CN102498777A - 一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，包括大棚土壤整畦、沼液选备、覆膜漫灌、闷棚、土壤翻耕，整畦后覆盖地膜，用新鲜沼液直接在畦的覆膜下进行漫灌；沼液漫灌后晒棚2-4天，再将大棚的塑料盖膜盖好，在自然条件下闷棚；闷棚结束揭去畦上的地膜，待土壤含水率达到15-25％时，结合施底肥对土壤翻耕。本发明可消除土壤连作障碍因子并补充部分营养物质，对于解决大棚土壤的连作障碍、增强土壤肥力、缓解土壤酸化、促进沼气工程的正常运转等具有多重功效，且可操作性好，便与推广应用。

Description

一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法

技术领域

本发明涉及一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，属于农业资源保护及农业废弃物资源循环利用技术领域。

背景技术

设施连作障碍是指在同一设施栽培中连续多次栽培同种或同科的作物时，在正常的栽培管理措施下发生的作物长势变弱、产量和品质下降的现象。设施连作障碍是一种普遍现象，尤其在大棚蔬菜栽培中表现极为明显。设施连作障碍产生的原因主要由土壤传染性病虫害、土壤理化性状劣化以及由根系分泌物和残茬分解物等引起的自毒作用所引起，多数场合下主要由土壤传染性病虫害所引起。生产上常采用轮作和间套作，选用抗病品种或砧木品种，采用无土栽培、合理的土壤管理以及生物防治等技术克服设施连作障碍。然而，已有的方法多因可实际操作性的局限而受到限制。因此，迫切需要选择一种既能缓解连作土壤养分限制，又可以改善土壤微生物环境，同时具有实际可操作性的方法。

据统计，截止2009年底，我国大中小型沼气工程累计达到56856处，其中农业废物大型沼气工程已达3717处。就目前的规模估算，我国每年可产生沼液(含沼渣)6亿吨，在建成的沼气工程运行中发现工程所产生的发酵剩余物-沼液具有集中、量大、连续的特点，很难在小半径范围内将其消化掉，这一问题已经制约了沼气工程业主对沼气发展和利用的信心，如何将沼液有效地循环利用已经成为大型沼气工程建设的难点问题之一。

沼液中含有植物生长所需的营养元素、病原微生物的存活量少、并富含利于土壤改良的有机物质及易于植物吸收的小分子腐殖质。沼液肥用对作物产量及品质的提高具有积极意义，并有利于土壤肥力的保持和提高，更难能可贵的是厌氧消化后的新鲜沼液呈现还原态，其氧化还原电位较低，还原性物质较多，与生命体接触具有生理夺氧和运动去脂的作用，对生命体具有杀灭效果；其次，由于沼液中含有较高浓度的具有杀菌作用的铵离子，对土壤病虫害有显著的抑制作用。因此沼液也是一种难能可贵的植保产品。沼液作为肥料施用时为防止沼液对植株生命体的危害，一般都需要对沼液采取陈放、曝气等处理，既降低了沼液铵离子含量、也改变了沼液的还原状态；但这无形中浪费了沼液原有的植保效能。

目前能防止土壤连作障碍的方法也有所报道：CN102173952A(CN201110051383.1)提供一种防止番茄连作障碍的有机肥，原料包括：蚯蚓粪，玉米秸秆，稻糠，蛭石。原料充分混匀，用水淋湿，然后在温室或塑料大棚内进行自然状态好气发酵或加发酵菌发酵即可。该技术需要投资较大、操作也耗时费力；CN101983546A(CN201010273950.3)公开了一种利用作物秸秆防治蔬菜土壤连作障碍的方法。包括步骤：1、蔬菜收获后，翻耕土壤；2、在翻耕的土壤上铺垫一层干的作物秸秆，秸秆用量为5m²面积土壤铺80-150kg作物秸秆；3、再将紧靠铺上秸秆土壤外四周耕层土壤翻盖在秸秆上面，使四周秸秆向外露出；4、点燃露出在外面的秸秆，使其燃烧；5、从秸秆下15cm开始清理土壤，至上面未燃烧的秸秆露出，有利于秸秆继续燃烧，这样循环操作至秸秆全部燃烧完止。该技术也存在操作困难、污染环境、效果不确定等弊端。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法。

