CN104641752A

CN104641752A - 菊芋间作燕麦改良内陆盐碱地的方法

Info

Publication number: CN104641752A
Application number: CN201510002143.0A
Authority: CN
Inventors: 张强; 李磊; 王斌; 郜春花; 李建华; 冯悦晨; 孙捷; 黄高鉴; 聂督
Original assignee: INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENVIRONMENT AND RESOURCE SHANXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENVIRONMENT AND RESOURCE SHANXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2015-01-05
Filing date: 2015-01-05
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2035-01-05
Also published as: CN104641752B

Abstract

本发明公开一种菊芋间作燕麦生物改良内陆盐碱地的方法，包括：（1）秋季进行土地平整，施用有机肥、脱硫石膏和化学改良剂，进行冬灌；（2）春季施用化学肥料，并进行旋耕、耙耱；（3）菊芋与燕麦的行数分别为3行和10行间作播种，菊芋用种块播种，亩株数控制在3000株，燕麦播量10公斤/亩；（4）菊芋在主茎7～8叶期中耕除草，并进行培土；燕麦在封垄前喷施除草剂，控制田间杂草；（5）燕麦在乳熟期开始收获，收获籽粒，秸秆作为青贮饲料；菊芋在10月中旬叶片开始变黄后收获，收获地下块茎，秸秆作为饲料。本发明利用菊芋和燕麦的优势互补作用，互利共生，共同增产，同时吸取土壤中的盐分，培肥土壤，降低盐碱危害。

Description

菊芋间作燕麦改良内陆盐碱地的方法

技术领域

本发明涉及一种生物改良盐碱地的方法，具体涉及一种利用菊芋和燕麦成一定比例间作改良内陆盐碱地的方法。

背景技术

我国共有盐碱地9913万公顷，其中内陆型盐碱地面积最大，约占全国盐碱地的69%。内陆盐碱地具有土壤碱性强、代换性钠离子含量高、土壤物理性状差、作物出苗差产量低等特征。目前，内陆盐碱地改良的方法主要包括水利工程措施、化学措施、农艺措施和生物措施。水利措施是盐碱地改良的基础，但投资较大，而且单纯依靠水利措施无法代换土壤中的钠离子。化学措施和农艺措施改良内陆盐碱土的重要措施，需要配合其他措施进行。利用生物耐盐能力，吸收土壤中的盐碱，具有投资少、效果彻底的优点，近年来成为盐碱地改良的重要措施。

菊芋(Helianthus tuberosus L.), 别名洋姜、鬼子姜，为菊科向日葵属1 年生草本植物，由北美洲引入我国。菊芋地上部分茎叶富含蛋白质、脂肪和纤维素,是猪、牛、羊的优质饲料。菊芋地下部分富含淀粉、菊糖等果糖多聚物，可以食用也可以腌制咸菜、晒制菊芋干或作制取淀粉和酒精原料，是重要的经济作物。菊芋具有较强的耐盐碱能力。目前菊芋已成为盐碱地改良的先锋植物，在利用我国盐碱非耕地资源方面具有广阔的发展前景，可获得较大的经济、社会及生态效益。

燕麦（Avena sativa）别名皮燕麦，为禾本科植物，经济价值很高，其主要表现在营养、医疗保健和饲用价值方面。燕麦是世界性栽培作物，分布在五大洲42个国家，但集中产区是北半球的温带地区。燕麦适应能力强，是粮饲兼用作物。燕麦为一年生作物，须根系，特别适宜于我国北方高寒山区种植，具有较强的耐瘠薄碱能力。由于燕麦含有丰富的对降血糖有积极功效的β葡聚糖，近年来越受到高血糖患者的欢迎，市场需求量逐年增加，已经成为功能食用作物之一。同时，也是一种投资较少、用工较少、我国北方高寒山区市场需求较大的作物。针对现有技术，如何在改良盐碱地的策略和措施方面兼顾长期效益和短期效益的关系、兼顾投入与产出的关系，还有待进一步的研究。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种菊芋间作燕麦改良内陆盐碱地的方法，该方法采用生物改良内陆盐碱地的方法，在改良盐碱地的同时，兼顾长期效益和短期效益的关系、兼顾投入与产出的关系，易于在我国北方高寒山区推广，应用价值较高。

本发明的菊芋间作燕麦改良内陆盐碱地的方法是通过以下步骤实现的；

（1）适宜条件 pH8.8-10.5、全盐量0.3%-1.0%、碱化度15%～75%的中、重度内陆盐碱地；

（2）10月下旬—11月上旬，进行土地平整，平整后施用有机肥1～2吨/亩、脱硫石膏1～2吨/亩、化学改良剂硫酸亚铁50～100公斤/亩，将上述改良材料撒施在地表，然后用旋耕机旋耕至表层15～20cm土壤中，使其与土壤混合均匀；

