專利名稱：一種防治梯田肥料污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和果樹、作物栽培領(lǐng)域，具體涉及一種施用化學(xué)制劑的方法。
背景技術(shù)：
北方山地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)缺水比較嚴(yán)重，降雨時(shí)空分布不均，多集中在6-8月份，單次降雨量大，加之農(nóng)用肥料使用量過大，灌水方式粗放等因素，易形成水土流失和水土侵蝕型肥料污染，坡地改梯田后能夠有效減少由于暴雨徑流導(dǎo)致的水土侵蝕，并減少由于土壤侵蝕形成的肥料污染問題。目前，梯田在北方農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)已經(jīng)普遍推廣，而且以種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的果樹為主。但是，由于北方土壤 多為砂質(zhì)壤土，在降雨的打擊下，一方面其土壤表面容易形成結(jié)皮而阻止水肥的下滲，降雨和灌水后，未及時(shí)入滲的水分大量蒸發(fā)損耗；另一方面，雖然肥料施用量很大，表面上看起來土壤肥力很高，但由于砂質(zhì)土壤水肥保持能力較差，入滲的水肥極易發(fā)生深層滲漏進(jìn)入地下水體，未能在作物根區(qū)形成有效利用，作物實(shí)際能夠利用的養(yǎng)分非常有限，且大量的肥料深層滲漏后會(huì)污染地下水水質(zhì)。此外，由于大量水肥在土表蒸發(fā)和深層滲漏等過程中損耗，作物根區(qū)不能蓄持水肥，作物冠層奢侈蒸騰也使作物體內(nèi)的水分大量耗散，作物體內(nèi)水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的缺乏，使自身生理功能不能充分發(fā)揮，不利于作物對(duì)水肥的吸收利用，使得作物品質(zhì)和產(chǎn)量均不能達(dá)到理想狀態(tài)。目前，在進(jìn)行砂質(zhì)土壤的根區(qū)水肥蓄持方面主要是采用高分子材料合成的吸水樹脂施入土壤中進(jìn)行應(yīng)用，這些材料能夠快速、反復(fù)吸持水分和肥料，并緩慢釋放供作物生長(zhǎng)所需，十分適合于北方地區(qū)降雨分布不均且單次降雨量較大的特點(diǎn)，可以將入滲的水肥蓄持在作物根區(qū)，減少水肥深層滲漏量，確保土壤的養(yǎng)分水平良好。國(guó)內(nèi)外研究人員經(jīng)過數(shù)十年的應(yīng)用和推廣，在平原和梯田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)玉米、小麥、桃、蘋果、西紅柿、西瓜等果蔬的種植上均得到了較好的結(jié)果，證明該項(xiàng)技術(shù)在減少水肥滲漏方面具有明顯的作用。但該技術(shù)目前尚未解決如何減輕土壤結(jié)皮和提高土壤水肥有效利用等問題，現(xiàn)有的梯田砂質(zhì)土壤根區(qū)水肥蓄持技術(shù)未能充分考慮土壤表土結(jié)皮和作物水肥利用效率等問題，雖然能減少水肥的深層滲漏，但未能從整體上減少水肥的損耗并提升作物的水肥利用效率，使得該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的防污作用受到極大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)本領(lǐng)域研究發(fā)明的不足，本發(fā)明目的是針對(duì)梯田肥料的污染提出化學(xué)綜合調(diào)控技術(shù)，提供一種防治梯田肥料污染的方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案為一種防治梯田肥料污染的方法，其是針對(duì)梯田種植的果樹施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑、土壤保水劑和植物抗蒸騰劑；其中，在單數(shù)級(jí)(1、3、5級(jí))梯田上，將土壤結(jié)構(gòu)改良劑在整個(gè)農(nóng)地范圍內(nèi)進(jìn)行均勻撒施；在雙數(shù)級(jí)(2、4、6級(jí))梯田上，將土壤結(jié)構(gòu)改良劑在果樹冠層垂直投影半徑1/3-2/3之間的環(huán)帶狀地表進(jìn)行均勻撒施。
