CN109121629A - 北方果园生态涵养土壤培肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种北方果园生态涵养土壤培肥方法，包括如下步骤：Ⅰ、菌渣堆腐发酵；Ⅱ、菌渣堆肥和生物菌剂的施用；Ⅲ、整地；Ⅳ、油莎豆种子处理；Ⅴ、油莎豆播种；Ⅵ、油莎豆中耕；Ⅶ、在生长发育期不同果树根据需要施用微量元素肥料；Ⅷ、油莎豆翻压；Ⅸ、其后数年每年按上述步骤Ⅰ~步骤Ⅷ再次施用菌渣、种植油莎豆并翻压。本发明采用“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂”的方法，结合使用行间生草、有机物料和生物菌剂，提供一种北方果园生态涵养土壤培肥模式，为其在北方水果生态高效生产中的应用提供技术指引，对水果化肥农药减施、农业生产提质增效、提升农业生态***质量和稳定性、绿色农村建设和可持续发展具有重要意义。

Description

北方果园生态涵养土壤培肥方法

技术领域

本发明属于果园土壤施肥管理领域，具体为一种北方果园生态涵养土壤培肥方法。

背景技术

本发明所涉及的北方地区，是指我国1月份0℃等温线以北的地区。该地区种植的果树主要有苹果、梨、枣、樱桃、桃、杏、葡萄、核桃等。多年来我国北方地区果园地面管理大多采用传统“清耕+除草剂除草”的方式，养分管理则以化肥施用为主，存在化肥单位面积用量高、施用结构不合理的问题。该区域果园化肥使用强度高达450~675kg·hm^-2，远远高于国家生态区建设要求的250kg·hm^-2；化肥施用结构不合理，长期大量使用化肥，化肥施用方法往往是大水冲施或全园撒施，化肥当季利用率低，有机肥投入少，不少果园有机质含量降至0.6%以下。这些做法，直接导致土地肥力持续下降和化肥用量不断增加，果品质量退化、竞争力低下的情况日趋明显，并带来水土流失、土壤结构退化、养分大量淋失、生物多样性降低、生态环境脆弱及面源环境污染等问题，已严重制约果树产业的进一步发展和农业生态环境的可持续发展。随着人们生活水平的提高和国内外果品市场竞争的加剧，我国水果生产正在由数量型向质量型转变，消费者对安全、优质、绿色果品的诉求日益强烈，对果品质量和安全性的要求越来越高。果园管理中，寻求生态涵养型的果园土壤培肥模式，优化、创新和推广“双控双降”技术，构建良好的果园生产体系，是保证绿色/无公害果品生产、实现果树种植业可持续发展的重要前提。因此为创造有利于果树生长发育的良好条件，如何改善果园微生态和小气候、涵养水土、提高果园土壤质量和有益生物多样性，并结合其他果园管理措施，在一定程度上减少灌溉用水、农药化肥和用工的投入，是该区域果品生态、集约、高效、可持续生产中亟待解决的问题。

菌渣是食用菌栽培过程中收获产品后剩下的培养基废料。我国是食用菌生产大国，近年来，随着食用菌生产的发展，各地生产食用菌后的废弃菌袋也逐年增多。据中国食用菌协会统计，2016年全国食用菌总产量已达3596.7万吨。按食用菌生物学效率平均60%计算，2016年全国食用菌产生废弃菌袋大约5994万吨左右，如按含水量55%计算，废弃的干菌渣也高达2697.3万吨，数量巨大，其中占比例较多的为：双孢蘑菇菌渣566.8万吨、平菇菌渣458.7万吨、香菇菌渣512.4万吨、木耳菌渣289.3万吨。然而如何对废弃菌袋进行既环保又能带来一定经济效益的处理，却一直没有得到很好的解决，传统处理废弃菌袋的方法仍然是燃烧或直接丢弃，然而燃烧只能快速获取其中10%左右的热能，是对生物量的不合理利用。大量无法处理的菌渣被当作垃圾随意倾倒入河流、道路、农田等，不仅严重影响了生态环境，而且还造成了大量资源的浪费，每年大量的废弃菌袋或就地堆置，或直接施入田中，一方面，造成了大量农业资源的巨大浪费；还使食用菌栽培环境的杂菌基数不断增加，造成了周围环境的恶化，细菌繁殖，疾病传播，也给附近居民生活环境造成了严重影响，致使食用菌栽培污染越来越严重，严重影响了食用菌栽培的产量和效益，给周边的食用菌产业造成了较大危害。由于腐熟后的菌渣养分含量高，有益于作物生长，用作有机肥原料是菌渣一个重要的资源化利用途径。

