一种坡地果园覆土立体保肥的方法

1.本发明涉及改善土壤肥力和水土保持技术领域，具体涉及一种坡地果园覆土立体保肥的方法。


背景技术：

2.绿肥(green manure)是用绿色植物体制成的一种养分完全的生物肥源，是农业生产中重要的有机肥料，也是农业生态系统可持续的重要组成部分。在种植绿肥过程中，通过其发达根系的穿插能提高土壤孔隙度，降低土壤容重，另外通过根际吸收养分，分泌胞外酶等方式来富集、平衡、活化养分的作用，不仅增加了土壤微生物活性，而且一定程度上降低土壤中的有害成分。且绿肥具有庞大的须根系、生长速度快，能起到减缓地表径流的作用，是一种重要的园林绿化和水土保持种类。
3.近年来，为了缓解人多地少的矛盾，提高经济收入，在南方丘陵地区，坡地开垦成为果园已经成为一种普遍的利用方式。据调查，全国现有的水土流失面积为356.0万km2，西部地区水蚀强度大，特别是四川境内的干暖河谷地带，另外，坡地果园的面源污染占据了农业污染的主要比例。过度的开垦，再加上水肥管理混乱，破坏了原有的表土结构，促使原本山陡地贫的坡耕地水土流失严重，在降雨的冲刷下，流失的氮磷养分通过地表径流流入水体中，导致土壤肥力进一步退化导致了江河、湖泊、河流等水体富营养化。因此，对于如何阻控坡地果园的水土流失和提升土壤肥力是当前可持续农业发展的关键。
4.目前，针对坡地果园覆土立体保肥的传统措施主要是覆膜、控水、滴灌等。但它们都存在一定的问题，随着夏季温度升高，覆膜后土壤的热量散不出去，易造成果树根系灼伤而窒息死亡，且接触不到雨水的补给，影响根的发育；而控水必须精细化管理；滴灌投入高，对地理位置的要求高。相反，种植绿肥投资少，肥效高；改良土壤，防止水、土、肥流失；综合利用效益大，对于坡地果园覆土立体保肥是最经济环保的。
5.绿肥品种繁多，生长周期短，其生长受到多因素影响，例如温度、水分、海拔等。随着坡地果园的种植面积日益增长，而种植绿肥对于果园覆土保肥则存在很大空白，尚未见通过种植绿肥运用于坡地果园快速覆土立体保肥的相关专利。因此，研究如何种植绿肥能快速阻控坡地果园坡面水土流失，以及提高坡台土壤肥力，对于坡地果园土壤养分的维持与面源污染的控制有重要意义。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于坡地果园快速覆土立体保肥的绿肥种植方法，解决现有方法处理后坡地果园土壤有机质含量低，边坡水土流失严重的问题。
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.本发明公开了一种坡地果园覆土立体保肥的方法，将处理好的种子铺放在可分解的承载层上，种子发芽后，形成绿肥带，并将其固定在坡台上以及通过预埋在土壤中水土保持装置固定在坡面上。
9.优选的，所述种子的处理过程为：播种前晒种，之后用10％的食盐水进行选种，选种后进行浸种，浸种完成后按照种子和小苏打质量比为400：1放水，进行保湿催芽，摊放晾干后备用。
10.优选的，将晾干后的种子与土壤和肥料混合后摊放到承载层上，并在适宜温度下种子发芽形成绿肥带。
11.优选的，在坡台上开沟，并在沟底铺撒河沙，将种子沾上与其相适应的根瘤菌，种于河沙上并覆土；同时在坡面上铺放绿肥带；后续再对绿肥带进行施肥管理，在绿肥开花时刈割，粉碎后加入生物炭，洒在坡台和坡面上，并进行深翻。
12.相应的，水土保持装置，包括预埋在坡面上的固定管和预埋坡台上与固定管连通的保湿管，所述固定管与保湿管上均设置有若干个微孔，所述固定管上设置有三通管，所述三通管的其中一个接口上固定有固定杆，所述绿肥带固定在所述固定杆上。
13.优选的，所述保湿管为环形，种植在坡台上的植株位于保湿管所围成的区域内，所述保湿管的底部连通有数个朝向植株根部倾斜的导流管。
