CN112544158B - 一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业领域，本发明公开了一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法，包括：1）土壤初始有机质含量测定；2）通过数学模型获得商品有机肥和腐殖酸肥料的施用量；3）将商品有机肥和腐殖酸肥料均匀混入水田耕层土；4）对水田开沟起畦；5）种植紫云英和黑麦草，进入盛草期后翻压还田并灌水腐解；6）种植水稻；7）单季稻成熟收割后，将水田翻耕、开沟、起畦；8）重复步骤5）~6），第二年水稻收割后，测定土壤有机质，若达到目标有机质含量则完成目标。本发明方法简单易行，可快速提高我国南方丘陵、山区新垦贫瘠水田耕层生土有机质含量。

Description

一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法

技术领域

本发明涉及农业领域，尤其涉及一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法。

背景技术

我国耕地资源紧张，人均占有耕地面积居世界较低水平。上世纪70年代末后我国社会经济发展迅速，城镇化建设速度前所未有。在城镇化建设过程中大量农用优质耕地转化为城镇建设用地，导致农用耕地面积不断减少。为了保障粮食安全和农业生产的基本需求，国家出台了保护耕地资源的严格措施，同时划出了保持全国耕地总面积不得低于18亿亩的保护红线。为了保障因城镇化建设用地占用耕地而造成耕地面积减少的情况，许多地方都出台了耕地“占补平衡”的措施-即因城镇化建设需要占用耕地，各级政府部门必需在相对偏远的丘陵、山区，在符合造地条件的地方，通过工程措施开挖出相对平整的土地作为补充耕地供农业利用，以此保证农用耕地面积的相对平衡。以浙江省为例，近年来每年因耕地占补平衡需要新垦耕地10000hm²以上，这些新垦耕地地处偏远，主要都是通过开挖相对平缓的丘陵、山地而获得。然而新垦耕地数量多、面积大，多数新垦耕地没有条件在耕地表层覆填大量熟土，仅能覆填约20～30cm没有经过任何熟化过程的生土作为耕地的耕层土壤。这些新垦耕地的耕层土壤理化性状极差，主要表现为土壤物理结构简单、团粒结构差、有机质含量极低、速效氮磷等养分含量低、土壤保水保肥能力差等特性，导致大量新垦的耕地在短期内几乎无法进行农业利用，不得不处于抛荒状态。

一方面，我国南方各省在城镇化过程中占用的耕地多数是耕层土壤较为肥沃，农业生产能力较高的水田，另一方面，补充耕地多数是农业生产能力较低的旱地，使得一些地区过去的耕地“占补平衡”仅停留在“数量平衡”。为了保持补充耕地的质量，使耕地“占补平衡”由“数量平衡”到“质量平衡”，近年来各地在补充耕地建设过程中都明确提出补充耕地的质量要求。浙江省为了保持补充耕地质量，提出了“占水补水”的耕地垦造方针，所谓“占水补水”就是城镇化过程中占用水田耕地后必需在省内适合的地区开垦同样面积的水田耕地加以补充，确保耕地占补过程中的“质量平衡”。

近年来浙江省在耕地占补平衡过程中垦造的水田耕地每年都在6000hm²以上，但这些新垦水田耕地多数位于较偏远的丘陵山区，当地熟土资源缺乏。由于缺乏有机质含量较高的熟土作为新垦水田耕层土壤，只能用有机质含量极低的生土作为新垦水田耕层土壤。据测定，浙江省多数新垦水田耕地的耕层土壤有机质含量仅在1.7～8.5g/kg之间，平均有机质含量在5.0g/kg左右。浙江省成熟水田耕地的耕层土壤有机质含量一般在20.0g/kg以上。土壤有机质含量是反映土壤肥力水平的重要指标之一，根据我国耕地质量等级评定的国家标准(GB.T33469-2016)要求，南方长江中下游区耕地的耕层土壤有机质含量低于10g/kg的水田只能评定为九等、十等(注：一等质量最好，十等质量最差)耕地，只有耕层土壤有机质含量超过20.0g/kg的水田才能评定为五等(注：中等质量)以上耕地。因此新垦水田要提高耕地质量等级，必需要大幅度提高耕层土壤有机质含量。土壤有机质是土壤中的有机物料通过不断矿化和腐殖化过程后逐步形成的，其自然提升速度十分缓慢，按一般耕作方法，土壤有机质含量提升10.0g/kg需要8～10年时间。因此，南方新垦水田土壤有机质从5.0g/kg提升到20.0g/kg，按传统耕作方法一般需10年以上。由于经济发展的需要，各级政府都期望新垦贫瘠水田耕层土壤有机质含量能快速提升，从而快速提升新垦贫瘠水田的耕地质量等级，加快补充耕地用于“占补平衡”并真正达到“质量平衡”的速度，以确保粮食和农业产生安全。

