机粪肥混合均匀；步骤五，将日光温室内的土壤打埂做畦，大水灌足、灌透；步骤六，封棚发酵15-20天，期间7-8天加灌一次水或灌足水后覆膜；步骤七，土壤发酵结束后通风换气，并进行第二次旋耕；步骤八，作物秸秆就地生产生物有机肥并全部混合入日光温室土壤，打埂做畦定植下茬作物。该方法中施用了菌剂，通过菌剂中的微生物抑制土壤中的病虫害，但是并不能充分杀灭土壤中的病原菌，甚至对线虫等害虫并没有效果。并且，其并不能解决土壤板结、盐化、酸化等问题，不利于日光温室的持续性发展。
因此，现在急需一种日光温室番茄残株原位还田的方法及其在改善土壤结构中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中日光温室土壤板结、盐化、酸化以及病虫害频发等问题以及克服番茄残株资源化利用的困难。本发明提供了一种日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用，从而能够将番茄残株更有效地资源化利用以改善土壤结构，防止土壤板结、盐化、酸化以及病虫害频发等问题的发生。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种日光温室番茄残株原位还田的方法，该方法包括：
(1)将日光温室中的番茄残株进行直接机械粉碎并覆盖于土壤上，向番茄残株碎段上喷水，然后进行初级高温降解；
(2)土壤表面施用有机肥并旋耕深翻覆盖有机肥和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，灌水，覆地膜，然后进行次级高温降解，以杀灭20-30cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段腐熟，再通风换气；
(3)测定并调整土壤的pH值至6.5-7.5；
(4)在定植下茬植株前进行移动式土壤蒸汽消毒，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤。
本发明第二方面提供了一种日光温室番茄残株原位还田方法在改善土壤结构中的应用。
本发明的日光温室番茄残株直接还田的方法，能够显著改善温室土壤的理化性质及土壤微生物群落结构，可以促进下茬植株的生长并显著提高番茄产量。具体地，采用本发明的方法能够改善土壤结构，降低还田后第一茬番茄的病虫害并显著提高番茄的品质和产量。同时，本发明克服了现有技术存在的费工费时、高成本、低效率、起效慢、病虫害抗性等各种日光温室蔬菜种植问题，提供了一种能够高效利用番茄残株直接还田的方法，该方法节工省时、安全高效，能够杀灭深层土壤中的病虫害，并能够疏松深层土壤，有利于土壤通气性和透水性的改善，从而能够防止土壤板结和盐化等问题的发生，另外由于土壤的各种营养元素较平衡，更有利于番茄的增产，而不会发生由于氮含量过高而导致病虫害泛滥的问题。在本发明的方法中，初级高温降解能够使得番茄残株中的纤维素得到初步分解，而次级高温分解能够更彻底地分解纤维素，从而能够使得番茄残株充分腐熟，使番茄残株中的养分充分释放到土壤中，而土壤蒸汽消毒能够在不破坏土壤营养成分的基础上，进一步杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤，防止深层土壤中的病虫害，尤其是线虫随着时间而移动到表层，导致线虫得不到彻底消灭。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种日光温室番茄残株原位还田的方法，该方法包括：
(1)将日光温室中的番茄残株进行直接机械粉碎并覆盖于土壤上，向番茄残株碎段上喷水，然后进行初级高温降解；
(2)土壤表面施用有机肥并旋耕深翻覆盖有机肥和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，灌水，覆地膜，然后进行次级高温降解，以杀灭20-30cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段腐熟，再通风换气；
(3)测定并调整土壤的pH值至6.5-7.5；
(4)在定植下茬植株前进行移动式土壤蒸汽消毒，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤。
本发明中的番茄品种可以为本领域常规的番茄品种，例如可以为“欧冠”、“中蔬4号”和“中杂201”，优选为“欧冠”。