14.优选的，所述坡地的顶部开设有储水池，所述储水池通过连接管与其相邻的所述固定管连通，所述储水池的顶部开设有通孔，所述通孔内通过连接块固定有面积小于通孔的支撑板，所述支撑板上通过连接杆固定有集水斗，所述集水斗内设置有延伸至支撑板且底部封闭的过滤网兜，所述储水池的顶部、围绕所述通孔设置有支撑筒，所述集水斗的外壁与支撑筒的顶部相抵。
15.优选的，所述连接管与其相邻的所述固定管之间沿着坡面横向设置有施肥管，所述连接管和固定管分别设置有多个，均与所述施肥管连通，所述施肥管上沿其长度方向设置有加料孔，所述加料孔上设置有带顶盖的加料斗，所述加料斗伸出坡面的土壤外。
16.优选的，所述储水池内设置有呈“z”形的弯管，所述弯管的底端开口与连接管连通，所述弯管的底部横管上设置有蝶阀，所述蝶阀的转轴上设置有一端伸出储水池的顶部并带有转盘的转杆。
17.优选的，所述固定管设置有数个，沿着坡面竖直设置，每个所述固定管分别与坡台上的保湿管连通；所述固定管的底部沿其长度方向设置有多个固定锥，所述固定锥的侧壁上设置有数个倒刺；位于坡地最底处的所述固定管或保湿管上通过引流管连通有排水管。
18.本发明具备以下有益效果：
19.1.本发明通过最优绿肥种植技术，进一步加强后续管理，保证绿肥的生长。同时，通过将种植绿肥运用于果园坡台和坡面，有效的缓解了水土流失和对土壤进行保肥。具体通过在坡台和坡面上种植绿肥，并在绿肥开花时刈割粉碎，并洒在坡台和坡面上进行深翻，促进微生物的腐解，增强土壤肥力。
20.2.本发明将绿肥种植技术辅以水土保持装置，最大程度的缓解了水土流失，同时，预埋的土壤内的管道以及设置在管道上的微孔，使部分地表水能够进入到管道内并排出，缓解了地表的压力，减少了土壤中的养分流失。而且，设置的储水池能够储存一部分水，能够用于灌溉，节约了经济和交通成本。
附图说明
21.图1为本发明水土保持装置在坡体上的布设示意图；
22.图2为图1中a所示方向连接管、施肥管和固定管的连接方式示意图；
23.图3为储水池和集水斗的连接结构示意图；
24.图4为储水池结构示意图；
25.图5为储水池和支撑筒的连接结构示意图；
26.图6为集水斗结构示意图；
27.图7为过滤网兜结构示意图；
28.图8为保湿管的剖视图；
29.图9为保湿管的整体结构示意图；
30.图中：固定管1、保湿管2、三通管3、固定杆4、导流管5、储水池6、连接管7、通孔8、连接块9、支撑板10、连接杆11、集水斗12、过滤网兜13、支撑筒14、施肥管15、加料孔16、加料斗17、弯管18、蝶阀19、转杆20、固定锥21、排水管22、重力闭合器23。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
32.若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
33.1.本发明公开了一种基于坡地果园快速覆土立体保肥的绿肥种植方法，将处理好的种子铺放在可分解的承载层上，种子发芽后，形成绿肥带，并将其固定在坡台上以及通过预埋在土壤中水土保持装置固定在坡面上。承载层可以是易分解的无纺布等类似的材料。
34.具体的：种子的处理过程为：将种子晾晒后用盐水进行选种，选种后进行浸种，浸种完成后进行保湿催芽，摊放晾干后备用。将晾干后的种子与土壤和肥料混合后摊放到承载层上，并在适宜温度下种子发芽形成绿肥带。种植绿肥时，在坡台上开沟，并在沟底铺撒河沙，将种子种于河沙上并覆土；同时在坡面上铺放绿肥带；后续再对绿肥带进行施肥管理，在绿肥开花时刈割，粉碎后洒在坡台和坡面上，并进行深翻。
35.进一步的，在种植绿肥前对果园样地进行调查，其中，包括当地的天气状况、自然地理状况、种植情况等，并采集样品，检测土壤理化性质的具体情况，因地制宜选择适宜的绿肥种植。