目前南方新垦水田耕地提高土壤有机质含量的方法还停留在边利用边提升的传统土壤改良技术阶段。一般是结合水稻种植和配施化肥，在水稻收获后将稻草作为有机物料还田，以此提高土壤有机质含量。由于新垦水田土壤肥力差，水稻产量低，相应的稻草产量也低，而且稻草纤维化程度高，腐解转化为土壤有机质的速度极为缓慢。一些有条件的地方在种植水稻前通过大量施用商品有机肥提高新垦水田耕地土壤有机质含量，这种方法虽然比仅依靠稻草还田提高土壤有机质速度要快，但商品有机肥矿化速度快且养分释放也较迅速，一次性施用大量商品有机肥并不利于水稻生长，因此仅依靠单次大量施用商品有机肥快速提升新垦水田贫瘠土壤有机质含量并不现实。况且商品有机肥来源复杂，有些商品有机肥重金属或有机污染物含量较高，过多施用会造成土壤环境的二次污染。

发明内容

针对当前我国南方丘陵、山区新垦贫瘠水田因耕层土壤熟化程度低，土壤有机质含量低，无法在新垦后短期内进行正常农业利用的问题，本发明提供了一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法，本发明方法简单易行，可快速提高我国南方丘陵、山区新垦贫瘠水田耕层生土有机质含量。

本发明的具体技术方案为：一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法，包括以下步骤：

1)采集新垦贫瘠水田表层土壤，测定土壤初始有机质含量。

2)根据步骤1)的测定结果，通过式(I)、(II)、(III)，计算得到两年要达到目标有机质含量的一次性总有机物料用量、商品有机肥用量和腐殖酸肥料用量；其中：

一次性总有机物料用量：

一次性商品有机肥用量：M_i＝1/3×M (II)

一次性腐殖酸肥料用量：M_j＝2/3×M (III)