本发明的方法尤其适用于已经连作3-5茬的番茄日光温室。其土壤已经开始出现板结、盐化、绿苔等问题。
根据本发明所述的方法，该方法可以包括：将拉秧1-2天的番茄残株进行直接机械粉碎并均匀覆盖在土壤上。其中，机械粉碎的设备可以为本领域各种公知的自动机械粉碎机，例如可以为购自曲阜市睿迪机械科技有限公司型号为RD-HSJ的小型秸秆粉碎还田机。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中，所述机械粉碎使得得到的番茄残株碎段的长度为1-10cm，更优选为5-8cm，从而能够更有利于进行两级高温降解。碎段的长度过长会影响后续的旋耕深翻以及两级高温降解的效果，碎段的长度过短，对机械设备的要求过高，从而不利于实现机械化。
根据本发明所述的方法，该方法还优选包括：步骤(1)中，向番茄残株碎段上喷水前进行中药组合物熏蒸日光温室抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，然后通风换气。更优选地，所述中药组合物为香柏和香松，进一步优选地，香柏和香松的重量比为1：1.2-1.5，采用特定种类和含量的中药组合物熏蒸日光温室，能够抑制残株碎段和土壤表面的有害微生物和线虫，而不影响土壤中的有益微生物的活性。本发明中，熏蒸的操作是在密闭日光温室条件下进行的。中药组合物的用量为1亩地，50-60g。其中，熏蒸的时间可以为3-5h。
在本发明的一种优选实施方式中，步骤(1)中，将日光温室中的番茄残株进行直接机械粉碎并覆盖于土壤上，然后进行中药组合物熏蒸日光温室抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，再通风换气，然后向番茄残株碎段上喷水，再进行初级高温降解。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(1)中，喷水的总用水量使得番茄残株碎段的含水量达到85重量％以上，更优选为90-95重量％，从而能够使得番茄残株碎在高温高湿条件下进行初级降解。其中，对喷水的次数没有特别的限定，只要使得番茄残株碎段的含水量维持在上述优选范围内即可。
根据本发明所述的方法，步骤(1)中，优选地，所述初级高温降解的方式包括：选连续晴天，在密闭日光温室的条件下，采用日光照射方式进行，使得日光温室中空气的温度达到65-80℃，地表土壤温度达到60-70℃，且持续5-7d。其中，持续天数为累计持续天数，中间可以有间断，但是优选为不间断连续日光照射5-7d。本发明中，由于上述中药组合物熏蒸抑制了残株碎段和土壤表面的病虫害，而土壤表层的有益微生物活性未受影响，在上述优选的高温高湿条件下有益微生物进行好氧发酵以使得番茄残株碎段初级降解，从而更有利于后续的次级高温降解过程(即使得番茄残株完全腐熟)，进而能够进一步使得土壤结构得到显著改善以显著提高下茬番茄的产量和品质。
根据本发明所述的方法，可以采用本领域各种常规的腐熟的有机肥，优选地，所述有机肥的制备方法包括：将新鲜的畜禽粪便与中药药渣混合，然后堆肥发酵，本发明采用常常被任意丢弃的中药药渣与畜禽粪便进行混合发酵，中药药渣能够杀害新鲜畜禽粪便中的有害病原菌和虫害，使得新鲜畜禽粪便中的有益菌活性得到充分发挥以充分发酵中药药渣和新鲜畜禽粪便中的有机质，使得中药药渣与畜禽粪便得到完全的腐熟，防止了腐熟不完全有机肥的施用所带来的日光温室病虫害以及其它各种土壤问题。另外，中药药渣中含有大量的微量元素，经发酵后能够改善土壤的营养组成。而在现实生活中，中药药渣完全是废物，被人们任意地丢弃，其浓烈的气味污染了环境，而本发明中创造性地将其资源化利用，变废为宝，对环保具有重要的意义。本发明的堆肥方式可以为本领域各种常规的堆肥方式，例如可以在常温条件下进行60-80d。在此，常温可以指25-35℃。
本发明中，对中药药渣中中药的种类没有特别的限定，补益类的中药药渣均可，例如可以为黄芪、党参、甘草、当归、陈皮、升麻、柴胡、白术、人参、茯苓、山药、莲子、桔梗、五味子、黄柏和杜仲中的至少一种。其中，上述中药的配比可以根据治疗的疾病不同而不同。
本发明中，优选地，相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为10-100g，优选为20-80g，更优选未30-70g，进一步优选为50-60g。
本发明的畜禽粪便可以为本领域各种常用的畜禽粪便，例如可以为鸡粪、鸭粪、猪粪和牛粪中的至少一种。