油莎豆（Cyperus esculentus L. var. sativusBoeck.）是莎草科莎草属植物，原产地中海沿岸，我国曾于1952年自前苏联进行引种栽培，又于1960年从保加利亚重新引进。油莎豆有悠久的栽培历史，油莎豆块茎含油脂20~36%，淀粉20~25%，糖15~20%，蛋白质3~15%。油莎豆油的脂肪酸组成与橄榄油相似，是一种优质食用油，也可加工成生物柴油。由于其适应性强、栽培管理简单、病害少，因此从云南到东北，从新疆到福建，在我国20多个省市、自治区均有栽培。经2012年以来的引种栽培和观察，发现油莎豆可以作为优质绿肥加以利用，并具有如下优势：1、在我国1月份0℃等温线以北的地区，留在土壤中的块茎秋季不出芽，冬季0~20cm土层温度降至≤8℃且持续时间达到20天及以上时，所有块茎即丧失发芽能力，块茎中的各种成分得到完好的保留，并迅速腐解，转化为大量营养物质回归土壤，可迅速提高土壤肥力。这一特性还避免了油莎豆逸生为恶性杂草的可能性。2、株高小于70cm、根深小于30cm，多集中于5~15cm土层，不与作物争肥争水争空间；3、是一种C4植物，二氧化碳固定效率和水分利用率高，适应性强、耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱、病害少、易管理、生长繁殖迅速，生物量大；4、为柔软草本，块茎纤维素含量低（4~14%）且富含油脂、淀粉、蛋白质和可溶性糖，叶片主要由纤维素半纤维素组成，植株基本不含木质素，残体腐殖化速度快，可迅速提高土壤有机质含量。

发明内容

本发明目的是采用“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂”的方法，结合使用行间生草、有机物料和生物菌剂，提供一种新型的北方果园生态涵养土壤培肥方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种北方果园生态涵养土壤培肥方法，包括如下步骤：

Ⅰ、菌渣堆腐发酵。

（1）、时间：于第1年7~8月进行。

（2）、场地：选择开阔的水泥地或场圃。未硬化地面覆盖一层防水塑料布，避免直接与地面接触后杂菌和虫卵污染菌渣。

（3）、拌料：将菌渣从废弃菌袋中剥离、粉碎后喷水拌料。用水量与菌渣比例为（水：菌渣=30~40：70~60，W/W），直观判断时以手抓起拌好的菌渣，用力紧握，指缝间有水珠渗出但不下滴为宜。

（4）、建堆：采用条垛法。料堆宽1.0~2.0m、高0.6~1.0m、长度根据场地和菌渣量而定。料堆建好后，四周用铁锨拍实，使堆边有倾斜，堆顶拱起呈龟背形。为利于通气发酵，用直径5~8cm 的木棒在料堆顶部垂直向下打1行气孔，深度达到料堆中心部位，在料堆两侧的中部分别打1行气孔，气孔深度要分别达到料堆底部，气孔间距30~40cm。

（5）、翻堆：建堆后，然后在料堆上插上温度计，监测料温。待料温均匀上升到45~50℃以后，维持3~5天进行第1次翻堆。翻堆后，再按照步骤（4）所述方法建堆、打孔。等料内温度达到60℃以上时维持3~5天进行第2次翻堆。此后同样的方法（等料内温度达到60℃以上时维持3~5天后）进行第3次、第4次翻堆。第4次翻堆后结束发酵，将菌渣扒开降温。从外观上看，堆腐后的菌渣呈褐色，质地松软，无臭味，完全呈腐熟状，即成为菌渣堆肥。