式中：

M-单位面积水田一次性总有机物料用量，kg/hm²；

C₂-单位重量土体中2年后目标土壤有机质含量，g/kg；

C₀-单位重量土体中土壤初始有机质含量，g/kg；

-单位重量商品有机肥2年内提升土壤有机质的绝对量，g/kg；

-单位重量腐殖酸肥料2年内提升土壤有机质的绝对量，g/kg；

M_i-单位面积水田一次性商品有机肥用量，kg/hm²；

M_j-单位面积水田一次性腐殖酸肥料用量，kg/hm²。

3)将两年用量的商品有机肥和腐殖酸肥料均匀撒施到水田表面，再对水田耕层进行旋耕使商品有机肥和腐殖酸肥料均匀混入水田耕层土。

4)将施肥后的水田开沟起畦。

5)在水田畦表撒施紫云英种子和黑麦草种子，在紫云英与黑麦草生长期间施复合肥做追肥；当紫云英与黑麦草进入盛草期，将紫云英与黑麦草翻压还田并灌水腐解。

6)翻压腐解后，视水稻种植季节，选用单季稻品种进行种植；水稻种植期间进行常规施肥和病虫害防治管理。

7)单季稻成熟收割后，将水田翻耕、开沟、起畦。

8)按上一年方法重复步骤5)～6)，第二年水稻收割后，取水田表层土壤测定土壤有机质，若土壤有机质含量达到目标有机质含量则完成目标。

如背景技术中所述，针对我国南方(尤其是浙江)新垦耕地普遍位于偏远的山地、丘陵区，没有条件直接在新垦耕地表层覆填大量熟土，因此新垦耕地的土壤理化性状极差，尤其是有机质含量极低，需要经过长期的熟化后才可进行农业利用。而本发明方法是一种集工程、生物措施于一体的综合改良方法。工程措施主要是采用一次性向水田生土添加特定量的有机物料(商品有机肥和腐殖酸肥料)并与耕层土壤混合均匀，生物措施主要是采用绿肥与水稻轮作的耕作方式，以一个年度为周期，先种一季绿肥再种一季水稻，2年后即可有效提升生土有机质含量。

本发明具有以下关键点：

(1)本发明通过建立数学模型，可根据贫瘠水田生土的背景有机质含量以及目标有机质含量，科学、精确地测算两种有机物料(商品有机肥和腐殖酸肥料)的所需添加量，可有效避免用量过多或过少带来的成本与功效的负面影响。本发明的有机物料测算数学模型是在前人提出的土壤有机质平衡和盈亏评估数学模型、维持耕层土壤有机质盈亏平衡的有机肥用量公式及土壤有机质提升年度目标投入量测算公式的基础上结合多年田间试验实践建立起来的，具备有机物料投入计算简便和物料用量计算精准的特点。

同时，本发明中商品有机肥用量与腐殖酸肥料用量比值确定为1∶2是基于商品有机肥与腐殖酸肥料不同的土壤供肥特性提出来的。商品有机肥的有机质含量相比腐殖酸肥料要低，其单位时间内提升土壤有机质含量的能力也低于腐殖酸肥料，可是商品有机肥同时含有较丰富的有效态氮、磷、钾元素，对提高贫瘠水田的综合养分水平非常有益，但商品有机肥投入量过大又会造成土壤中氮、磷、钾元素过多而影响作物生长。在较长时间的试验实践中本发明人总结出商品有机肥与腐殖酸肥料用量1∶2混合施用对提升土壤有机质含量和平衡土壤中氮、磷、钾元素是最为有效的。

(2)本发明在施肥后，先后进行绿肥(紫云英和黑麦草)和水稻的轮种，其中紫云英选用当地主栽高产品种，黑麦草选用一年生四倍体黑麦草，绿肥播种采用混播方法，绿肥出苗后通过施用一定数量的含氮、磷、钾养分的复合肥促进绿肥生物高产。在绿肥进入生物盛产期后通过机械翻压还田，然后灌水让绿肥逐步腐解释放养分。在水稻种植季节及时轮作水稻，并通过施用一定数量氮、磷、钾化肥促进水稻生长，同时做好水稻生长期病虫害防治，水稻收获后将稻草全量翻压还田，然后进入下一年度耕作。这种一年耕作周期内先通过施用有机物料和种植绿肥养地，再种植水稻的用地方法不仅使新垦贫瘠水田土壤有机质含量得到快速稳定提升，而且土壤微生态环境得到及大改善，为水稻获得正常产量提供物质基础。

本发明中采用先种绿肥再种水稻的种植模式是因为新垦贫瘠水田缺乏土壤有机质和氮、磷等养分，土壤的微生物总量低，群落结构简单，直接种植水稻难以形成有效经济产量，而绿肥不以收获经济产量为目标，它在贫瘠水田可通过外源施肥快速获得生物产量，当生物产量达到较高水平时及时翻压还田，通过植物鲜体的腐解可在较短时间内提高土壤微生物总量和丰富土壤微生物群落结构，为后季水稻种植打下较好的土壤养分向水稻植株转运的微生物功能基础，为水稻健康生长创造良好的微生态环境。

