專利名稱：一種利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，屬于農業資源保護及農業廢棄物資源循環利用技術領域。
背景技術：
設施連作障礙是指在同一設施栽培中連續多次栽培同種或同科的作物時，在正常的栽培管理措施下發生的作物長勢變弱、產量和品質下降的現象。設施連作障礙是一種普遍現象，尤其在大棚蔬菜栽培中表現極為明顯。設施連作障礙產生的原因主要由土壤傳染性病蟲害、土壤理化性狀劣化以及由根系分泌物和殘茬分解物等引起的自毒作用所引起， 多數場合下主要由土壤傳染性病蟲害所引起。生產上常采用輪作和間套作，選用抗病品種或砧木品種，采用無土栽培、合理的土壤管理以及生物防治等技術克服設施連作障礙。然而，已有的方法多因可實際操作性的局限而受到限制。因此，迫切需要選擇一種既能緩解連作土壤養分限制，又可以改善土壤微生物環境，同時具有實際可操作性的方法。
據統計，截止2009年底，我國大中小型沼氣工程累計達到56856處，其中農業廢物大型沼氣工程已達3717處。就目前的規模估算，我國每年可產生沼液(含沼渣)6億噸，在建成的沼氣工程運行中發現工程所產生的發酵剩余物-沼液具有集中、量大、連續的特點， 很難在小半徑范圍內將其消化掉，這一問題已經制約了沼氣工程業主對沼氣發展和利用的信心，如何將沼液有效地循環利用已經成為大型沼氣工程建設的難點問題之一。
沼液中含有植物生長所需的營養元素、病原微生物的存活量少、并富含利于土壤改良的有機物質及易于植物吸收的小分子腐殖質。沼液肥用對作物產量及品質的提高具有積極意義，并有利于土壤肥力的保持和提高，更難能可貴的是厭氧消化后的新鮮沼液呈現還原態，其氧化還原電位較低，還原性物質較多，與生命體接觸具有生理奪氧和運動去脂的作用，對生命體具有殺滅效果；其次，由于沼液中含有較高濃度的具有殺菌作用的銨離子， 對土壤病蟲害有顯著的抑制作用。因此沼液也是一種難能可貴的植保產品。沼液作為肥料施用時為防止沼液對植株生命體的危害，一般都需要對沼液采取陳放、曝氣等處理，既降低了沼液銨離子含量、也改變了沼液的還原狀態；但這無形中浪費了沼液原有的植保效能。
目前能防止土壤連作障礙的方法也有所報道CN102173952A(CN201110051383. 1) 提供一種防止番茄連作障礙的有機肥，原料包括蚯蚓糞，玉米秸稈，稻糠，蛭石。原料充分混勻，用水淋濕，然后在溫室或塑料大棚內進行自然狀態好氣發酵或加發酵菌發酵即可。該技術需要投資較大、操作也耗時費力；CN101983M6A(CN201010273950. 3)公開了一種利用作物秸稈防治蔬菜土壤連作障礙的方法。包括步驟1、蔬菜收獲后，翻耕土壤；2、在翻耕的土壤上鋪墊一層干的作物秸稈，秸稈用量為5m2面積土壤鋪80-150kg作物秸稈；3、再將緊靠鋪上秸稈土壤外四周耕層土壤翻蓋在秸稈上面，使四周秸稈向外露出；4、點燃露出在外面的秸稈，使其燃燒；5、從秸稈下15cm開始清理土壤，至上面未燃燒的秸稈露出，有利于秸稈繼續燃燒，這樣循環操作至秸稈全部燃燒完止。該技術也存在操作困難、污染環境、效果不確定等弊端。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法。發明概述本發明利用沼氣工程產生的新鮮沼液，在大棚栽培的休閑期漫灌于土壤中，并結合悶棚等措施，達到消除連作障礙因子并補充部分營養物質的作用。對于解決大棚土壤的連作障礙、增強土壤肥力、緩解土壤酸化、促進沼氣工程的正常運轉等具有多效合一的效果，且克服了現有技術的可操作性差、經濟性差等缺點。