根据本发明所述的方法，优选地，所述有机肥的施用量为3-10立方米/亩，优选为5-6立方米/亩。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(2)中，所述旋耕深翻的深度为20-30cm。
根据本发明所述的方法，灌水和覆地膜可以为本领域常规的灌水和覆地膜的方式，在此不再赘述。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(2)中，所述次级高温降解的方式包括：选连续晴天，在密闭日光温室的条件下，采用日光照射方式进行，使得日光温室中空气的温度达到65-80℃，地表土壤温度达到60-70℃，且持续10-13d。更优选地，本发明地下30cm处的土壤温度可以达到55℃以上。由于施用了特定方式制备的有机肥且采用了上述特定的高温降解条件，能够杀灭20-30cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段腐熟。具体地，有机肥采用了完全腐熟的中药药渣和畜禽粪便发酵产物，病虫害的含量极低，而有益菌的活性较高，在高温条件下上述有机肥能够使得番茄残株碎段较快地腐熟，另外，土壤较高的温度能够杀害土壤中的病原菌和线虫，从而能够进一步使得土壤结构得到显著改善，进而显著提高下茬番茄的产量和品质。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(2)中，在次级高温降解期间，每隔5-6天灌水一次，从而能够为土壤有益菌的发酵提供较充分的水分条件以及淹死部分的线虫。其中，每次的灌水量以30cm深处土壤湿润为准。
根据本发明所述的方法，步骤(3)中，采用pH计常规方法测定土壤的pH值，根据测定的酸碱性，将土壤pH值调整至6.5-7.5。其中，如果测定结果偏碱性，则采用施加腐殖酸的方式将其调整至6.5-7.5，如果测定结果偏酸性，则采用施加草木灰的方式将其调整至6.5-7.5。
根据本发明所述的方法，优选地，步骤(4)中，所述移动式土壤蒸汽消毒为全自动自走式蒸汽消毒；优选地，所述移动式土壤蒸汽消毒的条件包括：温度为60-90℃，优选为70-80℃，时间为30-60min，优选为40-50min。本发明的全自动自走式蒸汽消毒可以采用德国MSD公司的全自动自走式蒸汽消毒系统。本发明中，采用蒸汽消毒，不仅能够杀死土壤中导致植物受害的真菌、细菌、昆虫、线虫以及杂草，还可使重土变为团粒，提高了土壤的排水性和通透性。蒸汽消毒具有高效、清洁、无毒、无残留、处理后短期内即可播种等优点。由于蒸汽消毒后，土壤会很快变凉，适宜种植，而化学生物熏蒸剂处理后需要一段时间后才能种植。这对于提高土地利用率，减少休闲时间有着积极的意义。并且，蒸汽消毒法渗透更均匀、有效，可以杀灭所有的病原体和杂草种子等。蒸汽消毒没有生物化学熏蒸的抗药性以及熏蒸深度不够等问题，例如一般采用辣根素熏蒸的消毒深度仅为20cm深度，长期施用辣根素会导致后续的抗药性问题，并且，辣根素并不能杀灭杂草种子。
根据本发明所述的方法，优选地，该方法还包括：在定植下茬植株后，采用中药组合物熏蒸日光温室以防止幼苗的病虫害；更优选地，所述中药组合物为香柏和香松，更优选地，香柏和香松的重量比为1：1.2-1.5。本发明中，熏蒸的操作是在密闭日光温室条件下进行的。中药组合物的用量为1亩地，50-60g。其中，熏蒸的时间可以为3-5h。
根据本发明所述的方法，定植下茬植株时，定植密度为7-8株/m2。
本发明中，番茄残株的用量根据番茄定植密度确定。一般地，番茄的定植密度为7-8株/m2，拉秧后将全部的番茄残株直接进行原位还田即可。因此，在此不用特意限定番茄残株的用量。
本发明的方法中不施用化学或者生物土壤消毒剂，从而避免了化学或者生物土壤消毒剂带来的土壤残留以及病虫害抗性等问题，是真正的绿色技术，能够保证日光温室无公害蔬菜的种植安全性，适宜大规模推广。
本发明另一方面提供了一种日光温室番茄残株原位还田方法在改善土壤结构中的应用。
采用本发明的日光温室番茄残株原位还田方法，能够使得土壤结构和各项性能参数得到改善，例如能够使得土壤的容重降低；孔隙度变大；通气性和透水性增加；有机质含量增加；微生物种群多样化等。具体地，能够使得土壤的pH值为6.5-7.5，容重为1-2g/m3，比重为1.8-2.2mg/m3，碱解氮高达150-165mg/kg，全氮高达1.3-1.7wt％，速效磷高达19-21mg/kg，速效钾高达470-480mg/kg，全磷高达1512-1520mg/kg，有机质含量高达290-300wt％，总孔隙度高达28-55体积％。
