一种有机物料输入减轻温室蔬菜生产系统中磷的淋溶方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有机物料输入减轻设施蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，高碳有机物料的投入提高了土壤pH，并在设施蔬菜苗期和盛果期提高了0

【技术实现步骤摘要】
一种有机物料输入减轻温室蔬菜生产系统中磷的淋溶方法


[0001]本专利技术涉及降低土壤磷淋溶
，具体是指一种有机物料输入减轻温室蔬菜生产系统中磷的淋溶方法。

技术介绍

[0002]人口的增长增加了对蔬菜的需求。因此，蔬菜生产在过去二十年中发展迅速。2016年期间，温室蔬菜的使用面积约为470万公顷，约占中国蔬菜生产总面积的21％。由于温室蔬菜生产不受季节限制，已成为中国农民的首选种植模式。为了确保经济回报，在这些温室蔬菜生产系统中通常使用过量的肥料投入。
[0003]土壤磷的充足供应有利于作物生长，因此有利于粮食安全。然而，磷肥(包括化肥和有机肥)的过量投入会导致磷的积累和随后的农业损失，增加了水体富营养化的非点源污染风险。调查显示，从中国有代表性的温室蔬菜生产系统收集的75份表层土壤样本中，超过80％的奥尔森磷值高于土壤溶液磷阈值0.1毫克/升，这表明淡水富营养化的风险很高。山东省是我国温室蔬菜生产的主要地区。据调查，一个季节投入蔬菜生产系统的总磷量平均约为600千克/公顷，是露地蔬菜生产系统的5倍，其中一半施用的磷是常见的畜禽粪便，是有机肥料的一种形式。施用牲畜粪便通常可以提高土壤肥力和蔬菜质量。然而，在蔬菜生产中连续大量施用粪肥导致耕层磷含量超过200毫克/千克，甚至在2米深的土壤中也会发生磷的淋溶。研究表明，添加牲畜粪便加速了磷在土壤剖面中的垂直移动。过量施用粪肥增加了土壤磷积累和淋失的风险，这些研究表明，随着粪肥施用量的增加，渗滤液中的磷浓度显著增加。
[0004]改善中国蔬菜生产系统中的害虫管理，最大限度地减少对环境的负面影响，是保障粮食安全的一个迫切问题。在中国的农业生产体系中，合理施用有机物料是化学肥料的重要替代物。然而，长期大量使用这些材料反过来会导致更严重的环境威胁。磷在土壤中的积累和迁移主要受有机质类型和施用量的影响。例如，与施用化肥相比，施用鸡粪和猪粪后，表层土壤中Olsen
‑
P的积累分别增加了51％和70％，Olsen
‑
P的淋失量分别增加了160％和112％。与化学施肥相比，有机物料施肥结合化学施肥将Olsen
‑
P累积速率提高了3.5倍。养分供应是影响蔬菜作为经济作物产量的主要限制因素，这是因为分布在土壤中的侧根需要在生长期持续吸收养分。因此，合理施肥是蔬菜长期健康发展的关键。同时，施用有机物料也会影响土壤微生物的活性，土壤微生物在土壤磷的周转过程中起着关键作用。土壤微生物生物量中的养分是在微生物死亡后释放的。微生物生物量磷的储量可以反映土壤供磷能力，如东北黑土微生物生物量磷含量高达48毫克/千克。耕层年周转量可达190千克/公顷，是作物需求量的2
‑
4倍。因此，增加土壤微生物活性和土壤中的MBP库将是提高磷利用效率的有效生物途径。根际碳沉淀是土壤微生物高度活跃的碳源。但根系在蔬菜生产系统中分泌的碳量不能满足土壤微生物生长的要求，是土壤微生物矿化的主要限制因素。合理增加土壤有机碳输入是增加土壤MBP的有效途径。
[0005]迄今为止，大量的研究主要集中在通过施用不同类型的肥料来降低磷投入率，如
控释肥料，以及化肥和畜禽粪便的混合物，忽略了施肥对土壤磷素转化和MBP的影响。迄今为止，减少高磷蔬菜生产系统土壤中磷的积累、迁移和淋失是一个关键问题。因此，本研究的主要目的是研究施用有机物料对蔬菜产量、土壤剖面中磷的积累和迁移以及土壤微生物活性的影响。假设是含碳量较高的有机物料会增加蔬菜产量，增强土壤微生物活性，降低土壤剖面中磷的淋失率。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种有机物料输入减轻温室蔬菜生产系统中磷的淋溶方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种有机物料输入减轻温室蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，施用等量碳输入的替代有机物料减少磷肥的施用量，对农作物产品没有显著影响，与对有机物料采用DM(duck manure)处理相比，替代有机物料处理显著提高了农作物对磷的吸收；对有机物采用MR处理，有机处理减少了56％的土壤磷积累；对有机物采用PS(peat soil)处理，有机处理减少了84％的土壤磷积累；施用有机物料增加了农作物对磷的吸收量，减少土壤的磷累积，提高农作物产量，施用机物料可以减少磷的输入，提高磷的利用效率，减缓磷在土壤剖面中的迁移。
[0008]进一步的，添加植物材料可以维持土壤中的磷含量，不会增加渗滤液中的磷浓度。
[0009]进一步的，有机物质输入的高碳含量降低土壤的酸度，导致在很长一段时间内，包括苗期和完全结果期，表层土壤的C:P比率高；中性的pH值有利于植物吸收养分和土壤微生物的生长和繁殖。
[0010]进一步的，包括以下实验方法，选取种植地点，温带大陆性气候，平均降雨量为650
‑
800毫米，年平均温度为13.2摄氏度，土壤为褐土；
