CN110115126A - 一种改良板结植烟土壤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种改良板结植烟土壤的方法。本发明包括以下步骤：(1)烤烟种植；(2)水稻种植；(3)施入物料并阴燃：水稻收获后在田间开沟，按照水稻秸秆‑土粒‑水稻秸秆‑烟草秸秆与稻壳混合物‑土粒‑稻壳‑土粒的顺序将物料分层依次填入沟中，且每层的厚度不一，以上物料施入完成后进行阴燃处理；(4)土壤整理。使用本发明的改良方法能明显降低土壤容重，提高土壤总孔隙度和通气孔隙度，增加土壤有机质和全氮含量，并提高土壤微生物的活性，植烟土壤的板结状况得到改善，土壤通透性明显增加。

Description

一种改良板结植烟土壤的方法
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种改良板结植烟土壤的方法。
背景技术
烤烟是我国重要的经济作物之一，在国民经济中占有重要地位。由于我国人多地少，粮烟争地局势严峻，烤烟种植区土地高度集约化利用和复种指数高，在生产中还存在化肥施用量过大、有机肥施用量少等施肥习惯，导致土壤质量下降，有机质含量不断降低，植烟土壤板结问题日益严重。
发明内容
针对以上技术问题，本发明的目的是提供一种改良板结植烟土壤的方法，以解决日益严重的植烟土壤板结问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改良板结植烟土壤的方法，包括以下步骤：
(1)烤烟种植：大田起垄，在垄沟内填埋稻壳1000-2000kg/亩和腐殖酸原粉500-1000kg/亩，将烟草幼苗移栽至垄上；
(2)水稻种植：烟草收获后重新起垄，在垄沟内填埋烟草秸秆1000-2000kg/ 亩，填入后进行灌水处理，将水稻幼苗移栽至垄上；
(3)施入物料并阴燃：水稻收获后在田间开沟，在沟中分层依次填入以下物料：
a.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为10cm；
b.从沟中挖出的15-30cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
c.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为5cm；
d.浸泡硝酸钾溶液后晒干的烟草秸秆与浸过2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳的混合物，厚度为10cm；
e.从沟中挖出的0-15cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
f.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳，厚度为5cm；
g.最上层覆盖一层土粒，厚度为0.5-1cm；
以上物料施入完成后进行阴燃处理；
(4)土壤整理：所述物料阴燃完毕后采用铧式犁翻耕，并用旋耕机旋耕混匀耕作层土壤。
进一步地，所述步骤(1)中的起垄具体为：垄高25-30cm，垄底宽90-100cm，垄顶宽35-40cm，垄距100-120cm。
进一步地，所述步骤(1)中烟草幼苗移栽后，在垄面和垄沟均覆盖地膜，待烟草生长至团棵期时揭去垄面地膜。
进一步地，所述步骤(2)中的起垄具体为：垄高25-30cm，垄面宽75-80cm，垄距40-45cm。
进一步地，所述步骤(2)中的灌水深度为水面低于垄面3-5cm。
进一步地，所述步骤(3)中的开沟具体为：沟深30cm，宽20cm，两沟之间的间距为50cm。
进一步地，所述步骤(3)中开沟的方向垂直于水稻的种植方向。
进一步地，所述步骤(3)中的烟草秸秆填入沟中前切成8-10cm的小段。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的改良方法利用了烟草和水稻两种作物在种植过程中产生的废弃物稻壳、水稻秸秆和烟草秸秆，减少了大量农业废弃物对环境造成的污染，完成了资源的二次利用，促进了生态系统的循环和平衡，绿色环保。同时能给烟草和水稻种植提供部分营养元素，在一定程度上能减少化肥施用，从而能够改善因过量施肥造成的土壤板结情况，具有明显的生态效益和经济效益。
(2)烤烟种植时在垄沟内填埋大量稻壳和腐殖酸原粉，稻壳含有大量有机质，能促进土壤团粒结构形成，腐植酸含有大量羟基、羧基等官能团，施入土壤后与土壤中钙离子发生凝聚反应，再通过植物根系的生理作用，就形成了土壤的团粒结构。土壤的团粒结构增加时，土壤的容重降低、孔隙度增大，从而具备良好的通透性。腐植酸还是形成土壤团粒结构的重要的胶结剂，土壤团粒结构的形成提高了土壤有机、无机复合度，增加了水稳性大颗粒团聚体数量，改善了土体的结构。烟草移栽后覆盖地膜并在团棵期后揭去，能提高稻壳发酵速度，并促进烟草生长。
