CN113615522B

CN113615522B - 香葱高产高效低面源污染风险施肥管理技术

Info

Publication number: CN113615522B
Application number: CN202110958703.5A
Authority: CN
Inventors: 刘新红; 王光飞; 郭德杰; 马艳
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2041-08-20
Also published as: CN113615522A

Abstract

本发明涉及香葱高产高效低面源污染风险施肥管理技术，通过氮输入总量控制、有机无机不同来源氮输入结构控制以及追肥的精细化控制等各项因素，从而可以准确控制有机肥化肥施用后香葱植株的株高、单株重等指标，同时收获净产量显著高于单纯施用化肥和普通化肥有机肥配合施用的收获净产量。另外，采用该氮养分结构控制技术进行香葱种植后，淋失造成土壤亚表层(20‑40cm)的土壤硝态氮含量以及径流水中总氮浓度均呈显著降低趋势，这表示该施肥技术能够有效降低氮素面源污染的风险，同时也有利于削弱土壤酸化和盐渍化的程度，降低土壤硝态氮含量，提升土壤肥力涉及增加土壤有效磷和速效钾的含量，也能够增加土壤有机质的含量。

Description

香葱高产高效低面源污染风险施肥管理技术

技术领域

本发明涉及农业领域，特别是涉及种植田间管理，更为具体的说是涉及香葱施肥管理技术。

背景技术

香葱作为一种外贸出口脱水蔬菜的重要品类之一，是地方农业增收农民致富的重要产业。其具有较强的分生能力和较高的产量，亩产可达万斤以上。

为了满足香葱的稳产高产，常常需要大量的养分输入。香葱生长所需养分中，氮养分是香葱高产的关键元素，为了满足高产，普遍做法是大量使用化肥，然而大量实践证明，化肥过量使用容易引发土壤酸化和盐渍化、土壤肥力降低等一系列问题，导致作物减产和品质降低。实践证实化肥和有机肥配合施用能够达到改良土壤肥力，提高作物产量，改善作物品质的目的。基于以上问题，近十年来，有机肥化肥配施得到了一定的推广。但是这些方案中普遍都是粗放式的配施，对于配施中有机肥和化肥的配施没有精细化的考察指标。同时，随着农业的高度集约化发展，需要着重注意的是氮养分也是农田面源污染的主要元素。综上所述，在目前市面上多种多样的有机肥品种中寻找适合于香葱的有机肥品种，研究确定有机肥与化肥配施条件下的氮养分输入总量和不同来源氮养分输入结构，研发配套的管理技术，从而达到在保证香葱高产高效的同时改善化肥过量施用造成的一系列问题，尤其是降低面源污染风险，是目前香葱种植中亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对兴化香葱的种植深入研究，特别是针对其施肥管理研究中尚未被注意到的同步考虑氮养分输入对高产高效和低面源污染的双重作用进行研究，从而通过寻找适合于香葱种植的氮养分总量输入量和化肥有机肥不同来源氮养分输入结构，从而保证降低化肥使用量、增加有机肥使用量、作物生长良好、作物产量高效以及降低面源污染风险，实现化肥、有机肥精准输入管理。

为了解决上述技术问题，本发明公开了香葱施肥管理技术，包括以下步骤：

(1)全生育期氮养分的输入量按照总输入量控制。

全生育期氮养分输入量＝基肥氮养分输入量+追肥氮养分输入量

基肥氮养分输入量：追肥氮养分输入量＝1.02：1

全生育期氮养分总输入量为61.25kg/亩。

(2)基肥氮养分将化肥氮与有机肥氮按照一定比例结构分配，将符合氮养分输入结构的有机肥和化肥进行混合形成的基肥撒施在土壤中，并进行翻耕，其中化肥与有机肥的用量按照下式计算，