[0011]采用鸭粪为农作为种植的主要有机肥来源，鸭粪与化肥一起施用，本研究以鸭粪为对照，选择三种有机物料作为鸭粪的替代有机物料；这三种有机物料分别是蘑菇渣(MR(mushroom residue)处理)、泥炭土(PS处理)和小麦秸秆(WS(wheat straw)处理)，采用四个处理和三个重复的随机设计。
[0012]进一步的，每次收获时称重，5月底最终收获时，每个处理收集植物样品，植物样品包括根、茎和果实，在60摄氏度下烘干48小时，磨碎，使用凯氏定氮法分析总氮，使用钒钼黄法分析磷；每个处理在三个时期采集土壤样品，即苗期(SS)、盛果期(FFS)和拔苗期(SPS)；土壤样品包括从每个地块随机选择的5个土钻样品(直径25毫米)，深度分别为0
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20厘米、20
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40厘米、40
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60厘米、60
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80厘米和80
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100厘米；将0
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20厘米土层的样品分成两个子样品；一个子样本储存在4摄氏度，用于微生物和土壤酶分析；另一个子样品风干后磨碎，以测定土壤有机碳和有效磷；0
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20、20
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40、40
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60、60
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80和80
‑
100厘米土层的容重分别为1.37、1.45、1.43、1.46和1.48克
·
厘米
‑3。
[0013]在用0.5摩尔NaHCO
3 L
‑1提取后，通过比色钼蓝法测定Olsen P；土壤有机碳(SOC)的测量使用重铬酸盐氧化和滴定法；土壤微生物生物量碳和磷(MBC和MBP)是用熏蒸提取法测定的；使用0.35的转化效率(k
EC
)计算MBC；使用0.40的k
EP
值计算MBP；土壤样本中的碱性磷酸酶活性(ALP)采用磷酸苯基二钠法进行测定。
[0014]进一步的，根据土壤有机碳与土壤有效磷含量的比值计算土壤碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机物料输入减轻设施蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，其特征在于，施用等量碳输入的替代有机物料减少磷肥的施用量，对农作物产品没有显著影响，与对有机物料采用鸭粪处理相比，替代有机物料处理显著提高了农作物对磷的吸收；对有机物采用菌渣处理，有机处理减少了56％的土壤磷积累；对有机物采用泥炭土处理，有机处理减少了84％的土壤磷积累；施用有机物料增加了农作物对磷的吸收量，减少土壤的磷累积，提高农作物产量，施用有机物料可以减少磷的输入，提高磷的利用效率，减缓磷在土壤剖面中的迁移。2.根据权利要求1所述的一种有机物料输入减轻设施蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，其特征在于，添加高碳有机物料可以维持土壤中的磷含量，不会增加渗滤液中的磷浓度。3.根据权利要求1所述的一种有机物料输入减轻设施蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，其特征在于，高碳含量的有机物料输入降低土壤的酸度，导致在很长一段时间内，包括苗期和盛果期，表层土壤的C:P比率高；中性的pH值有利于植物吸收养分和土壤微生物的生长和繁殖。4.根据权利要求1所述的一种有机物料输入减轻设施蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，其特征在于，包括以下实验方法，选取种植地点，温带大陆性气候，平均降雨量为650
‑
800毫米，年平均温度为13.2摄氏度，土壤为褐土；采用鸭粪为设施蔬菜种植的主要有机肥来源，鸭粪与化肥一起施用，本研究以鸭粪为对照，选择三种有机物料作为鸭粪的替代有机物料；这三种有机物料分别是菌渣(MR处理)、泥炭土(PS处理)和小麦秸秆(WS处理)，采用四个处理和三个重复的随机设计。5.根据权利要求4所述的一种有机物料输入减轻设施蔬菜生产系统中磷的淋溶方法，其特征在于，每次收获时称重，5月底最终收获时，每个处理收集植物样品，植物样品包括根、茎和果实，在60摄氏度下烘干48小时，磨碎，使用凯氏定氮法分析总氮，使用钒钼黄法分析磷；每个处理在三个时期采集土壤样品，即苗期(SS)、盛果期(FFS)和拔苗期(SPS)...

【专利技术属性】
技术研发人员：石宁，李彦，仲子文，孙泽强，刘盛林，
申请(专利权)人：山东省农业科学院，
类型：发明
国别省市：