Ⅱ、菌渣堆肥和生物菌剂的施用：第1年9月份在行道上沿树冠外缘滴水线切线挖宽40cm、高40cm施肥沟，或采用放射状施肥法，施入腐熟的菌渣堆肥，施肥量为1200kg~2400kg·667m^-2，然后在菌渣上喷施富含枯草芽孢杆菌、根瘤菌、酵母菌、木霉菌等微生物菌液或撒施富含枯草芽孢杆菌、根瘤菌、酵母菌、木霉菌的微生物湿菌糠，菌液喷施量为每40cm×1m区域上喷施100~150毫升或每40cm×1m区域上撒施50~100克湿菌糠。最后在其上覆盖3~5cm土壤，耙平。

Ⅲ、整地：整地于第2年春季4月上中旬进行。对果园行道间土地旋耕除去杂草，再进行平整、耙耱。

Ⅳ、油莎豆种子处理：用块茎播种。播种前将块茎用水浸泡24~48小时，捞出后阴干24小时，即可播种。

Ⅴ、油莎豆播种：于4月下旬到5月上旬播种，行距35~45cm，株距20cm，每穴播种1~2粒，播种深度5~7cm，用种量5~8kg/667m²；间作豆畦外缘与果树主干的距离为0.3~0.7m。

Ⅵ、油莎豆中耕：油莎豆幼苗生长至10~25cm 时，视杂草量中耕除草1~2次，待封垄后不再中耕。

Ⅶ、在生长发育期不同果树，可根据需要施用适宜的微量元素肥料。

Ⅷ、油莎豆翻压：待10月地上部分开始枯黄时保留土壤里的块茎不收获，用旋耕机将油莎豆全部翻入土中，经冬腐烂后，可迅速提高土壤有机质含量和土壤孔隙度、含水量、土壤团粒结构等。

Ⅸ、其后每年按上述“步骤Ⅰ”~“步骤Ⅷ”再次施用菌渣和生物菌剂、种植油莎豆并翻压。

本发明方法具有如下优点：

1、与“清耕+除草剂+化肥”的管理模式比较，采用“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂”的方法，可迅速提高土壤有机质含量，而土壤有机质因为会对土壤的各种特性造成影响，是确保土壤健康和关键所在。此外，该模式具有保持水土、提高土壤含水量、优化果园生态环境、控制杂草、增加土壤中微生物含量和生物多样性等效应，是改善果园生态和土壤理化性质、防控果园面源污染、提高果园生产力的有效措施。

2、与“清耕+除草剂+化肥”的管理模式比较，采用“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂”的方法，可显著提高果品品质和产量，提高果品中的营养物质含量。

3、施用的有机肥为腐熟后的菌渣堆肥，养分含量丰富，并向土壤输入大量微生物，微生物活性和土壤酶活性因环境改善而提高，土壤养分有效性进而得到提高，因此菌渣堆肥能够起到改良土壤、增加土壤的通透性、改善理化性质、缓解作物连作障碍、提高作物品质、增产增收的效果。此外，菌渣提取液以有效降解导致作物连作障碍的酚酸类物质，农田施入菌渣可以一定程度缓解作物的连作障碍。菌渣以堆肥的方式利用还田还可对食用菌生产过程中产生的废弃有机物料实现资源化利用，减少其带来的环境污染，并降低果农购买商业有机肥的成本。

4、行间绿肥油莎豆对土壤养分的消耗量小，适应性强，耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱；植株无木质化，长势旺，生物量大，刈割简单，极易腐烂，能快速提升果园土壤水分、养分含量；根系主要分布在地表5~15cm土层，株高低于70cm，耗水少，与果树之间的养分、水分、空间竞争小；生长期间不需刈割，省工省力；不易发生病虫害，杂草少，有效节省除草用工和农药使用量；生长速度快，封行/成坪早，可抑制杂草，尤其是藜、苋、田旋花、牵牛、鹅绒藤等高大或缠绕型阔叶杂草；集油、粮、牧、饲、绿化于一体，有条件者可进行综合利用，提高果园收益。

5、北方果园往往水土流失严重，生物多样性小，生态***稳定性差。果树行间种植油莎豆可覆盖地面、拦截地表径流、减少水分剧烈蒸发，具有涵养水土、改善小气候和生境，增加生物多样性，具有较强的生态涵养功能，有助于形成较为稳定的果园生态***，这是无公害有机果品生产的重要基础。