有机肥用量(kg/亩)＝有机肥氮输入量(kg/亩)/有机肥氮含量；

化肥用量(kg/亩)＝化肥氮输入量(kg/亩)/化肥氮含量；

有机肥氮输入量：化肥氮输入量＝8.4：1；

(3)选择叶色翠绿，生长健硕并且无病虫害的幼苗作为移栽种苗，移栽至基肥处理后的土壤中；

(4)按照常规进行田间管理，同时，在兴化香葱的生育期中选择分别在缓苗后、返青期、分蘖期、分蘖盛期、快速增长期和成熟期六次追肥；

(5)香葱成熟后采收。

优选地，所述步骤(1)中，有机肥氮输入量为27.56kg/亩，化肥氮输入量为3.3kg/亩。

优选地，所述缓苗后、返青期、分蘖期、分蘖盛期、快速增长期和成熟期六次追肥中追肥量占比以氮计分别为12.5％、12.5％、12.5％、25％、25％、12.5％。

进一步优选地，所述追肥采用尿素。

作为一种优选的技术方案，所述有机肥是指商品有机肥与芽孢杆菌和功能木霉菌按照1:0.01:0.01的比例混合而成的有机肥。

进一步优选地，所述商品有机肥为鸡粪菇渣有机肥、猪粪菇渣有机肥、牛粪菇渣有机肥中的一种或者几种。

进一步优选地，所述步骤(1)中土壤为壤质粘土，包括上层土壤和下层土壤，其中上层土壤的本底养分指标为pH7.2、EC(us/cm)80.9、N(％)0.18、碱解氮(mg/L)148.4、有效磷(mg/L)26.9、速效钾(mg/L)198.5；其中下层土壤的本底养分指标为pH7.55、EC(us/cm)90.1、N(％)0.15、碱解氮(mg/L)91.9、有效磷(mg/L)18.0、速效钾(mg/L)141.0。

进一步优选地，在施肥3天后进行移栽。

在一个优选的技术方案中，分别在移栽后15天左右(缓苗后)、30天左右(返青期)、100天左右(分蘖期)、120天左右(分蘖盛期)、140天左右(快速增长期)、155天左右(成熟期)进行追肥。

本发明的发明人创新性地以氮输入量和输入结构作为配施考察指标，为有机肥和化肥配施有效性提供了精细化的考察指标。这种新的方式在国内尚未见到相关报导。采用本发明公开的技术方案后，可以准确控制有机肥部分替代化肥施用后香葱植株的株高、单株重等指标，同时收获净产量显著高于单纯施用化肥的收获净产量以及普通意义上的有机肥替代化肥比例的有机肥化肥配施处理。另外，该技术方案实施后的土壤亚表层(0-20cm)土壤硝态氮含量、有效磷含量以及径流水中总氮浓度均呈降低趋势，这表示氮养分总量控制和氮养分输入结构精准调控能够有效降低面源污染的风险，同时也有利于削弱土壤酸化和盐渍化的程度，降低土壤硝态氮含量并增加土壤有效磷和速效钾的含量，也能够增加土壤有机质的含量。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1

实验地点设在兴化市竹弘镇谢家村典型垛田香葱种植区，周围由河沟环绕并通过桥梁与其它区域链接，土壤为壤质粘土。土壤本底养分指标如表1所示：

表1

试验所用香葱为特色香葱，具有较强的分生能力，主要用于生产脱水蔬菜。

采用市售的有机肥，购自兴化市土亦乐有机肥厂，有机肥为鸡粪菇渣有机肥，其中含氮量为0.79％。

按照以下方法进行试验：

(1)全生育期氮养分的输入量按照总输入量控制。

基肥氮养分输入量：追肥氮养分输入量＝1.02：1

全生育期氮养分输入量为61.25kg/亩。

(2)将化肥与有机肥混合形成的基肥撒施在土壤中，并进行翻耕，翻土深度20cm，其中化肥与有机肥的用量按照下式计算，

有机肥用量(kg/亩)＝有机肥氮输入量(kg/亩)/有机肥氮含量；

化肥用量(kg/亩)＝化肥氮输入量(kg/亩)/化肥氮含量；

有机肥氮输入量：化肥氮输入量＝8.4:1；

优选地，在本实施例中有机肥氮输入量为27.56kg/亩，化肥氮输入量为3.3kg/亩。

经过换算得到在本实施例中有机肥用量为3503kg/亩，化肥用量为22kg/亩。

(3)选择叶色翠绿，生长健硕并且无病虫害的香葱幼苗作为移栽种苗，移栽至基肥处理后的土壤中；在本实施例中首先平整畦面，然后按照10cm×10cm行间距进行葱苗移栽，移栽时将葱苗分蘖各自分开，每穴种植2个有效分蘖，并注意适当深栽，促壮苗。

(4)按照常规进行田间管理，同时，在香葱的生育期中选择分别在缓苗后、返青期、分蘖期、分蘖盛期、快速增长期和成熟期六次追肥；在本实施例中田间管理主要是，幼苗移栽后注意浇灌定根水，保持土壤湿度，香葱种植期间，正常进行常见病虫害防治如灰霉病、霜霉病、蓟马、潜叶蝇、葱蛆等。由于垛田灌水依赖船只和水泵，因此追肥可以适当选择在雨前撒施。优选地，在本实施例中采用尿素作为追肥的化肥，并且所述缓苗后、返青期、分蘖期、分蘖盛期、快速增长期和成熟期六次追肥中追肥量占比以氮计分别为12.5％、12.5％、12.5％、25％、25％、12.5％，六次共计追肥量为66kg/亩。

(5)香葱成熟后采收。

优选地，在本实施例中上述底肥、追肥的时间管理如下：底肥施用时间为2020年10月24日，香葱移栽时间为2020年10月27日，追肥按照香葱的生长节点分为六次进行，具体时间如表2所示：

表2.

