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一種通過輪作三葉菜和紅花防治坡地水土流失的方法.pdf

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一種 通過 輪作 三葉菜 紅花 防治 坡地 水土流失 方法
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摘要
申請專利號:

CN201610208953.6

申請日:

20160406

公開號:

CN105850416A

公開日:

20160817

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G1/00,A01B79/02 主分類號: A01G1/00,A01B79/02
申請人: 十堰市農業生態環境保護站
發明人: 李濤,戢正華,閆仁凱,周彩珍,汪建敏,高明,王華玲,黃曉珊,蔣艷
地址: 442200 湖北省十堰市柳林路49號
優先權: CN201610208953A
專利代理機構: 武漢開元知識產權代理有限公司 代理人: 徐紹新
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610208953.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種通過輪作三葉菜和紅花防治坡地水土流失的方法,本發明通過大量篩選,最終選擇抗逆性強、水土保持效果好、經濟效益明顯的三葉菜和紅花進行輪作,種植過程中以生物有機肥為主,充分利用光照、雨水、節地、種植季節時差以及植物間相互依存關系,采用輪作換茬、間歇歇田等高效生態模式,提高植物的郁閉度、減少水土流失、控制和減少氮磷的流失。同時提高了三葉菜和紅花的病蟲草害抗性,增加了產量,實現了較好的生態與經濟效益。

權利要求書

1.一種通過輪作三葉菜和紅花防治坡地水土流失的方法,其特征在于包括以下步驟:1)整地、施基肥:選擇土層肥沃、深厚、疏松、排灌方便,海拔800米以下的緩坡地,耕深達27cm以上,整地,施基肥,按1000kg農家肥/畝施加,深埋入土,播種前再耙地一次,使土壤細碎疏松,做畦,三溝配套;2)三葉菜播種、育苗、移栽定植:三葉菜于8月中上旬播種,每畝用種量為40克,播種后畝施農家肥3000公斤、復合肥25公斤,然后用營養土覆蓋,再覆蓋稻草或麥桿保濕,出苗后及時揭掉;幼苗至3葉時,進行間苗,當苗齡25-30天,苗高15cm,5-6片真葉時,移栽定植大田;移栽定植的行距為50cm,株距40cm,挖窩定植;3)三葉菜田間管理:在定植后一周,進行追肥,或者在葉片長至10片葉時進行追肥,一季追肥1次,當年追肥為畝施尿素10kg,隔年追肥時,畝施尿素10k、過磷酸鈣20公斤,以增進抗性;并按常規方法進行水分管理和病蟲害防治;4)三葉菜采收:11月中上旬采收,采后深翻炕土,耕深達到27cm以上,整地,施基肥,按1000kg農家肥/畝施加;5)紅花播種:11月中下旬至12月上中旬進行條播,行距60cm,株距5~7cm,播種深度3~5cm,播種量為3kg/畝;6)紅花田間管理:第1次中耕在出苗現行后進行,中耕深度為4~6cm;第2次中耕在蓮座葉叢期進行,深度為12~14cm;第3次中耕在伸長期進行,深度為16~20cm;人工除草,并按常規方法進行水分管理和病蟲害防治;7)紅花采收:第二年6月中旬采收花絨和種子。

說明書

技術領域

本發明屬于水土環境保護和農作物種植技術領域,具體涉及一種通過輪作三葉菜和紅花防治坡地水土流失的方法。

背景技術

水土流失導致土壤肥力下降、蓄水能力減弱,是農業面源污染和水體富營養化的“源頭”。目前,國內外防治坡地水土流失的措施主要分為工程措施和生態措施。工程措施包括修建攔水溝埂、山坡截流溝、坡面蓄水工程及梯田等,此種措施能在一定程度上攔土蓄水達到水土防治的目的,但存在工程量大、費時耗力以及經濟和生態效益不理想等缺點。生態措施又分為土壤措施和農業措施,土壤措施是指向土壤中施加土壤改良劑、固定劑等化學合成品,達到改善土壤結構、固定土壤、降低水土流失的目的,此種措施在一定程度上彌補了工程措施費時耗力的缺點,但也存在人工成本高、生態風險大等問題;農業措施是在遵循生態物質循環基礎上實施的水土防控措施,包括深耕、等高耕作、作物殘茬覆蓋、垅作區田及植物籬等。該類措施具有成本低,連續性強,生態效益好等優點,在旱坡地水土流失與面源污染防治領域得到了廣泛的應用與推廣。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的防治坡地水土流失的方法,該方法采用輪作三葉菜和紅花的農業措施,不僅有效地防治了坡地的水土流失和水體的富營養化,而且還產生了較大的農作物經濟效益。