6、油莎豆作为油料和淀粉作物栽培利用时，其收获主要靠人工将植株从地里挖出或拔出，然后通过人工摔打将根茎上的油莎豆块茎与植株分离，获得油莎豆。尽管近几年研究开发了油莎豆收获机，但仍会在植株上残留较多的块茎，还需要人工采集。由于没有适用的油莎豆收获机，制约了油莎豆的大规模种植开发。本发明将油莎豆作为土壤生态培肥的绿肥加以应用，除必要的留种外，无需对地下的油莎豆块茎进行大量采收，规避了目前采收困难、费时费工的特性，因此可促进油莎豆大规模种植利用，使其迅速肥地这一优良特性得到充分发挥。

本发明设计合理，遵循“生态友好、资源循环、省力高效”的原则，根据我国北方地区气候、土壤等环境特点及果树生长特点，综合考虑投入成本、用工需求、环境保护等因素，采用“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂”的方法，结合使用行间生草、有机物料和生物菌剂，提供一种北方果园生态涵养土壤培肥模式，为其在北方水果生态高效生产中的应用提供技术指引，对水果化肥农药减施、农业生产提质增效、提升农业生态***质量和稳定性、绿色农村建设和可持续发展具有重要意义，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1表示实施例1中大樱桃果园生草与清耕条件下不同肥料配施后果园0~20cm土层中的有机质含量。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种北方果园生态涵养土壤培肥方法，包括如下步骤：

Ⅰ、菌渣堆腐发酵

（1）、时间：第1年7~8月气温较高时进行。

（2）、场地：选择开阔的水泥地或场圃，未硬化地面覆盖一层防水塑料布，避免直接与地面接触后杂菌和虫卵污染菌渣。

（3）、拌料：将香菇木屑培养基菌渣从废弃菌袋中剥离、粉碎后喷水拌料；用水量与菌渣比例为（水：菌渣=30：70，W/W），直观判断时以手抓起拌好的菌渣，用力紧握，指缝间有水珠渗出但不下滴为宜。

（4）、建堆：采用条垛法，料堆宽1.0m、高0.6m、长度根据场地和菌渣量而定；料堆建好后，四周用铁锨拍实，使堆边略有倾斜，堆顶拱起呈龟背形。为利于通气发酵，用直径5cm的木棒在料堆顶部垂直向下打1行气孔，深度达到料堆中心部位，在料堆两侧的中部打1行气孔，气孔深度要分别达到料堆底部，气孔间距40cm。

（5）、翻堆：建堆后，在料堆上插上温度计，监测料温；待料温均匀上升到45℃以后，维持5天进行第1次翻堆；翻堆后，再按照步骤（4）方法建堆、打孔；等料内温度达到60℃以上时维持4天进行第2次翻堆；此后同样的方法可进行第3次、第4次翻堆；第4次翻堆后结束发酵，将菌渣扒开降温；从外观上看，堆腐后的菌渣呈褐色，质地松软，无臭味，完全呈腐熟状，即成为菌渣堆肥。

Ⅱ、菌渣堆肥和生物菌剂的施用：第1年9月份在行道上沿大樱桃树冠外缘滴水线切线挖宽40cm、高40cm施肥沟，施入腐熟的菌渣堆肥，施肥量为1500kg·667m^-2，然后在菌渣上喷施富含枯草芽孢杆菌、根瘤菌、酵母菌、木霉菌的微生物菌液，菌液喷施量为每40cm×1m区域上喷施120毫升，最后在其上覆盖5cm土壤，耙平。

Ⅲ、整地：整地于第2年春季4月上中旬进行，对果园行道间土地旋耕除去杂草，再进行平整、耙耱。

Ⅳ、油莎豆种子处理：用块茎播种，播种前将块茎用水浸泡48小时，捞出后阴干24小时，即可播种。

Ⅴ、油莎豆播种：于4月下旬到5月上旬播种，行距35cm，株距20cm，每穴播种1~2粒，播种深度5~7cm，用种量6kg/667m²；间作豆畦外缘与果树主干的距离为0.5m。

