一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法 |
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| 申请号 | CN202011478399.6 | 申请日 | 2020-12-15 | 公开(公告)号 | CN112602397A | 公开(公告)日 | 2021-04-06 |
| 申请人 | 北京嘉博文生物科技有限公司; | 发明人 | 任忠秀; 阎静; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种连作设施蔬菜大棚的 土壤 生物 消毒方法，包括以下步骤：a)将中熟堆肥、矿物肥、 氨 基酸 肥料 、 酵母 菌和放线菌均匀撒施在待处理土壤表面，然后依次进行旋耕、灌 水 、起垄和覆膜，形成土壤水肥气热动态平衡调控微环境；b)在步骤a)形成的土壤水肥气热动态平衡调控微环境下进行土壤生物消毒处理至到达土壤生物消毒目标。本发明选择特定土壤生物消毒的物料组合，采用覆膜方式实现土壤密闭环境空间，促进土壤积温快速累计，形成土壤水肥气热动态调控，实现杀灭土壤病原菌及 害虫 的目的；本发明提供的土壤生物消毒方法既能灭除由于连作而引发的致病病菌及地下害虫，又能熟化土壤，增加有机质含量，改善土壤结构，且易于操作，效果显著。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法技术领域[0001] 本发明涉及土壤消毒技术领域，更具体地说，是涉及一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法。 背景技术[0002] 设施蔬菜为浅根系作物，产量高、复种指数高，由于接茬紧凑、连年种植，造成根结线虫等土传病害及地下害虫发生严重，加之棚膜覆盖，有毒有害物质难以被雨水淋溶，土壤恶化、病虫害发生严重，使土壤理化性质改变，土壤酸碱不平衡，严重影响蔬菜的正常生长发育，制约蔬菜产量和品质的提高。 [0003] 目前，现有土壤消毒法多采用化学消毒为主，如：氯化枯、棉窿等，对土壤生态系统的破坏性极大；采用石灰氮高温焖棚法也是常见的一种土壤消毒法，利用石灰氮在高温下分解产生的液体氰氨和气体氰氨以起到杀菌与消灭害虫的效果，然而，石灰氮本身有毒性，而且在分解过程中还能产生一些有毒物质，不利于棚室土壤的生态环境调控，且石灰氮为碱性材料，不适合在酸性土壤中推广使用。近几年来，市面上也出现了许多用于生物消毒的微生物菌剂产品与方法，多数表现为治标不治本，短时间内效果显著，植物生长中后期发病严重，且影响食品安全问题。 发明内容[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法，既能灭除由于连作而引发的致病病菌及地下害虫，又能熟化土壤，增加有机质含量，改善土壤结构，且易于操作，效果显著。 [0005] 本发明提供了一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法，包括以下步骤： [0007] b)在步骤a)形成的土壤水肥气热动态平衡调控微环境下进行土壤生物消毒处理至到达土壤生物消毒目标。 [0008] 优选的，步骤a)中所述中熟堆肥为餐厨废物采用微生物技术经12h～14h的快速腐殖化发酵成的有机源土壤调理剂；所述中熟堆肥的有机质≥60wt％，易氧化有机质≥20％，N≥0.5wt％，水分≤20wt％，pH为5～8。 [0009] 优选的，步骤a)中所述矿物肥为以最佳成土母岩为原料加工而成的矿石粉；所述矿物肥的细度≥200目，K2O≥1％，CaO≥15％，SiO2≥10％，pH为9～11。 [0010] 优选的，步骤a)中所述氨基酸肥料以海鱼加工厂下脚料和/或豆粕为原料经微生物发酵而成；所述氨基酸肥料的游离氨基酸种类≥2种，游离氨基酸总量≥60wt％。 [0011] 优选的，步骤a)中所述酵母菌的有效活菌数≥50亿/g；所述放线菌的有效活菌数≥50亿/g；所述酵母菌和放线菌的质量比为1：(0.5～1.5)。 [0012] 优选的，步骤a)中所述中熟堆肥与矿物肥的质量比为(10～15)：1；所述中熟堆肥与氨基酸肥料的使用比例满足C/N＝(18～20)：1；所述中熟堆肥与酵母菌的质量比为(200～250)：1。 [0013] 优选的，步骤a)中所述灌水量为土壤最大田间持水量的60％～80％。 [0015] 优选的，步骤b)中所述到达土壤生物消毒目标的判定依据为： [0016] 土壤累计积温≥900℃； [0017] 所述土壤累计积温的测算方法为： [0018] 处理时间内的当天5‑10厘米深处的土壤最高温度的累计之和。 [0019] 优选的，所述步骤a)还包括： [0020] 对连作设施蔬菜大棚进行预处理，形成待处理土壤； [0021] 所述预处理的过程具体为： [0022] 对连作设施蔬菜大棚进行彻底清棚后进行棚室干焖。 [0023] 本发明提供了一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法，包括以下步骤：a)将中熟堆肥、矿物肥、氨基酸肥料、酵母菌和放线菌均匀撒施在待处理土壤表面，然后依次进行旋耕、灌水、起垄和覆膜，形成土壤水肥气热动态平衡调控微环境；b)在步骤a)形成的土壤水肥气热动态平衡调控微环境下进行土壤生物消毒处理至到达土壤生物消毒目标。与现有技术相比，本发明选择特定土壤生物消毒的物料组合，采用覆膜方式实现土壤密闭环境空间，促进土壤积温快速累计，形成土壤水肥气热动态调控，实现杀灭土壤病原菌及害虫的目的；本发明提供的土壤生物消毒方法通过合理安排种植茬口，在夏季设施大棚换茬之季，采用生物消毒技术，既能灭除由于连作而引发的致病病菌及地下害虫，又能熟化土壤，增加有机质含量，改善土壤结构，且易于操作，效果显著，为下一茬作物生长打好基础。附图说明 [0024] 图1为本发明实施例中对照与处理6芹菜的对比图； [0025] 图2为本发明实施例中处理5与处理6芹菜的对比图。 具体实施方式[0026] 下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 本发明提供了一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法，包括以下步骤： [0028] a)将中熟堆肥、矿物肥、氨基酸肥料、酵母菌和放线菌均匀撒施在待处理土壤表面，然后依次进行旋耕、灌水、起垄和覆膜，形成土壤水肥气热动态平衡调控微环境； [0029] b)在步骤a)形成的土壤水肥气热动态平衡调控微环境下进行土壤生物消毒处理至到达土壤生物消毒目标。 [0030] 本发明首先将中熟堆肥、矿物肥、氨基酸肥料、酵母菌和放线菌均匀撒施在待处理土壤表面。在本发明中，所述待处理土壤优选为连作设施蔬菜大棚中的土壤；本发明优选还包括： [0031] 对连作设施蔬菜大棚进行预处理，形成待处理土壤。在本发明中，所述预处理的过程优选具体为： [0032] 对连作设施蔬菜大棚进行彻底清棚后进行棚室干焖。 [0033] 在本发明中，所述彻底清棚的目的是清除棚内上茬残留病虫源、污染源。在本发明中，所述彻底清棚的过程优选包括： [0034] 将上茬残留作物彻底清理出棚室和/或将地膜等所有土壤污染源清理出棚室。 [0035] 本发明优选在夏季换茬期进行土壤生物消毒，在此基础上，所述彻底清棚的过程优选在7月20日前完成。 [0038] 在本发明中，所述中熟堆肥优选为餐厨废物采用微生物技术经12h～14h的快速腐殖化发酵成的有机源土壤调理剂，其制备过程优选具体为： [0039] 以城市餐厨废物为主要原料，粮食加工副产品为碳源调整材，在生化处理机内经60～80℃、12‑14小时快速高温好氧发酵，加入万分之一的微生物菌种，经生物降解，快速腐殖化转化，得到有机源土壤调理剂；其中，所用的生化处理机参见专利CN101632997B。在本发明中，所述微生物菌种首选为产生酒精的菌种，其次是产生醋酸的菌种，对于线虫问题突出的土壤，要以放线菌菌种为主。在本发明中，所述中熟堆肥的有机质优选≥60wt％，更优选为≥75wt％；所述中熟堆肥的易氧化有机质(水溶性有机质)优选≥20％，更优选≥30％； 所述中熟堆肥的N优选≥0.5wt％，更优选≥1.5wt％；所述中熟堆肥的水分优选≤20wt％，更优选≤12wt％；所述中熟堆肥的pH优选为5～8，更优选为5.5～7.5。