一种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效的方法

技术领域

本发明涉及热带土壤改良技术领域，具体涉及一种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效的方法。

背景技术

三亚市是海南省乃至全国重要的热带农业生产地区，全年平均气温25.6℃，是我国最重要的冬种瓜菜生产基地，为全国“菜篮子”工程建设及海南农村经济发展做出了重要贡献。然而，由于三亚瓜菜种植土壤复种指数偏高、化肥施用不合理、有机肥投入不足等原因，造成了土壤养分含量下降、土壤板结酸化、土壤有机质含量下降等土壤退化问题。对耕地土壤改良和培肥最有效的途径，就是施用有机物料，即土壤有机培肥。通过有机培肥不仅可以培肥地力，提高土壤质量和农产品品质，还可以减少环境污染和化肥用量。

绿肥作为最清洁、最便捷获取的生物肥源，利用绿肥能够提升地力，促进土壤有机物转化，活化土壤养分，提高土壤有机质含量，为土壤提供大量碳源和养分，缓解肥料资源紧张，节约化肥成本。连续种植绿肥能改良土壤、改善生态环境、固氮吸碳，显著提高后茬作物的产量和品质；生物炭是指以秸秆、动植物残体和畜禽粪便等生物质为原料，经过高温(300～700℃)热解后形成的一种固体产物，通常呈碱性，具有较大的孔隙度和比表面积，有较强的吸附能力。生物炭施入土壤后能参与土壤养分循环与土壤碳固持，生物炭本身具有的微孔结构以及极强的吸附力，使其可以吸附更多的养分离子，从而改善土壤微生物环境，改良土壤性质，提高地力。由于生物炭被纳入土壤团聚体中，可在土壤中可存在数百年至数千年，在此期间会增加土壤的pH值、孔隙度和水分利用率，从而为根系发育和微生物生长创造有利条件。由于这种高持久性，生物炭可以显著促进碳的长期封存。

发明内容

本发明的目的是在化肥减施的基础上，提供一种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效的方法，通过绿肥还田与生物炭施用的方法来改善热带土壤酸化、土壤有机质矿化作用强、养分含量差等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明保护一种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效的方法，所述方法包括如下步骤：

1)播种绿肥田菁，在绿肥盛花期翻压还田；

2)隔月播种瓜菜，播种前施加化肥与生物炭作为基肥。

在具体的实施方案中，所述生物炭的施用量为5000～10000kg/hm

在更具体的实施方案中，生物炭的施用量为7500kg/hm

在具体的实施方案中，所述生物炭pH为8.46，含碳量20％。

在具体的实施方案中，所述瓜菜种类不定，根据需要选择就好，优选的如，豇豆。

在具体的实施方案中，所述化肥根据实际情况进行选择，可选择不同品牌，不同型号的产品。优选的，如挪威复合肥。

在具体的实施方案中，使用时还可以配施有机肥一起使用。

有益效果

本发明提供的一种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效的方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明使用绿肥与生物炭配施，豇豆平均亩产最高，达到了2770.11kg，相对全量化肥处理的豇豆产量增加了53.6％，全量化肥处理的平均亩产最低，只有1803.07kg；虽然化肥处理在前面产量较高，但豇豆收获期短，生物炭处理虽然在前期产量较低，但可以延长豇豆收获期，后期产量更高。

(2)本发明使用绿肥与生物炭配施，处理后的土壤pH、有机质、碱解氮含量显著(P＜0.05)高于其余处理，说明添加生物炭有利于调节土壤酸化，提高有机质含量。

(3)本发明使用绿肥与生物炭配施，显著(P＜0.05)提高了土壤活性炭各组分含量与土壤中0.25-2mm团聚体的比例。

附图说明

图1为各处理豇豆长势对比；

图2为项目豇豆长势(左)与周边地块豇豆长势(右)对比；

图3豇豆样方产量统计图。

具体实施方式

一种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效的方法，结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明不仅仅限于这个实施例。

主要包括以下步骤：

1、试验样地位于海南省三亚市，面积为20亩，分成四个试验小区，处理分别为全量化肥、有机肥+85％化肥、生物炭+85％化肥、有机肥+生物炭+85％化肥，生物炭规格15kg/袋，生物炭pH为8.46，含碳量20％，有机肥为当地品牌琼农有机肥，规格40kg/袋。