实施例2

参照实施例1中的方法，与实施例1不同的是，在本实施例中采用市售的有机肥为猪粪菇渣有机肥，其含氮量为1.56％，计算其施用量为1766kg/亩。

实施例3

参照实施例1中的方法，与实施例1不同的是，在本实施例中采用市售的有机肥为牛粪菇渣有机肥，其含氮量为1.31％，计算其施用量为2109kg/亩。

将实施例1和实施例2、实施例3中选用不同的商品有机肥种植后，香葱的各阶段生长指标及产量指标进行比对，发现有机肥种类对生长指标和产量指标的影响在统计上没有达到显著性水平。这说明市售的以畜禽粪便与菇渣形成的有机肥在等氮水平上使用效果差异不大。

实施例4

参照实施例1的方法，与实施例1不同的是，在本实施例中采用商品有机肥与活性菌剂芽孢杆菌和功能木霉菌按照1:0.01:0.01的比例充分掺混后而成的有机肥。

经实验验证，与实施例1比较，长期执行实施例4中的有机肥对改善土壤环境，提高土壤肥力有增加趋势。

实施例5

在本实施例中分别考察不同氮养分输入结构即不同有机肥氮输入量与化肥氮输入量比对植株、土壤化学指标的影响以及对肥料利用效率的影响。因此，除施肥中设置不同的有机肥与化肥量比以外，其他均与实施例1相同。各试验中基肥的配比如表3所示，

表3

分别于返青期(11月25日)、分蘖结束期(3月22日)和收获期(2021年5月10日)对土壤和植株进行采样分析。采用5点法获取各个小区的土壤样品(0-20cm和20-40cm)和植株样品。

土壤样品带回室内自然风干后分别过1mm筛和0.15mm筛进行基础理化指标测定。土壤pH值采用1:2.5的土水比震荡浸提2分钟后采用电极法测定；土壤盐分含量采用1:5的土水比震荡浸提2分钟后采用电导率仪测定。土壤有机质含量采用外加热-重铬酸钾氧化法测定，土壤铵态氮和硝态氮采用氯化钾浸提流动分析仪测定。土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法测定；土壤速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定。

植株株高、分蘖数指标分别采用刻度尺测定和计数获得。植株养分含量采用H2SO4-H2O2消煮，自动定氮仪测定氮含量，钼蓝比色法测定磷含量，采用火焰光度计测定钾含量。化肥利用率按照化肥利用率＝(施肥区蔬菜地上部分氮磷钾吸收量-无肥区蔬菜地上部分氮磷钾吸收量)/肥料氮磷钾施用量×100％计算。

香葱生长情况如表4所示，

表4.

从株高指标来看，返青期不同处理株高介于30.15-34.79cm之间，各处理间无显著性差异，施肥处理略高于不施肥处理。分蘖末期株高介于38.87-47.08cm之间，实施例1株高显著高于其他处理及全量化肥处理和不施肥处理。收获期各处理株高表现与分蘖末期相似。

从单株重来看，返青期各施肥处理单株重无显著性差异，但显著高于不施肥处理。分蘖末期，实施例1处理植株单株重显著高于其他处理方式处理。收获期来看单株重最高为实施例1。

不同施肥处理收获香葱净产量最高为实施例1，亩产香葱7545kg。

各处理土壤理化性状如表5所示，

表5

随着化肥减量和有机肥替代比例的增加，土壤pH值呈增加趋势，并接近于不施肥处理，其中实施例1处理最高(pH7.28),LJF处理最低(pH6.85)，均高于全量化肥处理。从土壤EC值来看，随着化肥减量和有机肥替代比例的增加，土壤电导率呈下降趋势，最低值是实施例1处理，最高为LJF处理，但均显著低于全量化肥处理。

土壤铵态氮和硝态氮含量是土壤速效氮的主要形态，不同施肥处理土壤铵态氮介于6.35-8.78mg/kg之间，不同处理间无显著性差异。四种有机肥替代处理土壤硝态氮，随着替代比例的增加，土壤硝态氮含量从77.14mg/kg(LJF处理)下降到27.91mg/kg(实施例1)，不同替代比例均低于全量化肥处理的111.3mg/kg。

四种有机肥替代处理土壤速效磷含量、有效钾含量和土壤有机质含量随着替代比例的增加，呈现增加趋势，分别从25.6mg/kg、109mg/kg和24.3mg/kg增加到54.3mg/kg、172mg/kg和34.3mg/kg，实施例1处理土壤有效磷、速效钾和有机质含量这三个指标值均显著高于其它替代比例。

根据不同有机肥处理土壤理化指标可以看出，化肥减量和有机肥替代比例增加有利于削弱土壤酸化和盐渍化的程度，当季最高分别削弱酸化程度7％和盐渍化程度48％。土壤硝态氮氮含量随着有机肥替代比例的增加有明显下降趋势，相比全量化肥处理，下降幅度为31-75％。不同替代比例处理增加了土壤有效磷和速效钾的含量，增加幅度相比全量化肥分别为有效磷增加41％-198％，速效钾增加19％-89％。

根据收获商品香葱计算各肥料处理的养分利用率，结果如表6所示，

表6.