发明概述

本发明利用沼气工程产生的新鲜沼液，在大棚栽培的休闲期漫灌于土壤中，并结合闷棚等措施，达到消除连作障碍因子并补充部分营养物质的作用。对于解决大棚土壤的连作障碍、增强土壤肥力、缓解土壤酸化、促进沼气工程的正常运转等具有多效合一的效果，且克服了现有技术的可操作性差、经济性差等缺点。

发明详述

本发明技术方案如下：

一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，包括大棚土壤整畦、沼液选备、覆膜漫灌、闷棚、土壤翻耕，步骤如下：

(1)大棚土壤的整畦

选择大棚种植的休闲期，在棚内顺种植行整畦，每畦宽度为40-50cm，两侧的垅高12-18cm、宽12-18cm，使流体便于漫灌淹没前茬蔬菜根系土壤；畦上覆盖地膜，包括垅和畦沟；

(2)沼液选备

取正常产气沼气池内，厌氧消化完全的新鲜沼液或隔绝空气放置不超过1周的沼液；

(3)覆膜漫灌

沼液灌溉直接在畦的覆膜下进行，将沼液出液管口置于畦中一端覆膜下，等沼液流到该畦另一端时终止灌溉，同时将已完成沼液灌溉的畦上的地膜封闭；再换畦重复进行上述操作。沼液灌溉时保证畦上地膜覆盖完好。

(4)闷棚

沼液漫灌后晒棚2-4天，再将大棚的塑料盖膜盖好，在自然条件下闷棚。棚内温度40～50℃时保持7-9日或棚内温度50-60℃时保持4-7日。高温利于大棚土壤的消毒及养分转化，因此特别优选闷棚条件为棚内温度50-60℃时保持4-7日。

(5)土壤翻耕

沼液漫灌且经闷棚后的大棚土壤，含水量在40-60％之间，揭去畦上的地膜，待土壤含水率达到15-25％时，结合施底肥对土壤翻耕。可省时省工。

根据本发明优选的，步骤(1)大棚土壤整畦时，畦底纵向呈斜坡状，沼液灌溉时将沼液出液管口置于高地势的一端，便于沼液从高地势的一端向低地势的另一端漫灌。进一步优选的，所述畦底斜坡坡度以4-7°为宜。

根据本发明优选的，步骤(1)大棚土壤整畦时，每畦宽度为45cm，两侧为高15cm、宽15cm的垅。畦底纵向斜坡的坡度为4-7°。

根据本发明优选的，步骤(1)大棚南北方向为长度方向，畦底南高北低。

步骤(1)对存有连作障碍的大棚土壤进行整畦处理，并注意不要破坏大棚的塑料盖层。

根据本发明优选的，步骤(2)中沼液在运送田间时避免与絮凝剂、卤水、空气等接触，以放止沼液被氧化、酸化或因盐分污染而使沼液变性或变质。

根据本发明优选的，步骤(3)沼液灌溉量以达到畦深的1/2-2/3为宜。调整沼液流速，以不冲起畦沟内泥土为宜。

根据本发明优选的，步骤(3)用罐车直接运取沼气工程中厌氧消化完全的沼液，将沼液储液罐运送到大棚南侧，按由中间向两侧的顺序对大棚畦沟依次漫灌。

根据本发明优选的，步骤(5)中揭去畦上的地膜的同时卷起大棚的盖膜，以使土壤含水率尽快降至15-25％。

本发明所述的含水率均为重量百分比。

本发明对所取沼液的沼气池所用原料不限，但需厌氧条件消化完全，呈现浓郁酱色的料浆状沼液，且尽量选择新鲜的沼液。

大棚土壤整畦的目的是为了便于沼液的漫灌，可根据具体情况自行设计灌溉方式；另外地膜覆盖的目的是为了尽量避免沼液与空气接触；再者，要尽量保证前茬根系土易于被沼液淹没。

本发明的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法是一整套实用技术，特别适宜在连作障碍易发的冬暖式大棚中应用。尤其适合黄瓜、西红柿等蔬菜大棚土壤连作障碍的治理。