紫云英和黑麦草是两种较适宜在南方水田种植的绿肥作物。绿肥选用紫云英和黑麦草混播，其优点在于紫云英是豆科绿肥具固氮功能，黑麦草是禾本科绿肥，较紫云英有更强的将无机养分转换成有机生物体的能力。本发明前期的试验结果证实两种绿肥作物混播，通过生长互济可明显获得比各自单播更高的生物产量，从而在相同的时间内形成更好的植物有机体，为后续翻压利用提供更多的有机物料来源，对土壤有机质的积累形成更好的正向效应。

(3)如背景技术中所述，现有技术中一次性高量施用商品有机肥并不利于水稻生长，因此仅依靠单次施用较多商品有机肥快速提升新垦水田贫瘠土壤有机质含量并不现实，通常是分批施加。而本发明则可实现将两种有机物料(两年的用量)在前期一次性添加(绿肥和水稻轮作期间肥料不计入，商品有机肥和腐殖酸肥料是提升土壤有机质含量的主要因素之一)而不影响水稻的种植。

作为优选，步骤1)和8)中，测定水田表层0～20cm的土壤。

作为优选，步骤2)中，所述商品有机肥的质量标准符合NY525-2002农用商品有机肥行业标准；所述腐殖酸肥料中有机质含量≥80％，腐殖酸含量≥35％。

作为优选，步骤3)中，至少旋耕2次；

作为优选，步骤4)中，开沟起畦后畦面宽2～3米，同时保持畦沟、腰沟、围沟相连，确保排水通畅。

作为优选，步骤5)中，紫云英与黑麦草种子重量比例为(7∶3)～(9∶1)。紫云英种子和黑麦草种子的总用种量为37.5-52.5kg/hm²。

上述比例是基于本发明前期研究工作：前期基础研究发现，紫云英与黑麦草混播的种子比例控制在(7∶3)～(9∶1)较为适宜，其中以紫云英与黑麦草种子重量比例为8∶2最佳，若紫云英种子比例过高，则黑麦草苗量不足、生物量过低，紫云英种子比例过低，则黑麦草长势过旺，抑制紫云英生长，导致紫云英生物量过低。

作为优选，步骤5)中，播种后当紫云英与黑麦草生长至10～15cm施复合肥做追肥。

作为优选，步骤5)中，所述复合肥中氮、磷、钾的质量含量分别为15％、15％、15％；复合肥施用量为300～450kg/hm²。

作为优选，步骤6)中，翻压腐解至少20天。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明方法简单易行，可快速提高我国南方丘陵、山区新垦贫瘠水田耕层生土有机质含量。

(2)本发明通过建立数学模型，可根据贫瘠水田生土的背景有机质含量以及目标有机质含量，科学、精确地测算两种肥料(商品有机肥和腐殖酸肥料)的所需添加量，可有效避免施加过多或过少带来的负面影响。

(3)本发明在施肥后先后进行绿肥(紫云英和黑麦草)和水稻的轮种两年。这种一年耕作周期内先通过施用有机物料和种植绿肥养地，再种植水稻的用地方法不仅使新垦贫瘠水田土壤有机质含量得到快速稳定提升，而且土壤微生态环境得到及大改善，为水稻获得正常产量提供物质基础。

(4)本发明可实现肥料在前期一次性添加而不会影响水稻生长。与现有技术中分批施加相比优势明显。

(5)本发明针对需要有机质提升的贫瘠水田生土可形成定量化的提升操作方法，操作过程简单、易行，操作步骤明确，提升时间确定。定量化的土壤有机质提升方法比单一定性化的土壤有机质提升方法具有更好的操作性和提升效果。按该方法对需要提升土壤有机质含量的贫瘠水田进行定量提升，提升期结束后，新垦贫瘠水田就可以进行正常水稻种植并获得常规水稻产量。这种定量、程序化的土壤有机质提升方法与一边利用一边提升的传统方法相比，效果更明显，提升周期大大缩短，适合对连片土地进行规模化、工程化操作，为将来政府部门、企业或其它团体进行集中、连片提升垦新贫瘠水田耕地土壤有机质含量提供程序式的提升方案，使新垦贫瘠水田在二年时间内快速转变为高等级水田耕地成为可能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