發明詳述本發明技術方案如下一種利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，包括大棚土壤整畦、沼液選備、覆膜漫灌、悶棚、土壤翻耕，步驟如下(1)大棚土壤的整畦選擇大棚種植的休閑期，在棚內順種植行整畦，每畦寬度為40-50cm，兩側的垅高 12-18cm、寬12-18cm，使流體便于漫灌淹沒前茬蔬菜根系土壤；畦上覆蓋地膜，包括垅和畦溝；⑵沼液選備取正常產氣沼氣池內，厭氧消化完全的新鮮沼液或隔絕空氣放置不超過1周的沼液；(3)覆膜漫灌沼液灌溉直接在畦的覆膜下進行，將沼液出液管口置于畦中一端覆膜下，等沼液流到該畦另一端時終止灌溉，同時將已完成沼液灌溉的畦上的地膜封閉；再換畦重復進行上述操作。沼液灌溉時保證畦上地膜覆蓋完好。(4)悶棚沼液漫灌后曬棚2-4天，再將大棚的塑料蓋膜蓋好，在自然條件下悶棚。棚內溫度 40 50°C時保持7-9日或棚內溫度50-60°C時保持4-7日。高溫利于大棚土壤的消毒及養分轉化，因此特別優選悶棚條件為棚內溫度50-60°C時保持4-7日。(5) 土壤翻耕沼液漫灌且經悶棚后的大棚土壤，含水量在40-60%之間，揭去畦上的地膜，待土壤含水率達到15-25%時，結合施底肥對土壤翻耕。可省時省工。根據本發明優選的，步驟(1)大棚土壤整畦時，畦底縱向呈斜坡狀，沼液灌溉時將沼液出液管口置于高地勢的一端，便于沼液從高地勢的一端向低地勢的另一端漫灌。進一步優選的，所述畦底斜坡坡度以4-7°為宜。根據本發明優選的，步驟(1)大棚土壤整畦時，每畦寬度為45cm，兩側為高15cm、 寬15cm的垅。畦底縱向斜坡的坡度為4-7°。根據本發明優選的，步驟(1)大棚南北方向為長度方向，畦底南高北低。步驟(1)對存有連作障礙的大棚土壤進行整畦處理，并注意不要破壞大棚的塑料
蓋層ο根據本發明優選的，步驟O)中沼液在運送田間時避免與絮凝劑、鹵水、空氣等接觸，以放止沼液被氧化、酸化或因鹽分污染而使沼液變性或變質。
根據本發明優選的，步驟(3)沼液灌溉量以達到畦深的1/2-2/3為宜。調整沼液流速，以不沖起畦溝內泥土為宜。
根據本發明優選的，步驟C3)用罐車直接運取沼氣工程中厭氧消化完全的沼液， 將沼液儲液罐運送到大棚南側，按由中間向兩側的順序對大棚畦溝依次漫灌。
根據本發明優選的，步驟(5)中揭去畦上的地膜的同時卷起大棚的蓋膜，以使土壤含水率盡快降至15-25%。
本發明所述的含水率均為重量百分比。
本發明對所取沼液的沼氣池所用原料不限，但需厭氧條件消化完全，呈現濃郁醬色的料漿狀沼液，且盡量選擇新鮮的沼液。
大棚土壤整畦的目的是為了便于沼液的漫灌，可根據具體情況自行設計灌溉方式；另外地膜覆蓋的目的是為了盡量避免沼液與空氣接觸；再者，要盡量保證前茬根系土易于被沼液淹沒。
本發明的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法是一整套實用技術，特別適宜在連作障礙易發的冬暖式大棚中應用。尤其適合黃瓜、西紅柿等蔬菜大棚土壤連作障礙的治理。
本發明的特點
本發明的關鍵在于在盡量保持沼液厭氧特性的條件下將其直接在隔離空氣的條件下漫灌于大棚土壤中，這樣可以最大限度地發揮沼液的植保效能。消除蔬菜根系分泌物導致的土壤微生物區系的選擇性繁殖，抑制根系分泌物的自毒作用，緩解單一作物對土壤營養成分的選擇性吸收，及單一作物種植導致的土壤酸化及土壤理化性狀的偏倚。而新鮮沼液的還原性能及銨離子等可以對土壤動物及土壤微生物起到滅殺作用；沼液呈現微堿性且含有較豐富的營養元素、腐植酸、蛋白質等營養成分，對于調節土壤平衡、增強土壤肥力也具有顯著的效果。