Ⅵ、油莎豆中耕：油莎豆幼苗生长至15cm左右时，视杂草量中耕除草1~2次，待封垄后不再中耕。

Ⅶ、在生长发育期，根据‘红玛瑙’果树品种施用适宜的微量元素肥料。

Ⅷ、油莎豆翻压：待10月地上部分开始枯黄时保留土壤里的块茎不收获，用旋耕机将油莎豆全部翻入土中。

Ⅸ、其后数年每年按上述“步骤Ⅰ”～“步骤Ⅷ”再次施用菌渣和生物菌剂、种植油莎豆并翻压。

为验证本发明实施例1的土壤培肥效果，2015-2017年在山西省农业科学院晋中大学城大樱桃示范基地开展田间试验。该基地位于晋中市榆次区张村，地理位置东经112º75′、北纬37º68′，海拔高度800m，属温带大陆性气候，年均气温9.5℃，≥10℃年积温3300℃，年降水量450mm左右，无霜期165d，全年日照总时数2636.8h，土壤为褐土，pH 8.5，肥力中等，有灌溉条件。试验前土壤全氮 0.61g·kg^-1、硝态氮 12.34mg·kg^-1、有效磷6.17mg·kg^-1、速效钾 122mg·kg^-1、有机质 9.21g·kg^-1、pH值8.62。

供试品种为5年生‘红玛瑙’大樱桃，砧木为东北山樱，行距为4m×4m，树形为自由纺锤形，2014年开始挂果。行间生草为课题组选育的油莎豆新品系‘RD-2’。采用裂区试验，2个主处理为“生草”（油莎豆绿肥+中耕除草）和“清耕”（清耕+除草剂），4个副处理分别为“不施肥（ZF）”、“推荐化肥施肥量配施（NPK）”、“鸡粪堆肥化肥配施（MNPK）”和“菌渣堆肥+生物菌剂（SUB）”。每个小区面积约200m²。施用化肥为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P₂O₅ 16%）和硫酸钾（K₂O 50%），有机肥和磷肥以基肥形式于秋季一次性施入；氮钾肥分3次，即50%作基肥于秋季施入，30%于开花期和20%于果实膨大期以追肥方式施入。菌渣堆肥为香菇木屑培养基菌渣堆肥。使用除草剂处理分别于5、7、8月各喷草甘膦1次。中耕处理分别于5月末行间油莎豆长至15cm高时用小型中耕机中耕1次，树盘在5、7、8月分别时用肩负式中耕机除草1次。各处理区的生态条件和田间管理措施保持一致。

具体试验处理及施肥量见表1。

表1 大樱桃果园土壤培肥试验处理及施肥量（kg·hm^-2）

试验施用的有机肥养分含量见表2。

表2 试验施用的有机肥养分含量

2016和2017年油莎豆翻压前采集土样，采用5点之字形取样，垂直钻取0~20cm的土壤，各处理三个重复的土样充分混匀，除去植物残体、根系、石块等杂物，过筛、称重，待土样烘干后用于测定土壤理化性质。大樱桃果园生草与清耕条件下不同肥料配施后果园0~20cm土层中的有机质含量见图1。