实施例
自动机械粉碎机为购自曲阜市睿迪机械科技有限公司型号为RD-HSJ的小型秸秆粉碎还田机。
制备有机肥1：将新鲜的鸡粪与中药药渣(黄芪、党参、甘草、当归和陈皮组合物药渣)混合，然后在30℃下进行堆肥发酵64d，其中，相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为50g。
制备有机肥2：将新鲜的鸭粪与中药药渣(黄芪、党参、甘草、当归和五味子组合物药渣)混合，然后在35℃下进行堆肥发酵60d，其中，相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为55g。
制备有机肥3：将新鲜的猪粪与中药药渣(黄芪、党参、甘草、当归和山药组合物药渣)混合，然后在35℃下进行堆肥发酵70d，其中，相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为60g。
制备有机肥4：将新鲜的鸡粪与中药药渣(黄芪、党参、甘草、当归和陈皮组合物药渣)混合，然后在30℃下进行堆肥发酵64d，其中，相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为30g。
制备有机肥5：将新鲜的鸡粪与中药药渣(黄芪、党参、甘草、当归和陈皮组合物药渣)混合，然后在30℃下进行堆肥发酵64d，其中，相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为70g。
制备有机肥6：将新鲜的鸡粪在30℃下进行堆肥发酵64d。
实施例1
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
(1)在已经连作4茬番茄的日光温室中，采用自动机械粉碎机将日光温室中拉秧1天的“欧冠”番茄残株直接机械粉碎成5cm的番茄残株碎段并均匀覆盖在土壤上，然后在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：1.2)燃烧熏蒸日光温室3h，中药组合物的用量为每亩50g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，然后通风换气1天，然后选晴天，在密闭日光温室的条件下，向番茄残株碎段上喷水，使得番茄残株碎段的含水量达到90重量％，采用夏天的日光照射使得日光温室中空气的温度为65℃，地表土壤温度为60℃，且持续7d，以进行番茄残株碎段的初级高温降解；
(2)在土壤表面的残株碎段上均匀撒施上述制得的有机肥1(施肥量为5立方米/亩)，然后旋耕深翻覆盖有有机肥1和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，旋耕深翻的深度为20cm，然后灌水，覆地膜，选晴天，在密闭日光温室的条件下，采用夏天的日光照射使得日光温室中空气的温度为65℃，地表土壤温度为60℃，且持续15d，以进行次级高温降解，从而能够杀灭20cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段完全腐熟，然后通风换气1天，其中，在次级高温降解期间，每隔5天灌水一次，每次的灌水量以30cm深处土壤湿润为准；
(3)采用pH计测定土壤的pH值显示酸性，并采用施加草木灰的方式将其pH值调整至6.98；
(4)在定植下茬植株前5天采用德国MSD公司的全自动自走式蒸汽消毒系统进行移动式土壤蒸汽消毒，其中，土壤蒸汽消毒的温度为70℃，时间为50min，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤；
(5)移动式土壤蒸汽消毒后第二天定植下茬番茄植株(定植密度为7株/m2)，待出苗3天后，密闭日光温室，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：1.2)燃烧熏蒸日光温室3h，中药组合物的用量为每亩50g，以防止幼苗的病虫害，然后通风换气1天。
实施例2
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