本发明的特点：

本发明的关键在于在尽量保持沼液厌氧特性的条件下将其直接在隔离空气的条件下漫灌于大棚土壤中，这样可以最大限度地发挥沼液的植保效能。消除蔬菜根系分泌物导致的土壤微生物区系的选择性繁殖，抑制根系分泌物的自毒作用，缓解单一作物对土壤营养成分的选择性吸收，及单一作物种植导致的土壤酸化及土壤理化性状的偏倚。而新鲜沼液的还原性能及铵离子等可以对土壤动物及土壤微生物起到灭杀作用；沼液呈现微碱性且含有较丰富的营养元素、腐植酸、蛋白质等营养成分，对于调节土壤平衡、增强土壤肥力也具有显著的效果。

根据以上所述沼液的特点及土壤连作障碍的原因，本发明的方法兼顾了大棚蔬菜的种植特点，以及沼液无害化消纳的问题。与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、与土壤消毒技术相比，本发明利用的沼液是一种无公害的有机物质，应用后对土壤、作物及食用者安全无危害。将新鲜沼液漫灌于农闲期的设施土壤中，不仅可以发挥其对土壤病虫害的抑制效果，还能减缓土壤的酸化，也能增加土壤肥力，为下季蔬菜的健康生长提供了有效保障。

2、与蔬菜倒茬种植缓解土壤连作障碍相比，本发明的方法见效快，免除了农户对蔬菜品种习性摸索的风险，并利于市场特色品种的延续。

3、与更换耕层土、添加基质、及施用土壤改良剂等相比，本发明的劳动强度、投资成本均可显著降低。

4、本发明还可促进沼液的利用，为解决沼液的无害化消纳、保障沼气工程的正常运行、促进我国生物质资源的综合利用具有积极意义。

5、本发明具有经济适用的优点，操作简单、投资较少，利于推广。本发明通过选用新鲜的沼液，在设施农闲期漫灌设施土壤，并辅助农膜覆盖、带膜晒棚、高温闷棚、土壤翻耕等措施，可对土壤的连作障碍起到显著的矫治效果。

与已有技术相比，本发明的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，是选用了沼气生产的废弃物资源，并且同时兼具调理土壤生物、增加土壤肥力、缓解土壤酸化的多重功效，优势突出。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行进一步说明，但不仅限于此。

实施例1：西红柿大棚土壤连作障碍的矫治

(1)连续种植西红柿7年的大棚，土壤连作障碍明显。选择大棚农闲期，在棚内顺种植行整畦，每畦宽度为45cm，两侧为高15cm、宽15cm的垅。畦整成稍有坡度的槽状，纵向坡度4°，并用地膜覆盖于畦上，包括垅和畦沟全部覆盖地膜；

(2)沼液取自产气正常集中供气沼气工程的沼气站，沼液从厌氧发酵罐中直接抽入罐车中，运送至大棚外。

(3)将沼液出液管直接放置在畦内膜下，调整沼液流速时以不冲起沟内的泥土为宜，用全沼液灌溉。等沼液流至畦另一头时及时换畦灌溉，同时将地膜封闭。

(4)沼液漫灌后带膜晒棚3天，盖好大棚的塑料盖膜，在自然条件下闷棚7天。棚内温度50-60℃。

(5)闷棚结束，揭去覆盖的地膜，同时卷起大棚的盖膜，晾晒至土壤含水率约20％时，将基肥均匀撒入土壤表层，进行翻耕。

本实施例应用：

寿光市古城乡瓦庙村某大棚，连续种植西红柿7年，连作障碍明显。在2009年6月13日开始在棚内顺种植行整畦，如实施例1所述。

2009年6月16日沼液取自山东省淄博市淄川区双杨镇法家村的沼气站，为其集中供气沼气工程的厌氧发酵剩余物。本工程建成以来一直运转良好，沼液从厌氧发酵罐中直接排入罐车中，将其运送至大棚外。沼液中主要营养成分的测定情况如表1所示。

表1沼液的营养成分含量

注：沼液的固形物含量为4.51％。

2009年6月16日实施沼液漫灌，将沼液运输车的出液管直接放置在畦内膜下，调整好流速用全沼液灌溉。等沼液将流至畦到头时及时换畦灌溉，同时将地膜封闭。灌溉沼液与浇水方式类似。