根據以上所述沼液的特點及土壤連作障礙的原因，本發明的方法兼顧了大棚蔬菜的種植特點，以及沼液無害化消納的問題。與現有技術相比，本發明的優點在于
1、與土壤消毒技術相比，本發明利用的沼液是一種無公害的有機物質，應用后對土壤、作物及食用者安全無危害。將新鮮沼液漫灌于農閑期的設施土壤中，不僅可以發揮其對土壤病蟲害的抑制效果，還能減緩土壤的酸化，也能增加土壤肥力，為下季蔬菜的健康生長提供了有效保障。
2、與蔬菜倒茬種植緩解土壤連作障礙相比，本發明的方法見效快，免除了農戶對蔬菜品種習性摸索的風險，并利于市場特色品種的延續。
3、與更換耕層土、添加基質、及施用土壤改良劑等相比，本發明的勞動強度、投資成本均可顯著降低。
4、本發明還可促進沼液的利用，為解決沼液的無害化消納、保障沼氣工程的正常運行、促進我國生物質資源的綜合利用具有積極意義。
5、本發明具有經濟適用的優點，操作簡單、投資較少，利于推廣。本發明通過選用新鮮的沼液，在設施農閑期漫灌設施土壤，并輔助農膜覆蓋、帶膜曬棚、高溫悶棚、土壤翻耕等措施，可對土壤的連作障礙起到顯著的矯治效果。5
與已有技術相比，本發明的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，是選用了沼氣生產的廢棄物資源，并且同時兼具調理土壤生物、增加土壤肥力、緩解土壤酸化的多重功效，優勢突出。
具體實施例方式以下通過實施例對本發明進行進一步說明，但不僅限于此。實施例1 西紅柿大棚土壤連作障礙的矯治(1)連續種植西紅柿7年的大棚，土壤連作障礙明顯。選擇大棚農閑期，在棚內順種植行整畦，每畦寬度為45cm，兩側為高15cm、寬15cm的垅。畦整成稍有坡度的槽狀，縱向坡度4°，并用地膜覆蓋于畦上，包括垅和畦溝全部覆蓋地膜；(2)沼液取自產氣正常集中供氣沼氣工程的沼氣站，沼液從厭氧發酵罐中直接抽入罐車中，運送至大棚外。(3)將沼液出液管直接放置在畦內膜下，調整沼液流速時以不沖起溝內的泥土為宜，用全沼液灌溉。等沼液流至畦另一頭時及時換畦灌溉，同時將地膜封閉。(4)沼液漫灌后帶膜曬棚3天，蓋好大棚的塑料蓋膜，在自然條件下悶棚7天。棚內溫度50-60°C。(5)悶棚結束，揭去覆蓋的地膜，同時卷起大棚的蓋膜，晾曬至土壤含水率約20% 時，將基肥均勻撒入土壤表層，進行翻耕。本實施例應用壽光市古城鄉瓦廟村某大棚，連續種植西紅柿7年，連作障礙明顯。在2009年6 月13日開始在棚內順種植行整畦，如實施例1所述。2009年6月16日沼液取自山東省淄博市淄川區雙楊鎮法家村的沼氣站，為其集中供氣沼氣工程的厭氧發酵剩余物。本工程建成以來一直運轉良好，沼液從厭氧發酵罐中直接排入罐車中，將其運送至大棚外。沼液中主要營養成分的測定情況如表1所示。表1沼液的營養成分含量
有機質/⑷ 全氮/ (%)全磷/ (%)全鉀/ (%)-
1. 676_0. 122_0. 210_0. 172_注沼液的固形物含量為4. 51%。2009年6月16日實施沼液漫灌，將沼液運輸車的出液管直接放置在畦內膜下，調整好流速用全沼液灌溉。等沼液將流至畦到頭時及時換畦灌溉，同時將地膜封閉。灌溉沼液與澆水方式類似。沼液漫灌完成帶膜曬棚3天后，蓋好大棚的塑料蓋膜，在自然條件下悶棚7天。棚內溫度達50-60°C。揭去覆蓋的地膜，同時卷起大棚的蓋膜，晾曬至土壤含水率約20%時，其濕度適于翻耕，將備好的基肥均勻撒入土壤表層，按常規方式翻土整地。應用效果如下為對比沼液的效果，將大棚劃分為兩塊，一塊常規處理(對照組)，一塊使用本發明實施例1的方法處理(應用組)。種植栽培中其他施肥、澆水等管理措施嚴格一致，按照標準方法測定所需要的指標。本實施例所述的沼液矯治大棚連作障礙技術的應用效果如表 2-4所示。