36.绿肥的选择过程为：结合样地调查情况，选择适宜当地生长的绿肥。在坡台选择不与果树争水争肥、植株矮小的豆科绿肥，起到防止水分流失、控制杂草和保护养分的目的，如紫花苜蓿、白三叶草、毛苕子等。在坡面选择植株低矮，根系发达、固土的绿肥，再结合布设在坡面上的水土保持装置，从而达到防止坡面土壤流失的目的，如白三叶草，紫花苜蓿，红三叶草等。
37.种子播种前的处理过程主要分为4步，播前晒种、药剂浸种(活水浸种)、保持催芽、摊晾炼芽。浸种：播种前应晒种半天，之后播种前用10％的食盐水进行选种，捞去上浮的秕粒、菌核和杂质后，浸泡在30℃左右温水中；先放种子后倒水，种子与水的容积比1：3，水面有气泡，但不出现白沫即可。催芽：按1000克种子加25克小苏打的比例放水，水量淹没种子
为度。反复搓洗种子，种子不亮有麻面即可，后用水反复冲洗。摊晾炼芽：将绿肥种子倒在适宜的温度下，摊开阴晾2～3个小时，切忌不能晾干，只把种子表层水份稍微晾一下即可。然后，将处理好的种子、土壤、肥料混合物放到湿润易分解的无纺布上发芽，放在适宜的温度下，形成绿肥带。
38.进一步的，在播种前需要对果园样地进行整理。具体为：果园样地播种前用自动化除草剂除去杂草且深翻坡台土壤，土壤要求细软松平，并加入适当底肥，一般亩施过磷酸钙、草木灰各15～20kg混合在一起。在坡台垅状土壤开沟，沟宽与沟深根据实际情况进行设置，沟行距约15～30cm。在播种前可在沟底内垫一层2～3cm的河沙，主要是为了加大种子在土壤中的透气性。
39.播种时，绿肥播种量根据不同地势、土壤条件而定，通常为2～5千克/亩。把催好芽的绿肥种子沾上与其相适应的根瘤菌，有利于结瘤固氮，并种于条沟内的垫沙层上，种距为2～5cm。种子排好后用筛子筛些细土覆盖在种子上面，覆土的厚度正常为种子平放时高度的1～2倍；再将形成的无纺布绿肥带固定在坡面。播种后即时浇水，浇水后发现有种子露出土面就应再覆些细土，覆盖湿的稻草。
40.后续管理(施肥管理)：播种绿肥后仍需施肥，一般豆科绿肥以磷肥作种肥的同时，适时追施速效性磷肥，可起到“以磷增氮”的作用。绿肥喜湿怕灌，根据天气，灵活浇水至表面有积水但不流动的状态，注意湿沟排灌。在雨天适当撒施一些尿素、复合肥，保证绿肥对n、p的需求，即时除去杂草。在绿肥开花时刈割，用粉碎机对刈割的绿肥进行剪切，粉碎的绿肥加适量的生物碳，均匀的洒在坡台和坡面，进行深翻，促进微生物的腐解。
41.2.本发明为了配合绿肥的生长还公开了一种埋于土壤中的水土保持装置，参考图1-图9所示。具体包括预埋在坡面上的固定管1和预埋坡台上与固定管1连通的保湿管2，固定管1与保湿管2上均设置有若干个微孔，固定管1上设置有三通管3，三通管3的其中一个接口上固定有固定杆4，绿肥带固定在固定杆4上，避免在雨水的冲刷下绿肥带在坡面上滑落。保湿管2可设置成可开合的，便于在已经种植植株的情况下，埋在土壤中并将植株圈在保湿管的区域内。
42.进一步的，保湿管2为环形，种植在坡台上的植株位于保湿管2所围成的区域内，保湿管2的底部连通有数个朝向植株根部倾斜的导流管5，从而更好的对果树等植株进行单独施肥或浇水。导流管5上可根据实际需要开设多个微孔，并在其出水口处设置滤网，避免土壤堵塞出水口。对于保湿管2所围成区域的大小根据坡台种植的植物来定，当然，为了能够在坡台上种植不同的植物，保湿管2的内圈直径尽量偏大设计，在更换树苗时，不会影响保湿管，同时，也是直接将树苗种植在保湿管2围成的区域内，无需挪动保湿管。
43.进一步的，为了减少水土流失，以及便于对绿肥和植株进行浇灌和施肥，在坡地的顶部开设有储水池6，储水池6可直接在坡地上挖一个，也可知直接将成品运送至坡体顶部进行安放，具体根据坡体的实际情况进行设置即可，主要用于盛放雨水并用于灌溉。储水池6通过连接管7与其相邻的固定管1连通，即与储水池最近的固定管1通过连接管7与储水池6连通，当然，如果是保湿管2靠近储水池，那么就是通过连接管7将保湿管2和储水池6连通。