总实施例

一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法，包括以下步骤：

1)采集新垦贫瘠水田表层0～20cm土壤，测定土壤初始有机质含量。

2)根据步骤1)的测定结果，通过式(I)、(II)、(III)，计算得到两年要达到目标有机质含量的一次性总有机物料用量、商品有机肥用量和腐殖酸肥料用量；其中：

一次性总有机物料用量：

一次性商品有机肥用量：M_i＝1/3×M (II)

一次性腐殖酸肥料用量：M_j＝2/3×M (III)

式中：

M-单位面积水田一次性总有机物料用量，kg/hm²；

C₂-单位重量土体中2年后目标土壤有机质含量，g/kg；

C₀-单位重量土体中土壤初始有机质含量，g/kg；

-单位重量商品有机肥2年内提升土壤有机质的绝对量，g/kg，取值1g/kg；

-单位重量腐殖酸肥料2年内提升土壤有机质的绝对量，g/kg，取值5g/kg；

M_i-单位面积水田一次性商品有机肥用量，kg/hm²；

M_j-单位面积水田一次性腐殖酸肥料用量，kg/hm²。

3)将两年用量的商品有机肥和腐殖酸肥料均匀撒施到水田表面，再对水田耕层至少旋耕2次，使商品有机肥和腐殖酸肥料均匀混入水田耕层土。

4)将施肥后的水田开沟起畦，畦面宽2～3米，同时保持畦沟、腰沟、围沟相连，确保排水通畅。

5)在水田畦表撒施紫云英种子和黑麦草种子(比例为(7∶3)～(9∶1)，总用种量为37.5-52.5kg/hm²)，在紫云英与黑麦草生长至10～15cm后施复合肥做追肥(氮∶磷∶钾＝15wt％∶15wt％∶15wt％；用量300～600kg/hm²)；当紫云英与黑麦草进入盛草期，将紫云英与黑麦草翻压还田并灌水腐解。

6)翻压腐解至少20天后，视水稻种植季节，选用单季稻品种进行种植；水稻种植期间进行常规施肥和病虫害防治管理。

7)单季稻成熟收割后，将水田翻耕、开沟、起畦。

8)按上一年方法重复步骤5)～6)，第二年水稻收割后，取水田表层0～20cm土壤测定土壤有机质，若土壤有机质含量达到目标有机质含量则完成目标。

所选土壤改良材料的质量标准如下：

商品有机肥质量标准：符合NY525-2002农用商品有机肥行业标准；

腐殖酸肥料质量标准：有相应的肥料生产许可证和相关企业标准，并且肥料的有机质含量≥80％，腐殖酸含量≥35％。

复合肥质量标准：氮∶磷∶钾＝15％∶15％∶15％；

紫云英品种：宁波大桥种；

黑麦草品种：一年生四倍体黑麦草

紫云英和黑麦草种子质量标准：种子净度95％以上，发芽率80％以上。

实施例1

(1)使用符合质量标准的土壤改良材料进行南方新垦贫瘠水田耕层土壤的熟化改良。实施地点在浙江省衢江区全旺镇马蹊村，实施田块是2017年当地政府通过对丘陵缓坡地进行土地整治，并在地表覆盖一层约30厘米厚的生土作为新垦水田的耕层土壤，该客土取自同一个山地剖面，土壤类型属紫色中性土，未经任何熟化处理。新垦水田总面积300亩。实施土壤有机质提升改良试验田总面积50亩，单个试验区面积为100m²，改良前先采集被改良田块0～20cm表土，测定土壤初始有机质含量(C₀)；

(2)按生土有机质提升目标20g/kg(C₂)要求，根据上述测得的土壤初始有机质含量，按具体实施步骤2)的式(I)、(II)、(III)分别测算出一次性总有机物料用量、商品有机肥用量和腐殖酸肥料的用量分别是72000kg/hm²、24000kg/hm²和48000kg/hm²