(3)烤烟收获后在烟田种植水稻，能改善植烟土壤的持水性，降低土壤的紧实度，促进土壤有益微生物的生长和活动，进而促进团粒结构的形成，土壤孔隙度增大，从而改变土壤的物理结构，减少板结状况。水稻种植时在垄沟内填埋大量烟草秸秆，加上灌水处理，能使施入的烟草秸秆快速发酵，一方面发酵产生的厌氧还原环境能消灭土壤中的好氧病原菌，进而促进有益微生物种群的扩大；另一方面发酵完成的烟草秸秆给植烟土壤提供了大量的有机质，有机质是形成和维持土壤团粒结构的关键性物质。灌水时水面略低于垄面，使垄上不见明水，能促进水稻根系发育。
(4)水稻收获后在田间开沟，分层施入物料并进行阴燃处理，物料中包括稻壳、水稻秸秆和烟草秸秆等农业废弃物及沟中挖掘出的土粒，按照水稻秸秆- 土粒-水稻秸秆-烟草秸秆与稻壳混合物-土粒-稻壳-土粒的顺序分层依次填入沟中，且每层的厚度不一，这样排列有利于充分进行阴燃。物料浸泡2％的硫酸锌溶液或硝酸钾溶液后晒干再进行阴燃，能减缓阴燃速度，使物料阴燃充分。阴燃过程使部分土粒发生陶化或半陶化，形成透气性好，物理稳定好的小颗粒状土壤颗粒，同时减少了导致土壤板结的黏粒。多种有机物阴燃后形成颗粒大小多样、稳定性优于新鲜有机物料的黑炭颗粒和半碳化的物料，还有一些干馏过程中产生的小分子含碳化合物，这些碳营养物质与矿物质离子如钙离子、铁离子等结合，成为土壤团粒结构的核心。阴燃后形成的碳营养物质经过翻耕和旋耕与耕作层土壤混合均匀，能提高植烟土壤的碳氮比，构成一个可供应微生物生长空间和可供微生物能量的复杂体系，有利于微生物的大量繁殖和活动，提高土壤通透性，土壤中好氧菌成为优势种群，进一步促进土壤团粒结构的形成。除此之外，阴燃产生的高温作用下，土壤中其他导致板结的成分如残留的农药、塑料微颗粒等含量均有一定的降低。垂直于水稻种植方向开沟利于后续将阴燃完成的物料与土壤混合均匀，烟草秸秆切成小段有利于充分阴燃。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所使用的稻壳收集自稻米加工厂，腐殖酸原粉为市售，烟草秸秆和水稻秸秆为烟草和水稻收获后获得，硫酸锌、硝酸钾和地膜均为市售。
实施例1
一种改良板结植烟土壤的方法，包括以下步骤：
(1)烤烟种植：大田起垄，垄高25cm，垄底宽90cm，垄顶宽35cm，垄距 100cm，在垄沟内填埋稻壳1000kg/亩和腐殖酸原粉1000kg/亩，将烟草幼苗移栽至垄上，移栽后在垄面和垄沟均覆盖地膜，待烟草生长至团棵期时揭去垄面地膜；
(2)水稻种植：烟草收获后重新起垄，垄高25cm，垄面宽75cm，垄距40cm，在垄沟内填埋烟草秸秆2000kg/亩，填入后进行灌水处理，灌水深度为水面低于垄面3cm，将水稻幼苗移栽至垄上；
(3)施入物料并阴燃：水稻收获后在田间垂直于水稻的种植方向开沟，沟深30cm，宽20cm，两沟之间的间距为50cm，在沟中分层依次填入以下物料：
a.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为10cm；
b.从沟中挖出的15-30cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
c.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为5cm；
d.浸泡硝酸钾溶液后晒干的烟草秸秆与浸过2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳的混合物，烟草秸秆填入沟中前切成8cm的小段，厚度为10cm；
e.从沟中挖出的0-15cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
f.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳，厚度为5cm；
g.最上层覆盖一层土粒，厚度为0.5cm；
以上物料施入完成后进行阴燃处理；
(4)土壤整理：所述物料阴燃完毕后采用铧式犁翻耕，并用旋耕机旋耕混匀耕作层土壤。
实施例2
一种改良板结植烟土壤的方法，包括以下步骤：
(1)烤烟种植：大田起垄，垄高30cm，垄底宽95cm，垄顶宽35cm，垄距 110cm，在垄沟内填埋稻壳1500kg/亩和腐殖酸原粉750kg/亩，将烟草幼苗移栽至垄上，移栽后在垄面和垄沟均覆盖地膜，待烟草生长至团棵期时揭去垄面地膜；
(2)水稻种植：烟草收获后重新起垄，垄高30cm，垄面宽80cm，垄距45cm，在垄沟内填埋烟草秸秆1500kg/亩，填入后进行灌水处理，灌水深度为水面低于垄面4cm，将水稻幼苗移栽至垄上；