（3）11月中旬～11月下旬，进行冬季灌溉洗盐，灌溉量为150～200m³/亩；

（4）按菊芋与燕麦的行数分别为3行和10行的比例间作整地、施肥和播种，分别是：在4月初燕麦按照每亩施用5～8kg N、4～6kg P₂O₅和3～5kg K₂O的单质化肥或者等效的复合肥，施肥后进行旋耕、耙耱，播种深度2～3cm，行距为20～25cm，播量8～10公斤/亩；菊芋4月下旬播种，按照每亩施用8～12kg N、10～15kg P₂O₅和5～8kg K₂O的单质化肥或者等效的复合肥，撒施后利用旋耕机旋耕，使肥料与土壤充分混合，菊芋用种块播种，每穴播1～2 块，播种深度为4～5cm，株距为30～40cm，行距50～60cm，播种后覆土耙耱、踏实；

（5）在菊芋2～3叶时进行间苗，亩株数控制在3000株，在主茎7～8叶期中耕除草，并进行培土，在10月中旬叶片开始变黄后收获；燕麦在封垄前喷施除草剂，控制田间杂草，在9月中旬乳熟期开始收获。

采用本发明的生物改良方法，通过菊芋与燕麦的间作的交互作用使盐碱地的改良效果和经济收益产生了叠加效果，较菊芋与燕麦的单作具有显著的差异。

本发明具有以下优点：

（1）本发明方法在化学和水利措施的基础上，重点采用生物改良的方法改良内陆盐碱地，投资少，效果好。结果表明，菊芋与燕麦间作比菊芋和燕麦单作对改良内陆盐碱地有显著的正交作用，菊芋与燕麦间作的优势表现在：(1)降低土壤pH值：间作的菊芋比单作菊芋pH降低0.23～0.32，间作燕麦比单作燕麦pH降低0.15～0.16；(2) 降低电导率（EC）：间作菊芋比单作菊芋EC值下降0.06～0.09ms/cm，间作燕麦比单作燕麦EC值下降0.03～0.06ms/cm；(3) 降低碱化度（ESP）：间作的菊芋比单作菊芋ESP降低2.2～2.3%，间作燕麦比单作燕麦ESP降低1.5～2.2%；(4) 降低全盐量：间作的菊芋比单作菊芋全盐量降低0.07～0.08%，间作燕麦比单作燕麦全盐量降低0.05～0.06%；(5) 提高土壤有机质含量：间作的菊芋比单作菊芋有机质含量增加0.05～0.06%，间作燕麦比单作燕麦有机质含量增加0.05～0.11%；(6) 秸秆产量：间作的菊芋比单作菊芋秸秆产量提高11.0～14.8%，间作燕麦比单作燕麦秸秆产量提高11.5～12.1%； (7) 经济产量：间作的菊芋比单作菊芋经济产量提高14.0～19.3%，间作燕麦比单作燕麦经济产量提高10.5～22.3%。证明菊芋与燕麦间作pH、EC、碱化度以及ESP显著下降，从而改善了盐碱土壤的理化性质，秸秆产量和经济产量达到显著提高，处理之间达到了5%的显著性。

（2）菊芋与燕麦的耐盐碱能力较强，而且生物量较大，二者间作可以调节小气候，增加土壤覆盖度，减少了盐分随着土面蒸发向上集聚。作物通过根系吸水和蒸腾耗水，降低地下水位，缓解由于高地下水位导致的土壤积盐。另外，作物在生长过程中积累了大量盐分，随着收获物可以将土壤盐分带走，从而降低土壤含盐量，达到生物修复盐碱地的效果。

（3）菊芋为高杆作物，燕麦为矮秆作物，二者间作能高效利用光、热、肥、水等自然资源，有效增加农田生物多样性，改善作物群体结构，增强作物抵抗病虫害及抗倒伏能力，提高单位土地面积生产力。

（4）菊芋为块根类作物，需磷、钾量较高，而燕麦为禾本科作物，需氮量较高，二者间作可以发挥优势互补、养分均衡利用的原理，在养分种类上实现氮、磷、钾的均衡吸收。菊芋为深根系作物，燕麦为浅根系作物，二者间作后，菊芋可以吸收利用深层土壤中的盐分和养分，燕麦吸收浅层的盐分和养分，在空间上实现分层利用。

（5）本发明采用菊芋与燕麦间作的模式，在春季翻耕、播种、施肥一体化，每季作物只施肥一次，减少田间农事操作，减轻了农户劳动，同时避免频繁扰动土壤，对土壤起到蓄水保墒作用，增加了土壤对有限水资源的蓄持和利用。