(3)将商品有机肥和腐殖酸肥料均匀撒施到水田表面，然后用旋耕机将田块翻耕二次，使两种有机物料与土壤均匀混合，然后将田块开好沟，起好畦；畦面宽2.5米，同时保持畦沟、腰沟、围沟相连，确保排水通畅。

(4)2017年绿肥播种季的10月10日，在起好畦的田块表面混播紫云英和黑麦草，紫云英和黑麦草总播种量37.5kg/hm²，紫云英与黑麦草种子重量比＝7∶3，播种完成后覆土1～2厘米，然后浇水管理至紫云英和黑麦草绿肥发芽；

(5)在当年11月25日，紫云英与黑麦草生长至10厘米左右时追施复合肥，用量300kg/hm²；

(6)2018年4月15日，将鲜草盛产期的紫云英和黑麦草抽样测产后翻压还田，并灌水让紫云英与黑麦草自然腐解；

(7)6月8日，将翻压绿肥的水田再翻耕耙均后施复合肥600kg/hm²做基肥，然后种植单季水稻，水稻品种为当地主栽的甬优15号。6月29日施追肥，尿素150kg/hm²，氯化钾120kg/hm²；

(8)9月30日，水稻收割前，将紫云英和黑麦草绿肥按上一年用量撒播到稻田，10月15日收割水稻并测产，10月25日水田开好排水沟，按上一年施肥管理绿肥。

(9)2019年按前一年方式翻压绿肥和种植水稻。10月15日收割水稻并测产。10月20日采集水田0～20厘米土壤，测定土壤有机质含量。至此新垦贫瘠水田耕层土壤有机质快速提升工程结束，该水田可供正常农业使用。经对贫瘠水田有机质提升改良前、后耕层土壤的有机质和绿肥、水稻产量进行综合分析，得到改良结果(表1)。

表1新垦贫瘠水田耕层土壤有机质快速提升综合改良效果与绿肥及水稻生产能力对比表

注：1、同列小写字母不同表示P＜0.05水平下差异显著性；2、土壤有机质用重铬酸钾氧化-比色法测定；3、CK表示未改良初始水田处理(仅提供土壤有机质含量数据)；CK1表示绿肥与水稻轮作不施肥自然熟化水田处理(仅实施绿肥与水稻轮作，不施任何肥料，两年后提供土壤有机质含量、两年绿肥平均产量、两年水稻平均产量数据)；T1表示绿肥与水稻轮作，仅常规施化肥熟化水田处理(在常规施化肥管理下实施绿肥与水稻轮作，两年后提供土壤有机质含量、两年绿肥平均产量、两年水稻平均产量数据)；T2表示绿肥与水稻轮作并结合有机物料与化肥配施综合熟化水田处理(通过一次性添加两种有机肥物，然后常规施化肥管理下实施绿肥与水稻轮作，两年后提供土壤有机质含量、两年绿肥平均产量、两年水稻平均产量数据)。下同。

实施例2

(1)使用符合质量标准的土壤改良材料进行南方新垦贫瘠水田耕层土壤的熟化改良。实施地点与面积同实施例1。生土有机质提升改良前先采集初始改良田块0～20cm表土，测定土壤有机质含量(C₀)；

(2)按生土有机质提升目标25g/kg(C₂)要求，根据上述测得的土壤初始有机质含量，同实施例1测算出商品有机肥和腐殖酸肥料的用量分别是29440kg/hm²和58880kg/hm²；

(3)将商品有机肥和腐殖酸肥料均匀撒施到水田表面，然后用旋耕机将田块翻耕二次，使两种有机物料与土壤均匀混合，然后将田块开好沟，起好畦；畦面宽2米，同时保持畦沟、腰沟、围沟相连，确保排水通畅；