所述梯田的土壤為砂質(zhì)土壤或壤土。其中，所述土壤結(jié)構(gòu)改良劑的施用量為O. 3-0. 8kg/畝。其中，所述土壤結(jié)構(gòu)改良劑與土壤混拌后施入，土壤結(jié)構(gòu)改良劑土壤為1:100-200質(zhì)量比。施入土壤結(jié)構(gòu)改良劑后，還可施入少量水進(jìn)行濕潤(rùn)，待表土潤(rùn)濕即可，以避免土壤結(jié)構(gòu)改良劑顆粒被風(fēng)吹走。其中，所述土壤結(jié)構(gòu)改良劑為陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺中的一種或多種。土壤結(jié)構(gòu)改良劑具有改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤團(tuán)聚體數(shù)目，形成更多的連通孔隙，減輕表土結(jié)皮程度，增強(qiáng)土壤水肥入滲性能而減少地表徑流、減少水土流失的功能；主要具有液體、固體及多種乳膠體的形式，并有陽離子、陰離子和非離子等類型，主要施于近地面土壤表層。
其中，所述土壤保水劑在果樹的萌芽前期施入；施入時(shí)在所述果樹垂直投影半徑的1/3-2/3處，兩側(cè)行間挖坑或圍繞所述作物挖環(huán)溝。其中，所述土壤保水劑對(duì)于七年以上果樹的施用量為15-18kg/畝，對(duì)于七年以下果樹的施用量為12-15kg/畝。其中，所述土壤保水劑為淀粉接枝聚丙烯酸鹽、纖維素羧甲基化產(chǎn)物、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺-丙烯酸交聯(lián)共聚物、聚乙烯醇中的一種或多種。土壤保水劑具有反復(fù)吸水吸肥功能，可緩慢釋放水分及養(yǎng)分供植物吸收利用，具有提高土壤保水保肥性能、抑制土壤蒸發(fā)、減少水肥深層滲漏、延長(zhǎng)有效水肥利用時(shí)間進(jìn)而形成土壤水肥調(diào)節(jié)微型庫等功能。主要施于作物根區(qū)土壤。其中，所述植物抗蒸騰劑在所述果樹的花前期進(jìn)行第一次噴施，此后每隔25-30天噴施一次，植物抗蒸騰劑與水的質(zhì)量比1:200-400，果樹生育期內(nèi)噴施3-5次，共噴施1.5-2. 5kg/ 畝。其中，所述植物抗蒸騰劑為醋酸苯汞(PMA)、脫落酸(ΑΒΑ)、甲草胺、Vapor Gard、黃腐酸(FA)中的一種或多種。主要采用葉面噴施。本發(fā)明的有益效果在于本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在調(diào)研分析和長(zhǎng)期的野外監(jiān)測(cè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，形成控制梯田農(nóng)業(yè)面源污染的化學(xué)綜合調(diào)控技術(shù)，通過應(yīng)用表土結(jié)構(gòu)改良劑來減輕表土結(jié)皮程度，使水肥形成更充分的入滲，減少土面蒸發(fā)損耗，再通過土壤保水劑在土壤根區(qū)的應(yīng)用反復(fù)吸持入滲的水肥，形成根區(qū)的水肥蓄持庫，減少水肥的深層滲漏，減輕對(duì)地下水的污染，再通過在葉面噴施生理激素來提升作物生理機(jī)能，降低作物奢侈蒸騰，增強(qiáng)作物對(duì)水肥的利用能力。本發(fā)明的方法針對(duì)梯田農(nóng)業(yè)區(qū)的化學(xué)綜合調(diào)控技術(shù)有力地補(bǔ)充和改善了砂質(zhì)土壤的根區(qū)水肥蓄持技術(shù)，其防污效果更好，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出比更高。