(1)在已经连作4茬番茄的日光温室中，采用自动机械粉碎机将日光温室中拉秧2天的“欧冠”番茄残株直接机械粉碎成7cm的番茄残株碎段并均匀覆盖在土壤上，然后在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：1.4)燃烧熏蒸日光温室4h，中药组合物的用量为每亩55g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，通风换气1天，然后选晴天，在密闭日光温室的条件下，向番茄残株碎段上喷水，使得番茄残株碎段的含水量达到95重量％，采用夏天的日光照射使得日光温室中空气的温度为70℃，地表土壤温度为65℃，每天日光照射时间为5h，且持续6d，以进行番茄残株碎段的初级高温降解；
(2)在土壤表面的残株碎段上均匀撒施上述制得的有机肥2(施肥量为5.5立方米/亩)，然后旋耕深翻覆盖有有机肥2和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，旋耕深翻的深度为25cm，然后灌水，覆地膜，选晴天，在密闭日光温室的条件下，采用夏天的日光照射使得日光温室中空气的温度为70℃，地表土壤温度为65℃，且持续12d，以进行次级高温降解，从而能够杀灭25cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段完全腐熟，然后通风换气1天，其中，在次级高温降解期间，每隔6天灌水一次，每次的灌水量以30cm深处土壤湿润为准；
(3)采用pH计测定土壤的pH值显示酸性，并采用施加草木灰的方式将其pH值调整至7；
(4)在定植下茬植株前5天采用德国MSD公司的全自动自走式蒸汽消毒系统进行移动式土壤蒸汽消毒，其中，土壤蒸汽消毒的温度为75℃，时间为45min，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤；
(5)移动式土壤蒸汽消毒后第二天定植下茬番茄植株(定植密度为8株/m2)，待出苗3天后，密闭日光温室，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：1.3)燃烧熏蒸日光温室4h，中药组合物的用量为每亩55g，以防止幼苗的病虫害，然后通风换气1天。
实施例3
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
(1)在已经连作4茬番茄的日光温室中，采用自动机械粉碎机将日光温室中拉秧1天的“欧冠”番茄残株直接机械粉碎成8cm的番茄残株碎段并均匀覆盖在土壤上，然后在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：1.5)燃烧熏蒸日光温室5h，中药组合物的用量为每亩60g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，通风换气1天，然后选晴天，在密闭日光温室的条件下，向番茄残株碎段上喷水，使得番茄残株碎段的含水量达到95重量％，采用夏天的日光照射使得日光温室中空气的温度为80℃，地表土壤温度为70℃，且持续5d，以进行番茄残株碎段的初级高温降解；
(2)在土壤表面的残株碎段上均匀撒施上述制得得有机肥3(施肥量为5立方米/亩)，然后旋耕深翻覆盖有有机肥3和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，旋耕深翻的深度为30cm，然后灌水，覆地膜，选晴天，在密闭日光温室的条件下，采用夏天的日光照射使得日光温室中空气的温度为80℃，地表土壤温度为70℃，且持续10d，以进行次级高温降解，从而能够杀灭30cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段完全腐熟，然后通风换气1天，其中，在次级高温降解期间，每隔5天灌水一次，每次的灌水量以30cm深处土壤湿润为准；
(3)采用pH计测定土壤的pH值显示酸性，并采用施加草木灰的方式将其pH值调整至6.86；
(4)在定植下茬植株前5天采用德国MSD公司的全自动自走式蒸汽消毒系统进行移动式土壤蒸汽消毒，其中，土壤蒸汽消毒的温度为80℃，时间为40min，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤；
(5)移动式土壤蒸汽消毒后第二天定植下茬番茄植株(定植密度为7株/m2)，待出苗3天后，密闭日光温室，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：1.2)燃烧熏蒸日光温室3h，中药组合物的用量为每亩50g，以防止幼苗的病虫害，然后通风换气1天。