本發明所提供的方法包括以下步驟:

1)整地、施基肥:選擇土層肥沃、深厚、疏松、排灌方便,海拔800米以下的緩坡地,耕深達27cm以上,整地,施基肥,按1000kg農家肥/畝施加,深埋入土,播種前再耙地一次,使土壤細碎疏松,做畦,三溝配套;

2)三葉菜播種、育苗、移栽定植:三葉菜于8月中上旬播種,每畝用種量為40克,播種后畝施農家肥3000公斤、復合肥25公斤,然后用營養土覆蓋,再覆蓋稻草或麥桿保濕,出苗后及時揭掉;幼苗至3葉時,進行間苗,當苗齡25-30天,苗高15cm,5-6片真葉時,移栽定植大田;移栽定植的行距為50cm,株距40cm,挖窩定植;

3)三葉菜田間管理:在定植后一周,進行追肥,或者在葉片長至10片葉時進行追肥,一季追肥1次,當年追肥為畝施尿素10kg,隔年追肥時,畝施尿素10k、過磷酸鈣20公斤,以增進抗性;并按常規方法進行水分管理和病蟲害防治;

4)三葉菜采收:11月中上旬采收,采后深翻炕土,耕深達到27cm以上,整地,施基肥,按1000kg農家肥/畝施加;

5)紅花播種:11月中下旬至12月上中旬進行條播,行距60cm,株距5~7cm,播種深度3~5cm,播種量為3kg/畝;

6)紅花田間管理:第1次中耕在出苗現行后進行,中耕深度為4~6cm;第2次中耕在蓮座葉叢期進行,深度為12~14cm;第3次中耕在伸長期進行,深度為16~20cm;人工除草,并按常規方法進行水分管理和病蟲害防治;

7)紅花采收:第二年6月中旬采收花絨和種子。

本發明的有益效果是:

本發明通過大量篩選,最終選擇抗逆性強、水土保持效果好、經濟效益明顯的三葉菜和紅花進行輪作,種植過程中以生物有機肥為主,充分利用光照、雨水、節地、種植季節時差以及植物間相互依存關系,采用輪作換茬、間歇歇田等高效生態模式,提高植物的郁閉度、減少水土流失、控制和減少氮磷的流失。同時提高了菜(三葉菜)、藥(紅花)的病蟲草害抗性,增加了產量,實現了較好的生態與經濟效益。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明進行詳細地說明。

實施例1

1)整地、施基肥:選擇土層肥沃、深厚、疏松、排灌方便,海拔800米以下的緩坡地,耕深達27cm以上,整地,施基肥,按1000kg農家肥/畝施加,深埋入土,播種前再耙地一次,使土壤細碎疏松,做畦,三溝配套;

2)三葉菜播種、育苗、移栽定植:三葉菜于8月中上旬播種,每畝用種量為40克,播種后畝施農家肥3000公斤、復合肥25公斤,然后用營養土覆蓋,再覆蓋稻草或麥桿保濕,出苗后及時揭掉;幼苗至3葉時,進行間苗,當苗齡25-30天,苗高15cm,5-6片真葉時,移栽定植大田;移栽定植的行距為50cm,株距40cm,挖窩定植;

3)三葉菜田間管理:在定植后一周,進行追肥,或者在葉片長至10片葉時進行追肥,一季追肥1次,當年追肥為畝施尿素10kg,隔年追肥時,畝施尿素10k、過磷酸鈣20公斤,以增進抗性;并按常規方法進行水分管理和病蟲害防治;

4)三葉菜采收:11月中上旬采收,采后深翻炕土,耕深達到27cm以上,整地,施基肥,按1000kg農家肥/畝施加;

5)紅花播種:11月中下旬至12月上中旬進行條播,行距60cm,株距5~7cm,播種深度3~5cm,播種量為3kg/畝;

6)紅花田間管理:第1次中耕在出苗現行后進行,中耕深度為4~6cm;第2次中耕在蓮座葉叢期進行,深度為12~14cm;第3次中耕在伸長期進行,深度為16~20cm;人工除草,并按常規方法進行水分管理和病蟲害防治;