本发明优选采用满足上述要求的中熟堆肥，富含丰富的水溶性小分子碳，可以被作物直接吸收利用，激活土壤微生态，起到生物灭菌，疏松土壤的目的。 [0040] 在本发明中，所述矿物肥为优选以最佳成土母岩为原料加工而成的矿石粉；在本发明优选的实施例中，其需经物理活化处理，具备纳微米颗粒与支架多孔结构，细度优选≥200目，富含，钙、镁、硅等矿质元素；所述矿物肥的K2O优选≥1％，更优选≥4％；所述矿物肥的CaO优选≥15％，更优选25％；所述矿物肥的SiO2优选≥10％，更优选20％；所述矿物肥的pH优选为9～11，更优选为9.5～10.5。本发明优选采用满足上述要求的矿物肥用于全面而均衡补充土壤矿物质营养，解决因连作导致的养分失衡胁迫而带来的根系自毒物质的分泌，调节土壤微生态。 [0041] 在本发明中，所述氨基酸肥料优选以海鱼加工厂下脚料和/或豆粕为原料经微生物发酵而成，更优选以海鱼加工厂下脚料为原料经微生物发酵而成；其中，所述豆粕可采用其他高蛋白代替。在本发明中，所述氨基酸肥料的游离氨基酸种类优选≥2种，游离氨基酸总量优选≥60wt％，更优选≥70wt％；所述氨基酸肥料首选丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸类氨基酸肥。 [0042] 在本发明中，所述酵母菌的有效活菌数优选≥50亿/g，更优选≥100亿/g.在本发明中，所述放线菌优选为细黄链霉菌；所述放线菌的有效活菌数优选≥50亿/g。在本发明中，所述酵母菌和放线菌的质量比优选为1：(0.5～1.5)，更优选为1：1。 [0043] 本发明选择上述特定土壤生物消毒的物料组合，目的是构建适合土壤微生态平衡调控的物质基础。在本发明中，所述中熟堆肥与矿物肥的质量比优选为(10～15)：1；所述中熟堆肥与氨基酸肥料的使用比例优选满足C/N＝(18～20)：1；所述中熟堆肥与酵母菌的质量比优选为(200～250)：1。 [0044] 然后，本发明依次进行旋耕、灌水、起垄和覆膜，形成土壤水肥气热动态平衡调控微环境。在本发明中，所述旋耕优选10‑20cm。在本发明中，所述灌水的水量优选为田间最大持水量的60％～80％。本发明对所述起垄没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的技术方案即可。 [0045] 在本发明中，所述覆膜的目的是营造土壤水肥气热动态平衡调控微环境。在本发明中，所述覆膜优选采用黑色地膜，利于太阳热的吸收；并将四周用土压实，避免漏气，形成全封闭膜下环境。 [0046] 形成所述土壤水肥气热动态平衡调控微环境后，本发明在形成的土壤水肥气热动态平衡调控微环境下进行土壤生物消毒处理至到达土壤生物消毒目标。 [0047] 本发明采用上述酵母菌与放线菌的复合菌种，通过中熟堆肥提供的活性小分子有机碳，快速促使酵母菌繁殖，大量消耗土壤中氧气，利用氨基酸肥料提供的有机氮快速激活有害霉菌，有害霉菌快速繁殖的同时也大量消耗土壤氧气，待膜内环境中的土壤氧气耗尽后最先死亡的是有害霉菌，缺氧后酵母菌可继续存活，无氧呼吸产生酒精，放出CO2，从而使得土壤变的疏松多孔，起到改良土壤物理结构；与此同时，膜内封闭环境下形成了土壤水分白天膨胀，晚上凝结的水汽动态平衡，凝结的水汽将小土粒粘结成大颗粒，进一步促进了土壤团粒结构的形成，团粒结构缝隙由放线菌占领，产生分解甲壳素的物质，进一步杀死病原菌与线虫，克服重茬障碍。 [0048] 在本发明中，所述到达土壤生物消毒目标的判定依据优选为： [0049] 土壤累计积温≥900℃。在本发明中，所述土壤累计积温的测算方法优选为： [0050] 处理天数内的当天5‑10厘米深处的土壤最高温度的累计之和。 [0051] 在本发明中，所述土壤最高温度的时间点优选在12:30～13:30之间；处理天数优选为15天～20天。 [0053] 本发明提供的连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法有益效果如下： [0055] (2)可让土壤疏松度一次性增加2‑3倍，形成土壤团聚体，改善土壤物理结构； [0057] 本发明提供了一种连作设施蔬菜大棚的土壤生物消毒方法，包括以下步骤：a)将中熟堆肥、矿物肥、氨基酸肥料、酵母菌和放线菌均匀撒施在待处理土壤表面，然后依次进行旋耕、灌水、起垄和覆膜，形成土壤水肥气热动态平衡调控微环境；b)在步骤a)形成的土壤水肥气热动态平衡调控微环境下进行土壤生物消毒处理至到达土壤生物消毒目标。