(4)2017年，在绿肥播种季的10月10日在起好畦的田块表面混播紫云英和黑麦草，紫云英和黑麦草总播种量45kg/hm²，紫云英与黑麦草种子重量比＝8∶2，播种完成后覆土1～2厘米，然后浇水管理至紫云英和黑麦草绿肥发芽；

(5)在当年11月25日，紫云英与黑麦草生长至10厘米左右时追施复合肥，用量450kg/hm²；

(6)2018年4月15日，将鲜草盛产期的紫云英和黑麦草抽样测产后翻压还田，并灌水让紫云英与黑麦草自然腐解；

(7)6月8日，将翻压绿肥的水田再翻耕耙均后施复合肥600kg/hm²做基肥，然后种植单季水稻，水稻品种为当地主栽的甬优15号。6月29日施追肥，尿素150kg/hm²，氯化钾120kg/hm²；

(8)9月30日，水稻收割前，将紫云英和黑麦草绿肥按上一年用量撒播到稻田，10月15日收割水稻并测产，10月25日水田开好排水沟，按上一年施肥管理绿肥。

(9)2019年按前一年方式翻压绿肥和种植水稻。10月15日收割水稻并测产。10月20日采集水田0～20厘米土壤，测定土壤有机质含量。至此新垦贫瘠水田耕层土壤有机质快速提升工程结束，该水田可供正常农业使用。经对贫瘠水田有机质提升改良前、后耕层土壤的有机质和绿肥、水稻产量进行综合分析，得到改良结果(表2)。

表2新垦贫瘠水田耕层土壤有机质快速提升综合改良效果与绿肥及水稻生产能力对比表

实施例3

(1)使用符合质量标准的土壤改良材料进行南方新垦贫瘠水田耕层土壤的熟化改良。实施地点与面积同实施例1。生土有机质提升改良前先采集初始改良田块0～20cm表土，测定土壤有机质含量(C₀)；

(2)按生土有机质提升目标30g/kg(C₂)要求，根据上述测得的土壤初始有机质含量，同实施例1测算出商品有机肥和腐殖酸肥料的用量分别是36790kg/hm²和73580kg/hm²；

(3)将商品有机肥和腐殖酸肥料均匀撒施到水田表面，然后用旋耕机将田块翻耕二次，使两种有机物料与土壤均匀混合，然后将田块开好沟，起好畦；畦面宽3米，同时保持畦沟、腰沟、围沟相连，确保排水通畅；

(4)2017年绿肥播种季的10月10日，在起好畦的田块表面混播紫云英和黑麦草，紫云英和黑麦草总播种量52.5kg/hm²，紫云英与黑麦草种子重量比＝9∶1，播种完成后覆土1～2厘米，然后浇水管理至紫云英和黑麦草绿肥发芽；

(5)在当年11月25日，紫云英与黑麦草生长至10厘米左右时追施复合肥，用量600kg/hm²；

(6)2018年4月15日，将鲜草盛产期的紫云英和黑麦草抽样测产后翻压还田，并灌水让紫云英与黑麦草自然腐解；

(7)6月8日，将翻压绿肥的水田再翻耕耙均后施复合肥600kg/hm²做基肥，然后种植单季水稻，水稻品种为当地主栽的甬优15号。6月29日施追肥，尿素150kg/hm²，氯化钾120kg/hm²；

(8)9月30日，水稻收割前，将紫云英和黑麦草绿肥按上一年用量撒播到稻田，10月15日收割水稻并测产，10月25日水田开好排水沟，按上一年施肥管理绿肥。

(9)2019年按前一年方式翻压绿肥和种植水稻。10月15日收割水稻并测产。10月20日采集水田0～20厘米土壤，测定土壤有机质含量。至此新垦贫瘠水田耕层土壤有机质快速提升工程结束，该水田可供正常农业使用。经对贫瘠水田有机质提升改良前、后耕层土壤的有机质和绿肥、水稻产量进行综合分析，得到改良结果(表3)。