实施例4
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，将有机肥1替换为有机肥4。
实施例5
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，将有机肥1替换为有机肥5。
实施例6
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，将有机肥1替换为有机肥6。
实施例7
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，采用自动机械粉碎机将日光温室中拉秧1天的“欧冠”番茄残株直接机械粉碎成10cm的番茄残株碎段并均匀覆盖在土壤上。
实施例8
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，初级高温降解的方式包括：选晴天，在密闭日光温室的条件下，采用日光照射方式，使得日光温室中空气的温度达到60℃，地表土壤温度达到50℃，且持续8d。
实施例9
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，次级高温降解的方式包括：选晴天，在密闭日光温室的条件下，采用日光照射方式，使得日光温室中空气的温度达到60℃，地表土壤温度达到50℃，且持续15d。
实施例10
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，喷水的总用水量使得番茄残株碎段的含水量达85重量％。
实施例11
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，在次级高温降解期间，每隔7天灌水一次。
实施例12
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：0.8)燃烧熏蒸日光温室5h，中药组合物的用量为每亩60g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，然后通风换气1天。
实施例13
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(香柏和香松的重量比为1：2)燃烧熏蒸日光温室5h，中药组合物的用量为每亩60g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，然后通风换气1天。
实施例14
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(仅为香柏)燃烧熏蒸日光温室5h，中药组合物的用量为每亩60g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，然后通风换气1天。
实施例15
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，在日光温室密闭条件下，采用中药组合物(仅为香松)燃烧熏蒸日光温室5h，中药组合物的用量为每亩60g，以抑制残株碎段和土壤表面的病虫害，然后通风换气1天。
实施例16
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，移动式土壤蒸汽消毒的条件为：温度为60℃，时间为60min。
实施例17
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，移动式土壤蒸汽消毒的条件为：温度为90℃，时间为30min。
实施例18
本实施例用于说明本发明的日光温室番茄残株原位还田的方法及其应用。
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，在步骤(2)中的灌水后施用辣根素，然后覆地膜。
对比例1
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，将日光温室中的番茄残株进行直接机械粉碎并覆盖于土壤上，然后直接进行初级高温降解，省略向番茄残株碎段上喷水的步骤。
对比例2