(3)施入物料并阴燃：水稻收获后在田间垂直于水稻的种植方向开沟，沟深30cm，宽20cm，两沟之间的间距为50cm，在沟中分层依次填入以下物料：
a.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为10cm；
b.从沟中挖出的15-30cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
c.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为5cm；
d.浸泡硝酸钾溶液后晒干的烟草秸秆与浸过2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳的混合物，烟草秸秆填入沟中前切成9cm的小段，厚度为10cm；
e.从沟中挖出的0-15cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
f.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳，厚度为5cm；
g.最上层覆盖一层土粒，厚度为1cm；
以上物料施入完成后进行阴燃处理；
(4)土壤整理：所述物料阴燃完毕后采用铧式犁翻耕，并用旋耕机旋耕混匀耕作层土壤。
实施例3
一种改良板结植烟土壤的方法，包括以下步骤：
(1)烤烟种植：大田起垄，垄高30cm，垄底宽100cm，垄顶宽40cm，垄距120cm，在垄沟内填埋稻壳2000kg/亩和腐殖酸原粉500kg/亩，将烟草幼苗移栽至垄上，移栽后在垄面和垄沟均覆盖地膜，待烟草生长至团棵期时揭去垄面地膜；
(2)水稻种植：烟草收获后重新起垄，垄高30cm，垄面宽75cm，垄距40cm，在垄沟内填埋烟草秸秆1000kg/亩，填入后进行灌水处理，灌水深度为水面低于垄面5cm，将水稻幼苗移栽至垄上；
(3)施入物料并阴燃：水稻收获后在田间垂直于水稻的种植方向开沟，沟深30cm，宽20cm，两沟之间的间距为50cm，在沟中分层依次填入以下物料：
a.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为10cm；
b.从沟中挖出的15-30cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
c.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为5cm；
d.浸泡硝酸钾溶液后晒干的烟草秸秆与浸过2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳的混合物，烟草秸秆填入沟中前切成10cm的小段，厚度为10cm；
e.从沟中挖出的0-15cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
f.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳，厚度为5cm；
g.最上层覆盖一层土粒，厚度为0.5cm；
以上物料施入完成后进行阴燃处理；
(4)土壤整理：所述物料阴燃完毕后采用铧式犁翻耕，并用旋耕机旋耕混匀耕作层土壤。
对比例1为未经改良的植烟土壤。
对比例2与实施例1的区别在于烟草种植过程中垄沟内未填埋稻壳和腐殖酸原粉。
对比例3与实施例1的区别在于水稻种植过程中垄沟内未填埋烟草秸秆。
对比例4与实施例1的区别在于水稻收获后不开沟施入物料和阴燃处理。
对比例5与实施例1的区别在于水稻收获后沟内填入的物料不分层，水稻秸秆、稻壳、烟草秸秆和土粒混匀后直接填入。
对比例6与实施例1的区别在于所述物料阴燃完毕后不进行土壤翻耕和旋耕。
表1不同处理对植烟土壤性状的影响
由表1数据可知，与对比例1未经改良的植烟土壤相比，使用本发明改良方法的实施例1-3中土壤容重平均降低了4.57％，总孔隙度平均提高了5.58％，通气孔隙度平均提高了5.96％，有机质含量平均提高18.95％，全氮含量平均提高12.14％，说明本发明的方法能明显改良植烟土壤的板结状况，有机质含量和全氮含量的提高有利于土壤团聚体的形成，进一步促进土壤物理结构的改善。
与对比例1相比，对比例2-6均有一定的改良板结植烟土壤的效果，但效果较实施例1差。其中烟草种植过程中垄沟内未填埋稻壳和腐殖酸原粉的对比例2 和水稻种植过程中垄沟内未填埋烟草秸秆对比例3效果接近，水稻收获后不开沟施入物料和阴燃处理的对比例4效果最差，物料阴燃完毕后不进行土壤翻耕和旋耕的对比例6效果较好，说明开沟按顺序分层施入物料并阴燃对改良板结植烟土壤具有显著的促进效果。