7)紅花采收:第二年6月中旬采收花絨和種子。

試驗例

1.數據采集

在十堰市鄖縣安陽鎮余咀村示范基地進行三葉菜+紅花輪作,間作工程于2013年啟動,運行至2015年7月30日;空白玉米為對照,種植時間與三葉菜+紅花輪作模式相一致。整個試驗期間,采集每次自然降雨產生的地表徑流,并記錄降雨量、降雨時間、徑流量等數據。

地表徑流水樣釆集方法:單次降雨結束后,取集流槽與日記式水位計之間的塑料集水盆中的清液,三次重復混合樣600ml,加入4ml濃硫酸,終止微生物活動,用于測定氮素養分;每次產流過程中,在產流初期、中期及后期分3次徑流樣,3次混合樣600mL,用于測定泥沙含量。

地表徑流固相(泥沙)采集:單次降雨結束,采集水樣后,用塑料管將集流池中上清夜吸至快干時,將池中的泥聚態樣品收集至塑料桶,靜止,待澄清后,棄去清夜,收集泥沙,45℃供干保存,用于測定氮素養分。

水樣及泥沙氮養分測定:水樣中的總氮(WTN)采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-89)測定,可溶性總氮(WDN)是將水樣經0.45μm濾膜過濾后,采用國標法GB11894-89測定,確氮(WAN)與按氮(WNN)是將水樣經0.45μm濾膜過濾后,采用流動注射分析法測定,顆粒態氮(WPN)=WTN-WDN。泥沙樣總氮(STN)、有效氮(SEN),稍氮(SAN)與按氮(SNN)測定釆用2MkCl浸提,流動注射分析法。

2.數據計算與分析

1)水、土流失量計算方法

單次次降雨地表徑流量測定與計算:每次產流過程結束后,測定集流池中的地表徑流的深度,再用此深度值乘以集流池橫截面面積得到單次次降雨的地表徑流量。

土壤流失量測定與計算:每次產流過程中,在產流初期、中期及后期分3次取樣,采用過濾供干法測定徑流中泥沙含量,由泥沙含量平均值與徑流量的乘積得到單次次降雨的土壤侵燭量。

年地表徑流量計算:匯總年度內單次地表徑流量之和除以徑流小區面積得到

M=Σi=jm10Mj/A]]>

式中,M:年度內地表徑流量(m3/hm2),A:徑流小區面積(m2)

年土壤流失量計算:匯總年度內單次土壤流失量之和除以徑流小區面積得到,計算式如下:

W=Σi=jm1000Wj/A]]>

式中,W:年度內地表徑流量(t/km2)

Wj:第j次次降雨土壤流失量(kg),j=l,2,3…..m

A:徑流小區面積(m2)

2)年總氮、總磷流失負荷計算方法

A.單次次降雨徑流總氮或總磷流失量計算:

Rj=Mj·Cj/1000

式中,Rj:單次次降雨徑流小區徑流總氮或總磷流失量(kg)

Ci:第j次次降雨地表徑流總氮或總磷濃度(kg/L)

B.年徑流總氮或總磷流失負荷計算:

R=Σi=jm10Rj/A]]>

式中,R:年徑流總氮或總磷失負荷(kg/hm2)

C.單次次降雨泥沙總氮或總磷流失量計算:

Gj=Mj·θj

式中,Rj:單次次降雨徑流小區泥沙總氮或總磷流失量(kg)

θj:第j次次降雨泥沙總氮及總磷濃度(g/kg)

D.年泥沙總氮或不同形態氮流失負荷計算:

G=Σi=jm10Gj/A]]>

式中,G:年泥沙總氮或不同形態氮流失負荷(kg/hm2)

F.年總氮或不同形態氮流失負荷:

T=R+G

式中,T:年總氮或不同形態氮流失負荷(kg/hm2)

3.運作過程分析

輪作工程于2013年開始動工建設,運行至2015年7月30日,自然降雨條件下鄖縣安陽鎮余咀村示范工程試驗點分別產生地表徑30次,其中,2013年試驗期間11次,2014年試驗期間12次,2015年7次。各處理產生次降雨的日期及降雨量見表1。