大樱桃果园生草与清耕条件下不同肥料配施后0~20cm土层中的大量元素含量和pH值见表3。

表3 大樱桃果园生草与清耕条件下不同肥料配施后0~20cm土层中的大量元素含量和pH值

由图1可看出，2016年油莎豆生草和清耕条件下施用“菌渣堆肥+生物菌剂（SUB）”处理中土壤有机质含量均显著高于“不施肥（ZF）”、“推荐化肥施肥量配施（NPK）”、“鸡粪堆肥化肥配施（MNPK）”处理。其中“油莎豆生草+菌渣堆肥+生物菌剂”处理组合中土壤有机质含量最高，达到13.99g·kg^-1，比“油莎豆生草+不施肥”处理组合（11.39g·kg^-1）高22.83%，比“油莎豆生草+推荐化肥施肥量配施”（12.15g·kg^-1）高15.09%，比“油莎豆生草+鸡粪堆肥化肥配施”（12.40g·kg^-1）高12.76%，比“清耕+除草剂+不施肥”（8.90g·kg^-1）高57.15%，比“清耕+除草剂+推荐化肥施肥量配施”（9.21g·kg^-1）高51.86%，比“清耕+除草剂+鸡粪堆肥化肥配施”（9.98g·kg^-1）高40.19%，比“清耕+菌渣堆肥+生物菌剂”处理组合（11.76g·kg^-1）高18.93%。与之类似，2017年油莎豆生草和清耕条件下施用“菌渣堆肥+生物菌剂”处理中土壤有机质含量均显著高于对照及其他处理，其中“油莎豆生草+菌渣堆肥+生物菌剂”处理组合中土壤有机质含量达到17.49g·kg^-1，比“清耕+菌渣堆肥+生物菌剂”处理组合（13.78g·kg^-1）高26.87%，比“油莎豆生草+鸡粪堆肥化肥配施”（15.85g·kg^-1）高35.89%，说明“油莎豆生草+菌渣堆肥+生物菌剂”处理组合对土壤有机质含量的提升作用迅速而显著。由表3可见，2016和2017年“油莎豆生草+菌渣堆肥+生物菌剂”处理组合中土壤全氮、有效磷和速效钾含量显著高于其他处理组合，而且2017年经2年培肥处理后土壤pH降至8.14，显著低于其他处理组合。因此，本方案所采用的“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂”的组合不仅可以迅速提高土壤养分，还可降低土壤酸碱度，对北方果园土壤的培肥效果极其显著。加之本方案不使用大量化肥和除草剂，是一种促进果园化肥农药减施和生态涵养的可持续发展模式。

实施例2

一种北方果园生态涵养土壤培肥方法，包括如下步骤：

Ⅰ、菌渣堆腐发酵

（1）、时间：第1年7~8月气温较高时进行。

（2）、场地：选择开阔的水泥地或场圃，未硬化地面覆盖一层防水塑料布，避免直接与地面接触后杂菌和虫卵污染菌渣。

（3）、拌料：将香菇棉籽壳培养基菌渣从废弃菌袋中剥离、粉碎后喷水拌料；用水量与菌渣比例为（水：菌渣=40：60，W/W），直观判断时以手抓起拌好的菌渣，用力紧握，指缝间有水珠渗出但不下滴为宜。

（4）、建堆：采用条垛法，料堆宽2.0m、高1.0m、长度根据场地和菌渣量而定；料堆建好后，四周用铁锨拍实，使堆边四周有倾斜，堆顶拱起呈龟背形。为利于通气发酵，用直径8cm的木棒在料堆顶部垂直向下打1行气孔，深度达到料堆中心部位，在料堆两侧的中部打1行气孔，气孔深度要分别达到料堆底部，气孔间距35cm。

（5）、翻堆：建堆后，在料堆上插上温度计，监测料温；待料温均匀上升到50℃，维持3天进行第1次翻堆；翻堆后，再按照步骤（4）方法建堆、打孔；等料内温度达到60℃以上时维持5天进行第2次翻堆；此后同样的方法可进行第3次、第4次翻堆；第4次翻堆后结束发酵，将菌渣扒开降温；从外观上看，堆腐后的菌渣呈褐色，质地松软，无臭味，完全呈腐熟状，即成为菌渣堆肥。

Ⅱ、菌渣堆肥和生物菌剂的施用：第1年9月份，采用放射状施肥法，施入腐熟的菌渣堆肥，施肥量为1600kg·667m^-2，然后在菌渣上撒施富含枯草芽孢杆菌、根瘤菌、酵母菌、木霉菌的微生物湿菌糠，每40cm×1m区域上撒施80克湿菌糠。最后在其上覆盖3cm土壤，耙平。

Ⅲ、整地：整地于第2年春季4月上中旬进行，对果园行道间土地旋耕除去杂草，再进行平整、耙耱。

Ⅳ、油莎豆种子处理：用块茎播种，播种前将块茎用水浸泡36小时，捞出后阴干24小时，即可播种。

Ⅴ、油莎豆播种：于4月下旬到5月上旬播种，行距40cm，株距20cm，每穴播种1~2粒，播种深度5~7cm，用种量5kg/667m²；间作豆畦外缘与果树主干的距离为0.5m。