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，省略步骤(1)的初级高温降解步骤，直接将番茄残株碎段与施用的有机肥旋耕深翻到土壤中，然后灌水，覆地膜，再进行次级高温降解。
对比例3
不进行番茄残株还田，而是将拉秧后的番茄残株移出日光温室。
对比例4
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，省略步骤(2)中的次级高温降解步骤。
对比例5
按照实施例1的方法进行日光温室番茄残株原位还田，不同的是，省略步骤(4)的土壤蒸汽消毒。
对比例6
按照专利申请CN107022512A的方法进行日光温室番茄秸秆还田，具体方法为：步骤一，在每年6-8月份日光温室作物采收结束后，将作物秸秆在日光温室内就地粉碎并撒匀还田；步骤二，在日光温室内撒施有机粪肥；步骤三，在日光温室内撒施粉末状菌剂；步骤四，将日光温室土壤进行旋耕深翻，将粉末状菌剂与秸秆粉碎物、土壤和有机粪肥混合均匀；步骤五，将日光温室内的土壤打埂做畦，大水灌足、灌透；步骤六，封棚发酵15-20天，期间7-8天加灌一次水或灌足水后覆膜；步骤七，土壤发酵结束后通风换气，并进行第二次旋耕；步骤八，作物秸秆就地生产生物有机肥并全部混合入日光温室土壤，打埂做畦定植下茬作物。
对比例7
按照专利申请CN104521401A的方法进行青秆还田处理工艺，不同的是，将该方法应用于番茄大棚还田。具体地，6月下旬至7月上旬大棚番茄罢园后，掀起大棚膜，并用适合大棚操作的秸秆切碎旋耕机将番茄青秆切碎翻入土中；(2)、均匀撒施石灰氮和下茬作物生长所需的肥料，石灰氮的用量为40～60公斤/亩，肥料为：菜饼肥150～250公斤/亩、或腐熟鸡粪350～450公斤/亩、或腐熟猪粪550～650公斤/亩，再用旋耕机深耕一次，开沟作厢；(3)、将番茄田灌透水，以地下20～25cm深处见湿为标准；(4)、铺设滴灌管，盖好地膜和大棚膜并将四周压实，在揭地膜前利用滴灌管保持土壤湿润，同时通过平行移动滴灌管，保持土壤湿度均衡；(5)、密闭大棚20～30天，利用7～8月份的强日照和高温进行土壤杀菌，并腐熟番茄青秆，在后茬作物定植前3～5天揭开地膜，并掀开大棚膜通风，即完成青秆还田处理工艺。
测试例
测定实施例1-18和对比例1-7定植下茬番茄植株前的土壤的pH、容重、比重、碱解氮、全氮、速效磷、速效钾、全磷、有机质以及其它金属元素含量和土壤孔隙度，其中，采用pH计测定土壤的pH值；采用环刀-三相仪方法测定土壤容重、比重及孔隙度；采用碱解扩散法测定土壤碱解氮；采用凯氏定氮法测定土壤全氮；采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AEC)分析方法测定土壤速效磷、速效钾、全磷及土壤其它金属元素的含量；采用重铬酸钾方法测定土壤有机质，上述指标具体的测定结果见下表1及表2。
另外，每茬番茄种植前，进行本发明的还田方法，第一茬、第二茬、第三茬番茄的产量见下表3；第一茬番茄的各病害病情指数见下表4。其中，
病害病情指数的计算公式为：
病害病情指数＝∑(各级病株数×该病级值)/(调查总株数×最高级值)×100。
表1
表2
表3
表4
通过表1的数据可以看出，采用本发明的方法还田番茄残株，能够显著提高土壤的孔隙度以增加土壤的通气性和透水性性，并且还能够增加土壤的有机质含量，降低土壤容重，并且能够改善土壤的酸碱度等。例如，可以使得土壤的pH值为6.5-7.5，容重为1-2g/m3，比重为1.8-2.2mg/m3，碱解氮高达150-165mg/kg，全氮高达1.3-1.7wt％，速效磷高达19-21mg/kg，速效钾高达470-480mg/kg，全磷高达1512-1520mg/kg，有机质含量高达290-300wt％，总孔隙度高达28-55体积％。通过表2的数据可以看出，本发明还田方法的土壤的其它金属元素(例如Al、Fe、Mg等)的含量明显高于对比例。
通过表3的数据可以看出，采用本发明的还田方法能够在还田第一茬就提高番茄的产量，并且每次种植番茄前均采用本发明的方法进行还田，能够逐渐提高番茄的产品。即第一茬番茄、第二茬番茄、第三茬番茄的产量是逐渐增加的。而对比例1-7中第一茬番茄的产量明显低于采用本发明的方法还田所种植的番茄产量，且对比例中各茬之间的递增趋势较缓，说明对比例中的方法并没有对日光温室土壤进行了综合改进。通过表4的数据可以看出，采用本发明的还田方法能够显著降低各种第一茬番茄病虫害的发生，尤其是青枯病、茎基腐病、晚疫病、病毒病和根结线虫病的发生率。另外，采用本发明的方法能够减少野草生长，从而能够避免下茬番茄喷施各种化学杀虫剂和除草剂而导致的毒害，更有利于日光温室蔬菜的无公害生产。