表2不同处理下植烟土壤微生物活性
细菌 真菌 放线菌
实施例1 8.90 6.31 4.73
实施例2 8.55 6.52 4.85
实施例3 8.72 6.27 4.66
对比例1 6.13 5.89 4.38
对比例2 7.25 6.12 4.55
对比例3 7.31 6.13 4.53
对比例4 6.89 6.01 4.45
对比例5 7.12 6.09 4.49
对比例6 7.63 6.18 4.60
由表2数据可知，与对比例1未经改良的植烟土壤相比，使用本发明改良方法的实施例1-3中土壤中细菌、真菌和放线菌的活性均有明显增加，土壤微生物的活性提高，新陈代谢加快，有利于水稳性团粒结构形成，且微生物新陈代谢过程中产生的物质如有机酸等能溶解土壤中固定的盐离子，从而进一步改良土壤板结情况。
与对比例1相比，对比例2-6均能在一定程度上提高土壤三种微生物的活性，但提高的幅度低于实施例1。其中烟草种植过程中垄沟内未填埋稻壳和腐殖酸原粉的对比例2和水稻种植过程中垄沟内未填埋烟草秸秆对比例3中微生物活性接近，水稻收获后不开沟施入物料和阴燃处理的对比例4中微生物活性较低，物料阴燃完毕后不进行土壤翻耕和旋耕的对比例6微生物活性较高。
综上所述，使用本发明的改良方法能明显降低土壤容重，提高土壤总孔隙度和通气孔隙度，增加土壤有机质和全氮含量，并提高土壤微生物的活性，植烟土壤的板结状况得到改善，土壤通透性明显增加。

Claims (8)

1.一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)烤烟种植：大田起垄，在垄沟内填埋稻壳1000-2000kg/亩和腐殖酸原粉500-1000kg/亩，将烟草幼苗移栽至垄上；
(2)水稻种植：烟草收获后重新起垄，在垄沟内填埋烟草秸秆1000-2000kg/亩，填入后进行灌水处理，将水稻幼苗移栽至垄上；
(3)施入物料并阴燃：水稻收获后在田间开沟，在沟中分层依次填入以下物料：
a.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为10cm；
b.从沟中挖出的15-30cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
c.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的水稻秸秆，厚度为5cm；
d.浸泡硝酸钾溶液后晒干的烟草秸秆与浸过2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳的混合物，厚度为10cm；
e.从沟中挖出的0-15cm土层的经旋耕破碎的土粒，厚度为15cm；
f.浸泡2％硫酸锌溶液后晒干的稻壳，厚度为5cm；
g.最上层覆盖一层土粒，厚度为0.5-1cm；
以上物料施入完成后进行阴燃处理；
(4)土壤整理：所述物料阴燃完毕后采用铧式犁翻耕，并用旋耕机旋耕混匀耕作层土壤。
2.根据权利要求1所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的起垄具体为：垄高25-30cm，垄底宽90-100cm，垄顶宽35-40cm，垄距100-120cm。
3.根据权利要求1所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(1)中烟草幼苗移栽后，在垄面和垄沟均覆盖地膜，待烟草生长至团棵期时揭去垄面地膜。
4.根据权利要求1所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的起垄具体为：垄高25-30cm，垄面宽75-80cm，垄距40-45cm。
5.根据权利要求1所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的灌水深度为水面低于垄面3-5cm。
6.根据权利要求1所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的开沟具体为：沟深30cm，宽20cm，两沟之间的间距为50cm。
7.根据权利要求1或6所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(3)中开沟的方向垂直于水稻的种植方向。
8.根据权利要求1所述的一种改良板结植烟土壤的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的烟草秸秆填入沟中前切成8-10cm的小段。
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