本發(fā)明的方法通過對(duì)水肥的入滲、蓄持、淋溶及吸收利用等多種運(yùn)移途徑進(jìn)行綜合控制，通過減少水肥的淋溶滲漏和蒸發(fā)、蒸騰損耗，在作物根層蓄持水肥，提升作物生理機(jī)能等作用實(shí)現(xiàn)了梯田果園水肥的高效利用。其投入較少、操作簡(jiǎn)易、應(yīng)用性強(qiáng)，適合于在梯田果園進(jìn)行推廣應(yīng)用，由于提高了水肥利用效率和作物生長(zhǎng)機(jī)能，在減少肥料施用的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)果樹增產(chǎn)提質(zhì)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出比更高，環(huán)境的污染程度更小。


圖1為梯田肥料污染及防治途徑示意圖。圖中，I為施入土壤結(jié)構(gòu)改良劑，2為施入土壤保水劑，3為噴施植物抗蒸騰劑，4為降雨、灌溉和施肥，5為深層滲漏，7為作物蒸騰，8為土壤蒸發(fā)，6為壤中流。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 :平谷區(qū)的梯田大桃種植園，共兩級(jí)梯田，每級(jí)梯田高差為O. 5m，化學(xué)制劑的具體施用方法為 步驟1、土壤結(jié)構(gòu)改良劑的施入選用山東東營(yíng)華業(yè)新材料有限公司生產(chǎn)的陰離子型聚丙烯酰胺類(PAMA)土壤結(jié)構(gòu)改良劑。在翻耕等耕作措施鋤草之后、灌水和雨季來臨之前撒施在土壤表面，撒施時(shí)將土壤改良劑與一定量的土壤進(jìn)行混拌后撒施(比例為PAMA 干土 =1:200)，其中第一級(jí)梯田在田面進(jìn)行均勻撒施，第二級(jí)梯田只在果樹樹冠垂直投影半徑1/3-2/3之間的環(huán)狀田面進(jìn)行撒施，施用量均為O. 7kg/畝，施用后澆灑少量水，待土壤潤(rùn)濕即可。土壤為砂質(zhì)土壤。考慮到第一和第二級(jí)梯田之間壤中流的存在，因此在第一級(jí)梯田田面進(jìn)行均勻撒施，增強(qiáng)水肥入滲和梯田間壤中流的行成，促進(jìn)進(jìn)入第二級(jí)梯田的水肥量。步驟2、土壤保水劑的施入選用山東東營(yíng)華業(yè)新材料有限公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺-丙烯酸交聯(lián)共聚物類土壤保水劑。在果樹萌芽前期施入，施入時(shí)在每棵果樹樹冠垂直投影半徑的1/3-2/3處，兩側(cè)行間挖坑，寬、長(zhǎng)、深30cmX45cmX (40-60) cm，先將其充分拌土，分層裝入溝中，上層用浮土覆蓋，在試劑施入后進(jìn)行一次充分灌溉，保證土壤保水劑充分吸水。對(duì)于七年以上桃樹施用量為18kg/畝；七年以下桃樹施用量為15kg/畝。步驟3、植物抗蒸騰劑施入選用新疆匯通旱地龍有限公司生產(chǎn)的黃腐酸類植物抗蒸騰劑。采用人工背負(fù)式噴霧器，分別在果樹的花前期進(jìn)行第一次噴施，之后每隔25天噴施一次，噴施采用300倍稀釋液(水與植物抗蒸騰劑的質(zhì)量比)，全生育內(nèi)噴施四次，噴施量為2. Okg/畝。本實(shí)施例的一種防治梯田果園肥料污染的化學(xué)綜合控制技術(shù)的原理圖如圖1所示，其中水肥進(jìn)入農(nóng)田的方式包括降雨、灌溉和施肥4 ;水肥的消耗包括深層滲漏5、作物蒸騰7、土壤蒸發(fā)8 ;水肥的運(yùn)移包括壤中流6 ;水肥調(diào)控包括施入表土改良劑1、施入土壤保水劑2和噴施植物抗蒸騰劑3。實(shí)施效果(I)增強(qiáng)了根層土壤的水肥蓄持能力，減少了水肥的深層滲漏，提升了根層土壤水分和養(yǎng)分含量，與未應(yīng)用該技術(shù)的對(duì)照小區(qū)相比，處理小區(qū)根層土壤質(zhì)量含水率平均增長(zhǎng)17. 