沼液漫灌完成带膜晒棚3天后，盖好大棚的塑料盖膜，在自然条件下闷棚7天。棚内温度达50-60℃。

揭去覆盖的地膜，同时卷起大棚的盖膜，晾晒至土壤含水率约20％时，其湿度适于翻耕，将备好的基肥均匀撒入土壤表层，按常规方式翻土整地。

应用效果如下：

为对比沼液的效果，将大棚划分为两块，一块常规处理(对照组)，一块使用本发明实施例1的方法处理(应用组)。种植栽培中其他施肥、浇水等管理措施严格一致，按照标准方法测定所需要的指标。本实施例所述的沼液矫治大棚连作障碍技术的应用效果如表2-4所示。

表2植物生长状况

表3土壤改良状况

表4经济效益分析

注：本方法的投资额有以下几部分组成：①沼液购买，每亩地需要50方沼液，每方沼液20元，共需1000元；②沼液运输费用1000元(每罐车5方，每趟100元)；③沼液施用肥用100元；④闷棚、翻地人工费100元；共计2200元。

由表2看出，本技术实施后可增加产量39.52％，西红柿植株的发病率骤减53.57％，且植株生长旺盛，表现为西红柿的根系活力增加了57.2％，西红柿的平均单株生物量增加了21.05％。因此，本技术对于矫治大棚栽培中出现的连作障碍效果显著。

技术实施后，与对照组相比本技术组土壤的容重降低9.72％、土壤孔隙度增加7.82％，土壤pH值升高了14.88％，土壤有机质也增加了5.81％。因此本技术组土壤的肥力及土壤理化性状有了显著改善。

通过对本技术的经济分析看出，单季种植效益的增加已经高于本技术实施所需的投资，而在接下来的种植中，经济效益极为可观。因此本技术也具有经济可行性。

实施例2：利用沼液矫治寿光黄瓜大棚连作障碍，步骤如下：

寿光市古城乡瓦庙村某大棚，大棚连续种植黄瓜9年，连作障碍明显。在2009年7月9日开始在棚内选择200m²的地块，顺种植行整畦，每畦宽度为45cm，其中两侧为高15cm、宽15cm的垅。畦整成坡度为4-7°的槽状，并使用普通地膜覆盖于畦上。沼液取自当地发酵较好的3口户用沼气池，沼气池以牛粪、烂菜叶、人畜粪便为主，用罐车抽取后实施漫灌，按实施例1的操作进行覆膜漫灌、闷棚、土壤翻耕，基肥的施用与农户的习惯施肥相同。试验结束后对比本实施例应用区和习惯区种植的差异。

本实施例所述的沼液矫治大棚连作障碍技术的应用效果如表5所示。

表5应用效果

由表5看出，本技术实施后土壤中的线虫数由对照组的1124个/100g干土降低到621个/100g干土，降低了44.8％；黄瓜植株的发病率率骤减了57.5％，且土壤的pH值也升高了24.4％，黄瓜每亩可增加产量31.5％。因此，本技术在矫治大棚黄瓜栽培中出现的连作障碍中也取得了显著的效果。

实施例3：利用沼液矫治泰安黄瓜大棚连作障碍，步骤如下：

该试验选择在泰安市省庄镇大沟头村某大棚内，大棚已连续种植黄瓜7年，自种植的第5年起，大棚的连作障碍逐渐明显起来，第7年与往年相比引之减产接近50％。在2007年6月20日开始在棚内选择330m²(10m×33m)的地块，顺种植行，并将前茬作物种植土整在畦底。每畦宽度为45cm，其中两侧为高15cm、宽15cm的垅。畦整成坡度为4-7°的槽状，并使用普通地膜覆盖于畦上。

沼液取自当地发酵较好的3口户用沼气池，沼气池以牛粪为主要原料，掺有较少的人畜粪便，用罐车先将沼气池内料液搅匀后抽取沼液，运至大棚按实施例1的操作进行覆膜漫灌，沼液漫灌后带膜晒棚4天，盖好大棚的塑料盖膜，在自然条件下闷棚7天。棚内温度约50℃。闷棚结束，揭去覆盖的地膜，同时卷起大棚的盖膜，晾晒至土壤含水率约22％时，施用基肥进行翻耕。基肥的施用与农户的习惯施肥相同。试验结束后对比本实施例应用区和习惯区种植的差异。