实施例1公开的处理化肥氮养分利用率最高。因此，在实施例1的技术方案下，可以促进化肥和总养分中氮的利用。

实施例6

在本实施例中分别考察基肥中不同有机肥氮输入量与化肥氮输入量比面源污染风险的影响。因此，试验设置均与实施例1和实施例4相同。

为了评价不同有机肥引起面源污染的风险，监测了肥料氮由土壤表层0-20cm淋失到土壤亚表层(20-40cm)土壤硝酸盐含量以及田块径流水总氮含量，结果如表7所示，表7.

从亚表层土壤硝态氮来看，LJF处理最高(57.6mg/kg),其次是MJF处理(48.3mg/kg),二者显著高于HJF的处理(25.9mg/kg)和实施例1比例处理(25.5mg/kg)。从径流水中总氮浓度来看，LJF、MJF、HJF减量处理方案(均值170mg/kg)显著高于实施例1中所公开的减量处理方案(112mg/L)。这表明在实施例1公开的特定比例的化肥减量和有机肥替代方案下能够有效降低氮素面源污染的风险。

以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，包括以下步骤：

（1）全生育期氮养分的输入量按照总输入量控制；

全生育期氮养分输入量=基肥氮养分输入量+追肥氮养分输入量

基肥氮养分输入量：追肥氮养分输入量=1.02：1

全生育期氮养分总输入量为61.25kg/亩；

（2）基肥氮养分将化肥氮与有机肥氮按照一定比例结构分配，将符合氮养分输入结构的有机肥和化肥进行混合形成的基肥撒施在土壤中，并进行翻耕，其中化肥与有机肥的用量按照下式计算，

有机肥用量（kg/亩）=有机肥氮输入量（kg/亩）/有机肥氮含量；

化肥用量（kg/亩）=化肥氮输入量（kg/亩）/化肥氮含量；

有机肥氮输入量：化肥氮输入量=8.4:1；

（3）选择叶色翠绿，生长健硕并且无病虫害的幼苗作为移栽种苗，移栽至基肥处理后的土壤中；

（4）按照常规进行田间管理，同时，在兴化香葱的生育期中选择分别在缓苗后、返青期、分蘖期、分蘖盛期、快速增长期和成熟期六次追肥；

（4）香葱成熟后采收。

2.根据权利要求1所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，所述步骤（2）中，基肥氮素总投入是30.86kg/亩，其中有机肥氮输入量为27.56kg/亩，化肥氮输入量为3.3kg/亩。

3.根据权利要求1所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，所述缓苗后、返青期、分蘖期、分蘖盛期、快速增长期和成熟期六次追肥中追肥量占比以氮计分别为12.5%、12.5%、12.5%、25%、25%、12.5%。

4.根据权利要求3所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，所述追肥采用尿素，尿素氮输入量为30.39kg/亩。

5.根据权利要求1所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，所述有机肥是由商品有机肥与芽孢杆菌和功能木霉菌按照1:0.01:0.01的比例混合而成的有机肥。

6.根据权利要求5所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，所述商品有机肥为鸡粪菇渣有机肥、猪粪菇渣有机肥、牛粪菇渣有机肥中的一种或者几种。

7.根据权利要求1所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，所述步骤（1）中土壤为壤质粘土，包括上层土壤和下层土壤，其中上层土壤的本底养分指标为pH7.2、EC（us/cm）80.9、N（%）0.18、碱解氮（mg/L）148.4、有效磷（mg/L）26.9、速效钾（mg/L）198.5；其中下层土壤的本底养分指标为pH7.55、EC（us/cm）90.1、N（%）0.15、碱解氮（mg/L）91.9、有效磷（mg/L）18.0、速效钾（mg/L）141.0。

8.根据权利要求1所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，在施肥3天后进行移栽。

9.根据权利要求1所述的香葱低面源污染风险施肥管理技术，其特征在于，分别在移栽后15天左右即缓苗后，30天左右即返青期内、100天左右即分蘖期内、120天左右即分蘖盛期内、140天左右即快速增长期内、155天左右即成熟期内进行追肥。