表1試驗期產流的降雨時間和降雨量

降雨日期 降雨量(mm) 降雨日期 降雨量(mm) 2013-05-23 23.4 2014-06-06 25.3 2013-05-25 54.3 2014-06-23 24.0 2013-05-26 45.6 2014-07-17 42.7 2013-06-06 25.3 2014-07-18 157.0 2013-06-23 24.0 2014-07-19 50.2 2013-07-17 42.7 2014-07-29 28.8 2013-07-18 157.0 2014-08-01 28.9 2013-07-19 50.2 2014-08-17 37.9 2013-07-29 28.8 2015-04-19 30.4 2013-08-01 28.9 2015-05-26 24.3 2013-08-17 37.9 2015-06-06 25.3 2014-04-19 30.4 2015-06-23 24.0 2014-05-23 23.4 2015-07-18 57.6 2014-05-25 54.3 2015-07-19 50.2 2014-05-26 45.6 2015-07-28 28.8

4.坡耕地水土流失效應分析

(1)控制地表徑流的效應分析

由表2可知,由于三葉菜+紅花模式于2013年11月份開始進行播種,因此,2013年沒有進行檢測。2014年開始進行地表徑流監測。盡管三葉菜和紅花均為一年生草本植物,但兩種植物具有播種和生長的季節性差異,從種植結果可看出,兩種植物生長狀況良好,莖葉的地表覆蓋度較高,有利于地表徑流控制。從2014年監測數據亦可以看出,三葉菜+紅花輪作處理下,其在種植第一年內,就表現出了較好的地表徑流控制效應,這表明三葉菜+紅花輪作模式在地表徑流控制方面,不僅效果好,也見效快。

表2三葉菜+紅花輪作模式對地表徑流的影響

注:“-”表示比對照少,效應為正,“+”表示比對照多,效應為零,下同。

(2)控制土壤流失的效應分析

由表3可知,由于三葉菜和紅花輪作下可以常年保持試驗小區內有植物種植。從全年范圍內可以看出,三葉菜+紅花處理下,土壤流失遠低于玉米對照處理。這些數據表明,三葉菜+紅花輪作模式是一種快速控制土壤流失的種植模式。

表3三葉菜+紅花輪作模式控制土壤流失的效應

(3)對氮磷阻控的效應分析

①對徑流中總氮、總磷濃度的影響

為探討間作工程對坡耕地氮磷的控制效應,根據降雨數據,選取2013年、2014年、2015年代表性降雨徑流研究其地表徑流中的總氮、總磷含量變化。由表1可以看出,輪作工程所處區域主要徑流產生時間主要在每年的5-8月份,因此,重點選取每年的5-8月份地表徑流中氮磷濃度加以分析。從表4可以看出,在三葉菜+紅花輪作模式下,地表徑流中的總氮含量不斷降低。從三年地表徑流中總氮濃度的平均值也可以看出,與種植常規農作物相比,三葉菜+紅花輪作模式可以有效降低地表徑流中的氮含量。

表4三葉菜+紅花輪作模式對徑流水中總氮濃度的影響

表5為三葉菜+紅花輪作模式對地表徑流中總磷濃度的影響。從結果可以看出,三葉菜+紅花的輪作模式對徑流中總磷也表現出了明顯的控制力。2014年和2015年結果證實,三葉菜和紅花輪作模式下徑流中的總磷含量低于玉米對照處理。

表5三葉菜+紅花輪作模式對徑流水中總磷濃度的影響

②對氮磷流失總量的影響

表6為三葉菜+紅花輪作模式對坡耕地氮、磷流失總量的影響。研究結果表明,在2014年,三葉菜+紅花輪作模式總氮流失量比玉米對照處理降低18.17kg/hm2,降低幅度為55.9%。

表6表明,三葉菜+紅花輪作處理下,土壤中總磷流失量遠遠低于玉米對照處理,盡管其均為一年生植物,但已具有較好的總磷流失量控制效果。

表6三葉菜+紅花輪作模式對坡耕地氮、磷流失總量的影響

5.三葉菜+紅花輪作模式下的經濟效益評估

根據單位產量及中藥材市場價格,可評估其經濟效益。從統計結果可以看出,2013年玉米對照處理產值為3.2萬/hm2,2014年為3.4萬/hm2。與玉米對照處理相比,2014年三葉菜+紅花輪作的經濟產值遠高于同期對照的玉米處理,經濟產值提高約84.8%。由此可以看出,三葉菜+紅花輪作模式的經濟效益要遠遠高于普通農作物種植。

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