Ⅵ、油莎豆中耕：油莎豆幼苗生长至15cm左右时，视杂草量中耕除草1~2次，待封垄后不再中耕。

Ⅶ、在生长发育期，根据‘玉露香’果树品种施用适宜的微量元素肥料。

Ⅷ、油莎豆翻压：待10月地上部分开始枯黄时保留土壤里的块茎不收获，用旋耕机将油莎豆全部翻入土中。

Ⅸ、其后数年每年按上述“步骤Ⅰ”~“步骤Ⅷ”再次施用菌渣、种植油莎豆并翻压。

为验证本发明实施例2的土壤培肥效果，2015-2017年在山西省兴县玉露香梨示范基地开展田间试验。该基地位于山西省兴县县城以西20km，海拔高度1100m，属温带大陆性季风气候，年均气温8℃，≥10℃年积温3160℃，年降水量493mm左右，无霜期147d，全年日照总时数2600h，土壤为黄绵土，有灌溉条件。试验前土壤全氮 0.98g·kg^-1、硝态氮18.30mg·kg^-1、有效磷 13.28mg·kg^-1、速效钾 143mg·kg^-1、有机质 10.32g·kg^-1、pH值8.33。

供试品种为6年生‘玉露香’梨，砧木为杜梨，行距为4m×4m，树形为自由纺锤形，2014年开始挂果。行间生草为课题组选育的油莎豆新品系‘RD-2’。采用随机区组试验，设3个处理，分别为NPK（化肥配施+清耕+除草剂）、MNPK（羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂）和SUBG（菌渣堆肥+生物菌剂+油莎豆绿肥+中耕除草），每个处理3个重复。每个小区面积约200m²。施用化肥为尿素（N 46.4%）、过磷酸钙（P₂O₅ 16%）和硫酸钾（K₂O 51%），有机肥和磷肥以基肥形式于秋季一次性施入；氮钾肥分3次，即50%作基肥于秋季施入，30%于开花期和20%于果实膨大期以追肥方式施入。菌渣堆肥为香菇棉籽壳培养基菌渣堆肥，采用放射状施肥法，施肥量1600kg·667m^-2。使用除草剂处理分别于5、7、8月各喷草甘膦1次。中耕处理处理分别于5月末行间油莎豆长至15cm左右高时用小型中耕机中耕1次，树盘在5、7、8月分别时人工中耕除草1次。各处理区的生态条件和田间管理措施保持一致。具体试验处理及施肥量见表4。

表4 玉露香梨果园土壤培肥试验处理及施肥量（kg•hm^-2）

2016和2017年油莎豆翻压前采集土样，采用5点之字形取样，垂直钻取0~20cm的土壤，各处理三个重复的土样充分混匀，除去植物残体、根系、石块等杂物，过筛、称重，待土样烘干后用于测定土壤理化性质。玉露香梨果园生草与清耕条件下不同肥料配施后0~20cm土层中的养分含量和pH值见表5。

表5 玉露香梨果园生草与清耕条件下不同肥料配施后0~20cm土层中的养分含量和pH值

2017年9月中旬玉露香梨成熟采收前，每个处理选具有代表性的5株树，在每株树的东、南、西、北、中五个方向随机各取5个果实，将每个处理的125个果实混合并标记，置于0℃冷库用于品质分析。不同培肥处理玉露香果实品质参数值见表6。