与现有技术相比，本发明选择特定土壤生物消毒的物料组合，采用覆膜方式实现土壤密闭环境空间，促进土壤积温快速累计，形成土壤水肥气热动态调控，实现杀灭土壤病原菌及害虫的目的；本发明提供的土壤生物消毒方法通过合理安排种植茬口，在夏季设施大棚换茬之季，采用生物消毒技术，既能灭除由于连作而引发的致病病菌及地下害虫，又能熟化土壤，增加有机质含量，改善土壤结构，且易于操作，效果显著，为下一茬作物生长打好基础。 [0058] 为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。 [0059] 实施例 [0060] 安徽省蚌埠市连作设施芹菜土壤生物消毒处理： [0061] 安徽省蚌埠市是小西芹生产主栽区，一般是采用大小拱棚直播栽培，一年可收获三茬，经济收益比较利好。但是近几年来连作障碍现象非常普遍，主要症状：出苗不齐，出苗后2‑5公分开始黄化和大面积猝倒，10‑15公分出现片状萎焉现象，毛细根减少，生长缓慢，收获期延迟一个多月，芹菜纤维增多，品质变差，严重影响了广大菜农的经济收入和当地蔬菜产业的发展。 [0062] (1)试验地点： [0063] 安徽金珠农业公司(淮上区梅桥乡华纡村)。 [0064] (2)试验时间： [0065] 2020年7月15日‑8月25日。其中： [0066] 7月15日，共1天，清棚处理； [0067] 7月16‑22日，共7天，棚室干焖； [0068] 7月23日，撒施试验材料，灌水、覆膜； [0069] 7月24‑8月25日，跟踪与判定； [0070] 8月28日播种芹菜； [0071] 11月15日芹菜收获。 [0072] (3)试验材料： [0073] 中熟堆肥：餐厨废物采用微生物技术经12‑14小时的快速腐殖化发酵成的有机源土壤调理剂；产品技术指标：有机质≥75％(NY525‑2012有机质检测方法不乘以1.5的系数)，易氧化有机质≥30％，N≥1.5％，水分≤12％，pH：5.5‑7.5； [0074] 氨基酸肥料：以各种海鱼加工厂下脚料、蒸煮浆水为原料，经微生物发酵、酸碱水解处理后，喷雾干燥加工而成；本品为鱼粉加工过程中流失的营养，营养成份类似于鱼粉，含有18种游离氨基酸，氨基酸总量为72.1％，有机氮含量为10％，以谷氨酸、脯氨酸与丙氨酸为主。 [0076] 酵母菌：有效活菌数≥100亿/g。 [0077] 细黄链霉菌：有效活菌数≥50亿/g。 [0078] (4)试验方法： [0079] 试验设置一个空白对照，6个处理，每个处理3个重复，每个重复65m2，合计约2亩地，按照随机区组排列设计，具体方案设计如下表所示。 [0080] 表1本发明实施例中试验方法的具体方案设计 [0081] 试验材料 空白 处理1 处理2 处理3 处理4 处理5 处理6餐厨发酵中熟堆肥 0 200kg 200kg 200kg 200kg 200kg 200kg 矿物肥 0 0 18kg 0 0 18kg 18kg 氨基酸肥料 0 0 0 15kg 0 15kg 15kg 酵母菌 0 0 0 0 0.2kg 0 0.2kg 细黄链霉菌 0 0 0 0 0.2kg 0 0.2kg [0082] 将上述试验材料均匀撒施于土壤表面，然后旋耕10‑20cm，浇水至土壤含水量约18‑20％左右为止(该地土壤类型为中壤土，最大田间持水量约24‑26％左右)，然后起垄、覆膜密封即可。 [0083] (5)土壤积温跟踪与记录： [0084] 持续时间依据以下公式计算： [0085] [0086] 其中，Ai为处理时间内当天5‑10厘米深处的土壤最高温度；具体参见下表所示。 [0087] 表2本发明实施例中土壤积温跟踪与记录表 [0088] [0089] 通过对各处理土壤温度跟踪记录后发现，与对照相比，6个处理的土壤温度在处理当天均有提升，其中处理2、3、4、5、6的土壤温度在第一天迅速升至50度以上，而对照的土壤温度只有35.6℃；根据土壤生物消毒积温原理，有效积温累计900℃时，对照需要22天，而6个处理均明显缩短积温时间，其中处理6仅需要15天就可以达到累计积温900℃的要求。 [0090] (6)效果与分析： [0091] ①对土壤改良的效果分析： [0092] 参见表3所示。 [0093] 表3土壤改良的效果数据 [0094] [0095] [0096] 通过对各处理土壤物理化学生物学性质关键指标检测对比可知：空白对照土壤的容重最大，孔隙度较少，土壤碱化，土壤微生物数量较少，活性较差，而六个处理分别不同程度的降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度数量，改善了土壤碱化，提升了土壤微生物丰度；3 其中，处理6的土壤改善效果最好，与对照相比，土壤容重降低了0.17g/cm ，总孔隙度提高了12个百分点，毛管孔隙度提升了7.7个百分点，非毛管孔隙度提高了4.3个百分点，这表明 7 土壤变的更加疏松多孔，持水透气能力更好；处理6的土壤细菌总数提升至10 cfu/g以上，比对照提高了两个数量级，比其他6个处理也提高了1个数量级，这表明处理6的土壤微生物活性更强，土壤微生态更活跃、健康；处理6也明显降低了土壤的pH，改善了土壤碱化问题，这与土壤物理结构得到改良及生物学性质提到提升使得土壤的对酸碱的缓冲能力得到提升有关。 [0097] ②对芹菜长势与产量的影响： [0098] 参见表4所示。 [0099] 表4芹菜长势与产量数据 [0100] [0101] 通过调查分析各处理对芹菜长势及产量的影响中不难发现，对照及处理1‑5在芹菜出苗的10天后陆续出现死苗，根部褐色或黑褐色，侧根少，叶片发黄萎蔫的现象，其中对照的死苗最为严重，死苗率高达45％，处理1‑5也均出现了不同程度的死苗现象，处理1死苗率为25％，处理2为20％，处理3、5均为18％，处理4为16％；而处理6几乎没有死苗问题，苗期健壮，且在收获期，通过测量各处理芹菜产量来看，发现：空白对照组的芹菜植株矮小，叶色2 发黄，65m小区平均产量仅154kg，而处理6的芹菜平均株高高达77cm，小区平均产量487kg，折合亩产高达4870kg，是对照产量的3倍，比处理1‑5增产35％以上，比当地平均亩产量 4000kg，增产约20％；对照与处理6(图右侧)芹菜的对比图参见图1所示，处理5与处理6(图右侧)芹菜的对比图参见图2所示。 [0102] (7)原因分析： [0103] 处理6的土壤处理综合考虑使用了中熟堆肥、矿物肥、氨基酸肥、各种有益菌，并按照科学的比例施入土壤，在合适的土壤含水量条件下，通过覆膜封闭处理；中熟堆肥中的活性小分子有机碳为土壤微生物提供能量来源，酵母菌快速繁殖消耗土壤O2，氨基酸肥料中的有机氮也激活有害霉菌，有害霉菌的繁殖同时液消耗了大量O2，待膜内密闭土壤环境中的O2耗尽后最先死亡的是有害霉菌，缺氧后酵母菌可继续存活，无氧呼吸产生酒精，放出CO2，从而使得土壤变的疏松多孔。 [0104] 膜内封闭环境形成了土壤水分白天膨胀，晚上凝结的水汽动态变化规律，在中熟堆肥快速提升土壤有机质，增加土壤腐殖质含量的前提下，将其与小土粒粘结成大颗粒，进一步促进了土壤团粒结构的形成，团粒结构缝隙由放线菌占领，产生分解甲壳素的物质，进一步杀死病原菌与线虫，克服重茬障碍。 [0105] 通过中熟堆肥的使用快速提升土壤有机质，增加土壤腐殖质，通过矿物肥的使用，由最佳成土母岩活化生产而成的矿物肥特有的纳‑微米颗粒和支架多孔结构可有效改善土壤团粒结构与土壤胶体性能，均可有效提高土壤阳离子交换能力，土壤阳离子的交换量愈大，土壤的缓冲能力愈大，对土壤碱的缓冲改良效果愈好，进而有效改善土壤碱性。 [0106] 通过使用由最佳成土母岩活化生产而成的多元矿石粉可按照土壤中各元素之间的天然比例向土壤中补充几乎全部的矿物质营养元素；通过快速提高土壤有机质含量与微生物活性，加强了对土壤有机质的矿化，释放出丰富的有机养分，解决了连作作物长期吸收一种或几种矿质元素导致的土壤矿质营养失衡问题，满足了芹菜营养生长对养分的需求，从而增加芹菜产量。 [0107] 所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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