5%，總氮含量平均增長(zhǎng)10. 2%，總磷含量平均增長(zhǎng)6. 9%，速效態(tài)氮素含量平均增長(zhǎng)15. 5%，速效態(tài)磷素含量平均增長(zhǎng)8. 2%，減少肥料施用25. 6% ；(2)作物生長(zhǎng)機(jī)能增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了大桃增產(chǎn)15. 1%，可溶性糖增加6. 6%，維生素增加10. 2%，蛋白質(zhì)含量增加4. 1%。實(shí)施例2 平谷區(qū)的蘋果種植園，共四級(jí)梯田，每級(jí)梯田高差為O. 7m，化學(xué)制劑的具體施用方法為
步驟1、土壤結(jié)構(gòu)改良劑的施入選用北京漢力淼新技術(shù)有限公司生產(chǎn)的陰離子型聚丙烯酰胺類(PAMA) 土壤結(jié)構(gòu)改良劑。在翻耕等耕作措施之后、雨季來臨之前撒施在土壤表面，撒施時(shí)將土壤改良劑與一定量的土壤進(jìn)行混拌后撒施(比例為PAMA :干土=1:150)，其中第一級(jí)梯田在田面進(jìn)行均勻撒施，第二級(jí)梯田在果樹樹冠垂直投影半徑的1/3-2/3處的環(huán)狀田面進(jìn)行撒施，第三級(jí)梯田在田面進(jìn)行均勻撒施，第四級(jí)梯田在果樹樹冠垂直投影半徑1/3-2/3之間的環(huán)狀田面進(jìn)行撒施，施用量均為O. 5kg/畝。土壤為砂質(zhì)土壤。步驟2、土壤保水劑的施入選用北京漢力淼新技術(shù)有限公司生產(chǎn)的聚丙烯酸鉀類土壤保水劑。在果樹萌芽前期施入，施入時(shí)在每棵果樹樹冠垂直投影半徑的1/3-2/3處，圍繞果樹挖環(huán)溝，寬、深30cmX 50cm，先將其充分拌土，分層裝入溝中，上層用浮土覆蓋，在試劑施入后進(jìn)行一次充分灌溉，保證土壤保水劑充分吸水。對(duì)于七年以上蘋果樹施用量為15kg/畝；七年以下蘋果樹為12kg/畝。步驟3、植物抗蒸騰劑施入選用新疆匯通旱地龍有限公司生產(chǎn)的黃腐酸類植物抗蒸騰劑。采用人工背負(fù)式噴霧器，分別在果樹的花前期進(jìn)行第一次噴施，之后每隔30天 噴施一次，噴施采用250倍稀釋液(水與植物抗蒸騰劑的質(zhì)量比)，全生育內(nèi)噴施四次，噴施量為2. 5kg/畝。實(shí)施效果(I)增強(qiáng)了根層土壤的水肥蓄持能力，減少了水肥的深層滲漏，提升了根層土壤水分和養(yǎng)分含量，與未應(yīng)用該技術(shù)的對(duì)照小區(qū)相比，處理小區(qū)根層土壤質(zhì)量含水率平均增長(zhǎng)17. 5%，總氮含量平均增長(zhǎng)10. 2%，總磷含量平均增長(zhǎng)6. 9%，減少肥料施用22. 6% ；(2)作物生長(zhǎng)機(jī)能增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了蘋果增產(chǎn)9. 3%。可溶性糖增加7. 9%，維生素增加
11.3%，蛋白質(zhì)含量增加5. 7%。綜上所述，按照市場(chǎng)價(jià)格土壤保水劑為25-35元/kg，黃腐酸為20_30元/kg，表土改良劑為35-45元/kg。經(jīng)濟(jì)果園每年應(yīng)用成本為350-600元/畝，果園增產(chǎn)為9. 3-15. 1%，可溶性糖增加6. 6-7. 9%，維生素增加10. 2-11. 3%，蛋白質(zhì)含量增加4. 1-5. 7%，新增經(jīng)濟(jì)效益為1500-3000元/畝。以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防治梯田肥料污染的方法，其是針對(duì)梯田種植的果樹施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑、土壤保水劑和植物抗蒸騰劑；其特征在于，在單數(shù)級(jí)梯田上，將土壤結(jié)構(gòu)改良劑在整個(gè)農(nóng)地范圍內(nèi)進(jìn)行均勻撒施；在雙數(shù)級(jí)梯田上，將土壤結(jié)構(gòu)改良劑在果樹冠層垂直投影半徑的1/3-2/3之間的環(huán)帶狀地表進(jìn)行均勻撒施。