表6 不同培肥处理玉露香果实品质和产量分析（2017年）

由表5可见，2016年“菌渣堆肥+生物菌剂+行间种植油莎豆+中耕除草（SUBG）”处理中土壤有机质含量达到14.53g·kg^-1，比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理分别提高了5.60%和38.78%。2017年“菌渣堆肥+生物菌剂+行间种植油莎豆（SUBG）”处理中土壤有机质含量进一步升至18.92g·kg^-1，比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理分别提高了18.75%和79.25%。两年中土壤全氮、硝态氮、有效磷和速效钾的含量在“菌渣堆肥+生物菌剂+行间种植油莎豆（SUBG）”处理中均显著高于“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理，土壤pH值则显著低于其他处理。由表6可见，2017年“菌渣堆肥+生物菌剂+行间种植油莎豆+中耕除草（SUBG）”处理中玉露香梨果实硬度为7.20 kg·cm^-2，分别比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理下降7.26%和3.10%；果实可滴定酸含量为0.073%，与“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理差异不显著，而比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”处理提高了11.68%；果实可溶性糖含量显著升高，达到8.12%，分别比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理升高30.91%和4.02%；果实可溶性固形物含量显著升高，为12.91%，分别比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理升高6.34%和2.27%；果实产量达到28.57·hm^-2，分别比“化肥配施+清耕+除草剂（NPK）”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂（MNPK）”处理增产38.23%和12.76%。因此，本方案所采用的“油莎豆绿肥+菌渣堆肥+生物菌剂+中耕除草”的组合与“化肥配施+清耕+除草剂”和“羊粪堆肥化肥配施+清耕+除草剂”的组合相比不仅可以显著提高北方果园土壤有机质、全氮及速效养分含量，显著降低土壤酸碱度，而且提升果实产量和品质的效果显著。此外，由于本方案组合不使用大量化肥和除草剂，是一种果园土壤质量提升、生境调节、绿色生产和可持续发展的良好模式。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims (1)

1.一种北方果园生态涵养土壤培肥方法，其特征在于：包括如下步骤：

Ⅰ、菌渣堆腐发酵

（1）、时间：第1年7~8月进行；

（2）、场地：选择开阔的水泥地或场圃；

（3）、拌料：将菌渣从废弃菌袋中剥离、粉碎后喷水拌料；用水量与菌渣比例为（水：菌渣=30~40：70~60，W/W）；

（4）、建堆：采用条垛法，料堆宽1.0~2.0m、高0.6~1.0m、长度根据场地和菌渣量而定；料堆建好后，四周拍实，使堆边倾斜，堆顶拱起；在料堆顶部垂直向下打一行直径5~8cm 的气孔，深度达到料堆中心部位，在料堆两侧分别打一行气孔，气孔深度要分别达到料堆底部，气孔间距30~40cm；

（5）、翻堆：建堆后，在料堆上插上温度计，监测料温；待料温均匀上升到45~50℃以后，维持3~5天进行第1次翻堆；翻堆后，再按照步骤（4）方法建堆、打孔；等料内温度达到60℃以上时维持3~5天进行第2次翻堆；此后同样的方法可进行第3次、第4次翻堆；第4次翻堆后结束发酵，将菌渣扒开降温；

Ⅱ、菌渣堆肥和生物菌剂的施用：第1年9月份在行道上沿树冠外缘滴水线切线挖宽40cm、高40cm施肥沟，或采用放射状施肥法，施入腐熟的菌渣堆肥，施肥量为1200kg~2400kg·667m^-2，然后在菌渣上喷施富含枯草芽孢杆菌、根瘤菌、酵母菌、木霉菌的微生物菌液或撒施富含枯草芽孢杆菌、根瘤菌、酵母菌、木霉菌的微生物湿菌糠，菌液喷施量为每40cm×1m区域上喷施100~150毫升或每40cm×1m区域上撒施50~100克湿菌糠，最后在其上覆盖3~5cm土壤，耙平；

Ⅲ、整地：整地于第2年春季4月上中旬进行，对果园行道间土地旋耕除去杂草，再进行平整、耙耱；

Ⅳ、油莎豆种子处理：用块茎播种，播种前将块茎用水浸泡24~48小时，捞出后阴干24小时，即可播种；

Ⅴ、油莎豆播种：于4月下旬到5月上旬播种，行距35~45cm，株距20cm，每穴播种1~2粒，播种深度5~7cm，用种量5~8kg/667m²；间作豆畦外缘与果树主干的距离为0.3~0.7m；

Ⅵ、油莎豆中耕：油莎豆幼苗生长至10~25cm时，视杂草量中耕除草1~2次，待封垄后不再中耕；

Ⅶ、在生长发育期不同果树根据需要施用微量元素肥料；

Ⅷ、油莎豆翻压：待10月地上部分开始枯黄时保留土壤里的块茎不收获，用旋耕机将油莎豆全部翻入土中；

Ⅸ、其后每年按上述步骤Ⅰ～步骤Ⅷ再次施用菌渣和生物菌剂、种植油莎豆并翻压。