（6）本发明方法巧妙，技术应用方便、容易掌握，适合于农村实际情况，便于农民在田间使用，容易推广应用。

实施例1

为了验证菊芋间作燕麦效果，选择山西省大同市天镇县三十里铺乡兰玉堡村基地为试验点。试验地土壤为重度苏打盐化土，pH 10.2，电导率（EC）1.85 ms/cm，全盐量0.85%，碱化度（ESP）46.5%，土壤有机质含量0.78%。为当年开垦后的盐碱地。

试验设置3个处理，分别为：（1）菊芋单作；（2）燕麦单作；（3）菊芋与燕麦间作。每个处理面积为100平方米，重复4次。试验用菊芋品种为青芋2号，燕麦品种为白燕2号。

具体实施步骤如下：

（1）10月下旬—11月上旬，利用激光平地仪进行土地平整，使同一地块内高差不超过3-5cm。平整后，施用有机肥2吨/亩、脱硫石膏2吨/亩和化学改良剂硫酸亚铁100公斤/亩，旋耕至表层15～20cm土壤中，耙耱使其与土壤混合均匀，然后进行冬季灌溉洗盐，灌溉量为160m³/亩。

（2）适时进行地块翻耕整，施用化学肥料，菊芋和燕麦分别施肥。菊芋每亩施用10kg N、12kg P₂O₅和5kg K₂O的单质化肥，燕麦每亩施用6kg N、5kg P₂O₅和4kg K₂O的单质化肥。施肥后进行旋耕、耙耱。

（3）间作播种菊芋与燕麦的行数分别为3行和10行。燕麦在4月初顶凌播种，播种深度2～3cm，行距为20cm，用种子条播，播量10公斤/亩；菊芋4月下旬播种，用种块播种，每穴播1～2 块，播种深度为4～5cm，株距为40cm，行距55cm。播种后覆土耙耱、踏实。

（4）田间管理。在菊芋2～3叶时进行间苗，亩株数控制在3000株，在主茎7～8叶期中耕除草，并进行培土；燕麦在封垄前喷施除草剂，控制田间杂草。

（5）收获。燕麦与9月15日开始收获，收获籽粒，秸秆作为青贮饲料；菊芋在10月20日开始收获，收获地下块茎，秸秆作为饲料。

收获后采集各个小区0～20cm土壤样品,检测土壤的pH、EC(ms/cm)、碱化度（ESP）、全盐量、土壤有机质指标。

土壤检测结果见表1，菊芋和燕麦产量结果如表2：

表1 不同种植模式下表层土壤（0～20cm）性状对比

表2 不同种植模式产量结果对比

由表1和表2可以看出，菊芋与燕麦间作比菊芋和燕麦单作对改良内陆盐碱地有显著的正交作用，菊芋与燕麦间作比菊芋和燕麦单作的优势表现在：(1)降低土壤pH值：间作的菊芋比单作菊芋pH降低0.32，间作燕麦比单作燕麦pH降低0.15；(2) 降低电导率（EC）：间作菊芋比单作菊芋EC值下降0.06ms/cm，间作燕麦比单作燕麦EC值下降0.03ms/cm；(3) 降低碱化度（ESP）：间作的菊芋比单作菊芋ESP降低2.3%，间作燕麦比单作燕麦ESP降低2.2%；(4) 降低全盐量：间作的菊芋比单作菊芋全盐量降低0.07%，间作燕麦比单作燕麦全盐量降低0.06%；(5) 提高土壤有机质含量：间作的菊芋比单作菊芋有机质含量增加0.05%，间作燕麦比单作燕麦有机质含量增加0.11%；(6) 秸秆产量：间作的菊芋比单作菊芋秸秆产量提高11%，间作燕麦比单作燕麦秸秆产量提高12.1%； (7) 经济产量：间作的菊芋比单作菊芋经济产量提高19.3%，间作燕麦比单作燕麦经济产量提高22.3%。经统计分析，证明菊芋与燕麦间作pH、EC、碱化度以及ESP显著下降，从而改善了盐碱土壤的理化性质，秸秆产量和经济产量达到显著提高，处理之间达到了5%的显著性。

实施例2

试验地点选在山西省大同市浑源县荆庄乡荆庄村山西省农科院环资所盐碱地改良试验基地。土壤为轻度苏打盐化土，pH9.3，电导率（EC）0.45 ms/cm，全盐量0.32%，碱化度（ESP）21.5%，土壤有机质含量1.03%。改良前，农民零星种植，产量不高。