表3新垦贫瘠水田耕层土壤有机质快速提升综合改良效果与绿肥及水稻生产能力对比表

实施例1-3的试验结果表明，采用绿肥与水稻轮作并结合有机物料与化肥综合熟化改良贫瘠水田两年后，三个实施例的生土有机质含量实测值分别为22.6g/kg、26.3g/kg和30.8g/kg，均达到了20.0g/kg、25.0g/kg和30.0g/kg的土壤有机质提升目标值，而且生土有机质提升改良后的水稻产量均超过了6750kg/hm²，达到了当地中等肥力水田水稻的正常产量，而自然熟化的水田和常规施化肥熟化的水田土壤有机质含量虽表现一定程度的增加，但远没有达到目标提升值，且这两个处理的水稻产量也低于6750kg/hm²。试验说明，采用有机物料与化肥结合并实行绿肥与水稻轮作的综合熟化改良措施提升后的贫瘠水田具备了中等肥力水田的水稻生产能力，可以进行正常农业生产利用。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种快速稳定提升南方新垦水田生土有机质含量的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）采集新垦贫瘠水田表层土壤，测定土壤初始有机质含量；

2）根据步骤1）的测定结果，通过式（I）、（II）、（Ⅲ），分别计算得到两年内要达到目标土壤有机质含量所需的一次性总有机物料用量、商品有机肥用量和腐殖酸肥料用量；其中：

一次性总有机物料用量：M＝45000×（C₂-C₀）/(⊿C_i+2⊿C_j) （I）

一次性商品有机肥用量：M_i＝1/3×M （II）

一次性腐殖酸肥料用量：M_j＝2/3×M （Ⅲ）

式中：

M－单位面积水田一次性总有机物料用量，kg/hm²；

C₂－单位重量土体中2年后目标土壤有机质含量，g/kg；

C₀－单位重量土体中土壤初始有机质含量，g/kg；

⊿C_i－单位重量商品有机肥2年内提升土壤有机质的绝对量，g/kg；

⊿C_j－单位重量腐殖酸肥料2年内提升土壤有机质的绝对量，g/kg；

M_i－单位面积水田一次性商品有机肥用量，kg/hm²；

M_j－单位面积水田一次性腐殖酸肥料用量，kg/hm²；

3）将两年用量的商品有机肥和腐殖酸肥料一次性均匀撒施到水田表面，再对水田耕层进行旋耕使商品有机肥和腐殖酸肥料均匀混入水田耕层土；

4）将施肥后的水田开沟起畦；

5）在水田畦表撒施紫云英种子和黑麦草种子，在紫云英与黑麦草生长期间施复合肥做追肥；当紫云英与黑麦草进入盛草期，将紫云英与黑麦草翻压还田并灌水腐解；

6）翻压腐解后，视水稻种植季节，选用单季稻品种进行种植；水稻种植期间进行施肥和病虫害防治管理；

7）单季稻成熟收割后，将水田翻耕、开沟、起畦；

8）按上一年方法重复步骤5）~6），第二年水稻收割后，取水田表层土壤测定土壤有机质，若土壤有机质含量达到目标有机质含量则完成目标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）和8）中，测定水田表层0~20cm的土壤。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）中，所述商品有机肥的质量标准符合NY525-2002农用商品有机肥行业标准；所述腐殖酸肥料中有机质含量≥80%，腐殖酸含量≥35%。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）中，至少旋耕2次。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4）中，开沟起畦后畦面宽2~3米，同时保持畦沟、腰沟、围沟相连，确保排水通畅。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5）中，紫云英与黑麦草种子的重量比例为（7:3）~（9:1）；紫云英种子和黑麦草种子的总用种量为37.5-52.5 kg/hm²。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5）中，播种后当紫云英与黑麦草生长至10~15cm时施复合肥做追肥。

8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于：步骤5）中，所述复合肥中氮、磷、钾的质量含量分别为15%、15%、15%；复合肥施用量为300~450kg/hm²。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤6）中，翻压腐解时间至少20天。