本发明的方法起效快，能够在第一茬番茄种植上看到效果，其产量显著增高，病虫害发生率显著降低，这与日光温室土壤透水性和通气性显著提高，土壤pH的改善、土壤营养元素含量的显著提高等密不可分，正是土壤的结构和各项性能参数的改善，从而为日光温室番茄的持续化种植提供了有利的保障。而对比例6中采用菌剂抑制土壤微生物，但是微生物的起效较慢，其第三年才能够看到棚内的土壤疏松、保水保肥、蚯蚓满地、病虫害减少，蔬菜产量和品质明显提高。而对比例7中由于施用了石灰氮，因此，其土壤的pH值高于7.5，不适于番茄生长。另外其碱解氮和全氮的含量较高，长期采用该方法种植番茄对病虫害的防止不利，从而不利于番茄的持续增产。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种日光温室番茄残株原位还田的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将日光温室中的番茄残株进行直接机械粉碎并覆盖于土壤上，向番茄残株碎段上喷水，然后进行初级高温降解；所述初级高温降解的方式包括：选连续晴天，在密闭日光温室的条件下，采用日光照射方式，使得日光温室中空气的温度达到65-80℃，地表土壤温度达到60-70℃，且持续5-7d；喷水的总用水量使得番茄残株碎段的含水量达到85重量％以上；
(2)土壤表面施用有机肥并旋耕深翻覆盖有机肥和初级高温降解所得到的番茄残株碎段的土壤，灌水，覆地膜，然后进行次级高温降解，以杀灭20-30cm以上土壤层中的病原菌和线虫并使得土壤中的番茄残株碎段腐熟，再通风换气；所述次级高温降解的方式包括：选连续晴天，在密闭日光温室的条件下，采用日光照射方式，使得日光温室中空气的温度达到65-80℃，地表土壤温度达到60-70℃，且持续10-13d；所述有机肥的制备方法包括：将新鲜的畜禽粪便与中药药渣混合，然后堆肥发酵；相对于1kg新鲜的畜禽粪便，中药药渣以干重计的用量为10-100g；所述畜禽粪便为鸡粪、鸭粪、猪粪和牛粪中的至少一种；所述旋耕深翻的深度为20-30cm；所述中药药渣为黄芪、党参、甘草、当归和陈皮组合物药渣；
(3)测定并调整土壤的pH值至6.5-7.5；
(4)在定植下茬植株前进行移动式土壤蒸汽消毒，以杀灭40cm以上土壤层中的病原菌和线虫并疏松土壤；在定植下茬植株后，采用中药组合物熏蒸日光温室以防止幼苗的病虫害；所述中药组合物为香柏和香松，香柏和香松的重量比为1：1.2-1.5。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述机械粉碎使得得到的番茄残株碎段的长度为1-10cm。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述机械粉碎使得得到的番茄残株碎段的长度为5-8cm。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，喷水的总用水量使得番茄残株碎段的含水量达到90-95重量％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，所述有机肥的施用量为3-10立方米/亩。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，在次级高温降解期间，每隔5-6天灌水一次。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(4)中，所述移动式土壤蒸汽消毒为机械自动连续土壤蒸汽消毒；所述移动式土壤蒸汽消毒的条件包括：温度为60-90℃，时间为30-60min。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(4)中，所述移动式土壤蒸汽消毒的条件包括：温度为70-80℃，时间为40-50min。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法中不施用化学或者生物土壤消毒剂。
10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的方法在改善土壤结构中的应用。
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