具体实施步骤如下：

（1）秋季利用激光平地仪进行土地平整，使同一地块内高差不超过3-5cm。平整后，施用有机肥1.5吨/亩、脱硫石膏1吨/亩和化学改良剂硫酸亚铁80公斤/亩，旋耕，耙耱，然后进行冬季灌溉洗盐，灌溉量为150m³/亩。

（2）第二年春季，适时进行地块翻耕整，施用化学肥料，菊芋和燕麦分别施肥。菊芋每亩施用12kg N、15kg P₂O₅和7.5kg K₂O的单质化肥，燕麦每亩施用8kg N、6kg P₂O₅和5kg K₂O的单质化肥。施肥后进行旋耕、耙耱。

（3）播种间作。菊芋与燕麦的行数分别为3行和10行。燕麦在4月初顶凌播种，品种为白燕2号，播种深度2～3cm，行距为20～25cm，用种子条播，播量10公斤/亩；菊芋4月下旬播种，品种为青芋2号，用种块播种，每穴播1～2 块，播种深度为4～5cm，株距为36cm，行距60cm。播种后覆土耙耱、踏实。

（5）收获。燕麦与9月18日开始收获，收获籽粒，秸秆作为青贮饲料；菊芋在10月23日开始收获，收获地下块茎，秸秆作为饲料。

收获一季后，土壤检测结果见表3，菊芋和燕麦产量结果如表4：

表3 收获一季后不同种植模式下表层土壤（0～20cm）性状对比

表4 不同种植模式产量结果对比

由表3和表4可以看出，菊芋与燕麦间作比菊芋和燕麦单作对盐碱地土壤有显著的改良作用，处理之间达到了5%的显著性。菊芋与燕麦间作的优势主要表现在：(1)降低土壤pH值：间作的菊芋比单作菊芋pH降低0.23，间作燕麦比单作燕麦pH降低0.16；(2) 降低电导率（EC）：间作菊芋比单作菊芋EC值下降0.09ms/cm，间作燕麦比单作燕麦EC值下降0.06ms/cm；(3) 降低碱化度（ESP）：间作的菊芋比单作菊芋ESP降低2.2%，间作燕麦比单作燕麦ESP降低1.5%；(4) 降低全盐量：间作的菊芋比单作菊芋全盐量降低0.08%，间作燕麦比单作燕麦全盐量降低0.05%；(5) 提高土壤有机质含量：间作的菊芋比单作菊芋有机质含量增加0.06%，间作燕麦比单作燕麦有机质含量增加0.05%；(6) 秸秆产量：间作的菊芋比单作菊芋秸秆产量提高14.8%，间作燕麦比单作燕麦秸秆产量提高11.5%； (7) 经济产量：间作的菊芋比单作菊芋经济产量提高14.0%，间作燕麦比单作燕麦经济产量提高10.5%。经统计分析，证明菊芋与燕麦间作pH、EC、碱化度以及ESP显著下降，处理之间达到了5%的显著性。表明显著改善了盐碱土壤物理性能和化学功能，秸秆产量和经济产量达到显著提高。

Claims

1.菊芋间作燕麦改良内陆盐碱地的方法，包括以下步骤：

(1) 适宜条件 pH8.8-10.5、全盐量0.3%-1.0%、碱化度15%～75%的中、重度内陆盐碱地；

(2) 10月下旬—11月上旬，进行土地平整，平整后施用有机肥1～2吨/亩、脱硫石膏1～2吨/亩、化学改良剂硫酸亚铁50～100公斤/亩，将上述改良材料撒施在地表，然后用旋耕机旋耕至表层15～20cm土壤中，使其与土壤混合均匀；

(3) 11月中旬～11月下旬，进行冬季灌溉洗盐，灌溉量为150～200m³/亩；

(4) 按菊芋与燕麦的行数分别为3行和10行的比例间作整地、施肥和播种，分别是：在4月初燕麦按照每亩施用5～8kg N、4～6kg P₂O₅和3～5kg K₂O的单质化肥或者等效的复合肥，施肥后进行旋耕、耙耱，播种深度2～3cm，行距为20～25cm，播量8～10公斤/亩；菊芋4月下旬播种，按照每亩施用8～12kg N、10～15kg P₂O₅和5～8kg K₂O的单质化肥或者等效的复合肥，撒施后利用旋耕机旋耕，使肥料与土壤充分混合，菊芋用种块播种，每穴播1～2 块，播种深度为4～5cm，株距为30～40cm，行距50～60cm，播种后覆土耙耱、踏实；

(5) 在菊芋2～3叶时进行间苗，亩株数控制在3000株，在主茎7～8叶期中耕除草，并进行培土，在10月中旬叶片开始变黄后收获；燕麦在封垄前喷施除草剂，控制田间杂草，在9月中旬乳熟期开始收获。