表2植物生長狀況
權利要求
1.一種利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，包括大棚土壤整畦、沼液選備、覆膜漫灌、悶棚、土壤翻耕，步驟如下(1)大棚土壤的整畦選擇大棚種植的休閑期，在棚內順種植行整畦，每畦寬度為40-50CH1，兩側的垅高 12-18cm、寬12-18cm，使流體便于漫灌淹沒前茬蔬菜根系土壤；畦上覆蓋地膜，包括垅和畦溝；(2)沼液選備取正常產氣沼氣池內，厭氧消化完全的新鮮沼液或隔絕空氣放置不超過1周的沼液；(3)覆膜漫灌沼液灌溉直接在畦的覆膜下進行，將沼液出液管口置于畦一端覆膜下，等沼液流到該畦另一端時終止灌溉，同時將已完成沼液灌溉的畦上的地膜封閉；再換畦重復進行上述操作；(4)悶棚沼液漫灌后曬棚2-4天，再將大棚的塑料蓋膜蓋好，在自然條件下悶棚。棚內溫度40 50°C時保持7-9日或棚內溫度50-60°C時保持4-7日；(5)土壤翻耕沼液漫灌且經悶棚后的大棚土壤，含水量在40-60%之間，揭去畦上的地膜，待土壤含水率達到15-25%時，結合施底肥對土壤翻耕。
2.如權利要求1所述的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，其特征在于步驟(1) 大棚土壤整畦時，畦底縱向呈斜坡狀，沼液灌溉時將沼液出液管口置于高地勢的一端，便于沼液從高地勢的一端向低地勢的另一端漫灌。
3.如權利要求1或2所述的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，其特征在于步驟 (1)大棚土壤整畦時，每畦寬度為45cm，兩側為高15cm、寬15cm的垅；畦底縱向斜坡的坡度為 4-7° 。
4.如權利要求1所述的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，其特征在于步驟(3) 沼液灌溉量以達到畦深的1/2-2/3為宜。
5.如權利要求1所述的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，其特征在于步驟(3) 用罐車直接運取沼氣工程中厭氧消化完全的沼液，將沼液儲液罐運送到大棚南側，按由中間向兩側的順序對大棚畦溝依次漫灌。
6.如權利要求1所述的利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，其特征在于步驟(5) 中揭去畦上的地膜的同時卷起大棚的蓋膜，以使土壤含水率盡快降至15-25%。
全文摘要
本發明涉及一種利用沼液矯治大棚土壤連作障礙的方法，包括大棚土壤整畦、沼液選備、覆膜漫灌、悶棚、土壤翻耕，整畦后覆蓋地膜，用新鮮沼液直接在畦的覆膜下進行漫灌；沼液漫灌后曬棚2-4天，再將大棚的塑料蓋膜蓋好，在自然條件下悶棚；悶棚結束揭去畦上的地膜，待土壤含水率達到15-25％時，結合施底肥對土壤翻耕。本發明可消除土壤連作障礙因子并補充部分營養物質，對于解決大棚土壤的連作障礙、增強土壤肥力、緩解土壤酸化、促進沼氣工程的正常運轉等具有多重功效，且可操作性好，便與推廣應用。
文檔編號A01B79/02GK102498777SQ201110361630
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者姚利, 張昌愛, 李國生, 王艷芹, 袁長波, 邊文范 申請人:山東省農業科學院農業資源與環境研究所