本实施例所述的沼液矫治大棚连作障碍技术的应用效果如表6所示。

表6应用效果

由表6看出，本技术实施后土壤中的线虫数由对照组的1754个/100g干土降低到799个/100g干土，降低了54.4％；黄瓜植株的发病率降低了46.5％，且土壤的pH值也升高了8.1％，黄瓜产量增加了67.4％。

实施例4：利用沼液矫治泰安西红柿大棚连作障碍，步骤如下：

泰安市良庄镇蔬菜种植区的大棚，大棚已连续种植西红柿6年，自种植的第4年起，大棚的连作障碍问题凸显，种植户打算将其废弃。在此大棚内进行本发明方法应用，在2008年7月20日开始在棚内选择360m²(990m×40m)的地块，顺种植行整畦，将前茬作物种植土整在畦底。每畦宽度为44cm，两侧为高14cm、宽14cm的垅。畦整成坡度为5°的槽状，并使用的普通地膜覆盖于畦上。沼液取自当地发酵好产期正常的3口户用沼气池，沼气池以鸡粪为主要原料，掺有较少的人畜粪便，先将沼气池内料液搅匀后抽取罐车上，运至大棚按实施例1的操作进行覆膜漫灌，沼液漫灌后带膜晒棚2天，盖好大棚的塑料盖膜，在自然条件下闷棚6天。棚内温度约55℃。闷棚结束，揭去覆盖的地膜，同时卷起大棚的盖膜，晾晒至土壤含水率约18％时，施用基肥进行翻耕。基肥的施用与农户的习惯施肥相同。试验结束后对比本实施例应用区和习惯区种植的差异。其应用效果如表7所示，

表7应用效果

本技术实施后土壤中的线虫数降低了56.9％，黄瓜植株的发病率降低了27.8％，土壤的pH值也升高了8.1％，黄瓜产量增加了65.6％。

Claims (6)

1.一种利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，包括大棚土壤整畦、沼液选备、覆膜漫灌、闷棚、土壤翻耕，步骤如下：

(1)大棚土壤的整畦

选择大棚种植的休闲期，在棚内顺种植行整畦，每畦宽度为40-50cm，两侧的垅高12-18cm、宽12-18cm，使流体便于漫灌淹没前茬蔬菜根系土壤；畦上覆盖地膜，包括垅和畦沟；

(2)沼液选备

取正常产气沼气池内，厌氧消化完全的新鲜沼液或隔绝空气放置不超过1周的沼液；

(3)覆膜漫灌

沼液灌溉直接在畦的覆膜下进行，将沼液出液管口置于畦一端覆膜下，等沼液流到该畦另一端时终止灌溉，同时将已完成沼液灌溉的畦上的地膜封闭；再换畦重复进行上述操作；

(4)闷棚

沼液漫灌后晒棚2-4天，再将大棚的塑料盖膜盖好，在自然条件下闷棚。棚内温度40～50℃时保持7-9日或棚内温度50-60℃时保持4-7日；

(5)土壤翻耕

沼液漫灌且经闷棚后的大棚土壤，含水量在40-60％之间，揭去畦上的地膜，待土壤含水率达到15-25％时，结合施底肥对土壤翻耕。

2.如权利要求1所述的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，其特征在于步骤(1)大棚土壤整畦时，畦底纵向呈斜坡状，沼液灌溉时将沼液出液管口置于高地势的一端，便于沼液从高地势的一端向低地势的另一端漫灌。

3.如权利要求1或2所述的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，其特征在于步骤(1)大棚土壤整畦时，每畦宽度为45cm，两侧为高15cm、宽15cm的垅；畦底纵向斜坡的坡度为4-7°。

4.如权利要求1所述的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，其特征在于步骤(3)沼液灌溉量以达到畦深的1/2-2/3为宜。

5.如权利要求1所述的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，其特征在于步骤(3)用罐车直接运取沼气工程中厌氧消化完全的沼液，将沼液储液罐运送到大棚南侧，按由中间向两侧的顺序对大棚畦沟依次漫灌。

6.如权利要求1所述的利用沼液矫治大棚土壤连作障碍的方法，其特征在于步骤(5)中揭去畦上的地膜的同时卷起大棚的盖膜，以使土壤含水率尽快降至15-25％。