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤結(jié)構(gòu)改良劑的施用量為O.3-0. 8kg/ 畝。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤結(jié)構(gòu)改良劑與土壤混拌后施用，土壤結(jié)構(gòu)改良劑土壤為1:100-200質(zhì)量比。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述土壤結(jié)構(gòu)改良劑為陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤保水劑在果樹的萌芽前期施入；施入時(shí)在所述果樹垂直投影半徑的1/3-2/3處，兩側(cè)行間挖坑或圍繞所述作物挖環(huán)溝。
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述土壤保水劑對(duì)于七年以上果樹的施用量為15-18kg/畝，對(duì)于七年以下果樹的施用量為12-15kg/畝。
7.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述土壤保水劑為淀粉接枝聚丙烯酸鹽、纖維素羧甲基化產(chǎn)物、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺-丙烯酸交聯(lián)共聚物、聚乙烯醇中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物抗蒸騰劑在所述果樹的花前期進(jìn)行噴施，此后每隔25-30天噴施一次，植物抗蒸騰劑與水的質(zhì)量比1:200-400，果樹生育期內(nèi)噴施3-5次，共噴施1.5-2. 5kg/畝。
9.如權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述植物抗蒸騰劑為醋酸苯汞、脫落酸、甲草胺、Vapor Gard、黃腐酸中的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防治梯田肥料污染的方法，其是針對(duì)梯田種植的果樹施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑、土壤保水劑和植物抗蒸騰劑；在單數(shù)級(jí)(1、3、5)梯田上，將土壤結(jié)構(gòu)改良劑在整個(gè)農(nóng)地范圍內(nèi)進(jìn)行均勻撒施；在雙數(shù)級(jí)(2、4、6)梯田上，將土壤結(jié)構(gòu)改良劑在果樹冠層垂直投影半徑1/3-2/3之間的環(huán)帶狀地表進(jìn)行均勻撒施。本發(fā)明的方法通過對(duì)不同梯級(jí)梯田水肥的入滲、蓄持、淋溶及吸收利用等多種運(yùn)移途徑進(jìn)行綜合控制，通過減少水肥的淋溶滲漏和蒸發(fā)、蒸騰損耗，在作物根層蓄持水肥，提升作物生理機(jī)能等作用實(shí)現(xiàn)了梯田果園水肥的高效利用。其投入較少、操作簡(jiǎn)易、應(yīng)用性強(qiáng)，適合于在梯田果園進(jìn)行推廣應(yīng)用，由于提高了水肥利用效率和作物生長(zhǎng)機(jī)能，環(huán)境的污染程度更小。
文檔編號(hào)A01B79/02GK103004499SQ20121054103
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者楊培嶺, 廖人寬, 任樹梅, 李云開 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)