2、2022年7月播种绿肥田菁，9月22日在绿肥盛花期进行翻压还田；

3、2022年10月26日播种豇豆，在全量化肥处理中，播种前施加300kg/hm

4、豇豆全程施肥方案：在豇豆苗期，全量化肥处理追施380kg/hm

根据实施例所述的种绿肥与生物炭配施的热带土壤改良和化肥减施增效方法与全量化肥处理方法结果比较见图1～3，表1～8。

从图1、2看出，同生长时期内生物炭+85％化肥处理的豇豆死苗率较低，且同时期本项目地块内的豇豆长势显著优于周边地块。

从图3可以看出，全量化肥与有机肥+85％化肥的处理，前期产量增加很快，第一茬于2022年12月17日达到峰值；2023年1月7日-1月24日处于第二茬生长期时，此时全量化肥的处理接近一半植株已经衰败，叶片黄化、脱落，全量化肥处理产量先升后降，于1月27日达到峰值，并最先结束第二茬采收；生物炭+85％化肥、生物炭+有机肥+85％化肥的处理，前期产量增加比较平缓，2022年12月17日达到峰值，至12月27日保持较高水平，然后缓慢下降。

总的来说，全量化肥处理的产量与有机肥+85％化肥的处理产量波动较大，前期施肥作用效果快但持续时间短，而生物炭+85％化肥产量一直处于较高水平、生物炭+有机肥+85％化肥处理处于较平稳水平，且添加生物炭的处理可以保持豇豆收获末期产量稳定，有一定延长收获期的作用，促进增产增收。

从表1可以看出，生物炭+85％化肥处理的平均亩产最高，达到了2770.11kg，相对全量化肥处理的豇豆产量增加了53.6％，该处理的亩收益达到了27388.04元，全量化肥处理的平均亩产最低，只有1803.07kg；

从表2可以看出，与全量化肥处理相比，有机肥+85％化肥、生物炭+85％化肥与有机肥+生物炭+85％化肥处理的豇豆各项营养指标均优于全量化肥，可溶性固形物含量无明显差异(P＞0.05)，其中有机肥+生物炭+85％化肥处理的粗纤维、还原糖指标均显著(P＜0.05)优于其他三个处理。

从表3不同处理前后土壤养分差异看出，除有机肥+85％化肥处理之外，全量化肥、生物炭+85％化肥与有机肥+生物炭+85％化肥处理地块的土壤pH均有不同幅度的提升，分别增加了0.02、0.13、0.18，其中生物炭+85％化肥与有机肥+生物炭+85％化肥提升效果显著；除全量化肥处理之外，有机肥+85％化肥、生物炭+85％化肥与有机肥+生物炭+85％化肥处理地块的有机质分别增加了1.8％、2.6％、12.1％，碱解氮含量分别增加了11.6％、18.8％、10.2％，全氮含量增加了3.3％～14.0％。生物炭+85％化肥处理后的土壤pH、有机质、碱解氮含量显著(P＜0.05)高于其余处理。说明添加生物炭有利于调节土壤酸化，提高有机质含量。

从表4、5看出，不同处理间土壤活性有机碳组分与不同粒径团聚体的相对含量均有显著差异(P＜0.05)，且生物炭+85％化肥处理显著(P＜0.05)提高了土壤活性炭各组分含量与土壤中0.25-2mm团聚体的比例。四个处理的矿质结合态有机碳占总有机碳的比例分别为72.4％、75.4％、76.3％、75.8％，说明减施化肥有利于提高土壤碳稳定性，其中生物炭+85％化肥处理的土壤有机碳稳定性最高。

表1豇豆产量及收益统计表

表2豇豆品质分析结果

注：小写母代表不同处理间的差异达到显著水平P＜0.05。

表3不同处理前后土壤养分差异比较

表4不同处理对土壤活性有机碳组分的影响

表5不同处理中不同粒径团聚体的相对含量

综上所述，本发明通过绿肥还田，在瓜菜季通过减施化肥基肥，增施生物炭有效调节热带土壤酸性，培肥土壤，提高土壤有机碳稳定性，改善土壤结构，从而为后续经济作物提供更充足的养分，提高作物对养分的利用率，从而改善作物质量，增加产量与收益。该生物炭pH为8.46，含碳量较低，只有20％，但在热带土壤改良应用效果较好，且价格便宜，因此，本发明是一种绿色高效的热带土壤改良与化肥减施增效的方法，具有一定经济效益与推广应用价值。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。