44.进一步的，为了避免树叶等杂质进入到储水池内，从而在池底沉积，不便于清理，甚至堵塞储水池上与连接管相通的出水口。在储水池6的顶部开设有通孔8，通孔8内通过连接块9固定有面积小于通孔8的支撑板10，即支撑板10固定在通孔8的中心处，使支撑板与通
孔之间形成环形通孔，便于雨水进入到储水池内。而连接块9设置的数量根据支撑板的大小以及在通孔内的稳定性进行确定即可。在支撑板10上通过连接杆11固定有集水斗12，具体的：连接杆11固定在集水斗12底部四角处，其另一端固定在支撑板10靠近其四角处，使集水斗12通过连接杆11支撑在支撑板10上，而相邻连接杆11之间形成的区域则是雨水通过的区域，雨水通过该区域后经过支撑板和通孔之间的间隙进入到储水池内。
45.更进一步的，为了避免杂质通过集水斗进入到储水池内，在集水斗12内设置有延伸至支撑板10且底部封闭的过滤网兜13，相当于由过滤网组成的网兜，用于杂质。而过滤网兜的底部可以是实体板，也可以是与过滤网兜呈一体的滤网。同时，与支撑板10之间可相离设置，也可直接接触。为了避免储水池顶部的杂质进入到储水池内，在储水池6的顶部、围绕通孔8设置有支撑筒14，集水斗12的外壁与支撑筒14的顶部相抵，有效的阻挡了储水池外部的杂质进入到储水池内。另外，在过滤网兜的顶部可对称设置两个提手，便于将过滤网兜从集水斗内取出，将过滤网兜内的杂质倒掉。
46.进一步的，为了避免储水池内的水满后溢出储水池，在储水池6的内顶部、位于支撑板10与通孔8内壁之间的间隙处设置有重力闭合器23，当储水池无法进水后，重力闭合器23则阻挡储水池内的水流出，重力闭合器为现有设备，根据现场的实际情况进行变形安装即可。
47.进一步的，为了便于对绿肥和植株进行施肥和灌溉，在连接管7与其相邻的固定管1之间沿着坡面横向设置有施肥管15，连接管7和固定管1分别设置有多个，均与施肥管15连通，施肥管15和固定管1连接处的固定管上同样设置有三通管3和固定杆4，便于固定绿肥带。施肥管15上沿其长度方向设置有加料孔16，加料孔16上设置有带顶盖的加料斗17，加料斗17伸出坡面的土壤外。通过加料斗17向施肥管15内添加肥料，储水池内的水通过连接管7流向施肥管15时，肥料融化，并沿着固定管1流向保湿管2，逐渐向坡体下方流去，而固定管和保湿管上的微孔则使得肥料水浸入到土壤中，被绿肥和植株吸收，从而对坡体和坡台上的植株和绿肥进行灌溉和施肥。
48.进一步的，参考图2所示，连接管7预埋在土壤中，并根据需要设置有数个，按照本发明中连接管所设置的位置，连接管7上不设置微孔，减少水分在坡体靠近顶部位置的流失，使水流能够尽可能的到达坡体底部的位置，进而实现对整个坡体的浇灌和施肥。本发明中，固定管1设置有数个，沿着坡面竖直设置，每个固定管1分别与坡台上的保湿管2连通，即一个固定管1对应一个保湿管2，如果坡台上设置有多排植株，那么，保湿管2之间则通过管道连通，当然，保湿管2之间的连接方式可以是位于一横排上的保湿管相互连通，也可以是位于一列的保湿管相互相同，亦或者是相邻保湿管之间相互都连通。无论是哪种连通方式，始终需要保证一个固定管1连接坡台上一列保湿管2，才能保证流经固定管1的水能够流经每个保湿管，从而达到全面灌溉的目的。
49.进一步的，为了保证固定管在坡面上的稳定性，避免在雨水的冲刷下，固定管移位。在固定管1的底部沿其长度方向设置有多个固定锥21，即固定锥优选为呈圆锥形，便于其插入土壤中固定，同时固定锥21的侧壁上设置有数个倒刺，有效增加固定管与土壤之间的稳定性。位于坡地最底处的固定管1或保湿管2上通过引流管连通有排水管22，排水管22倾斜设置，从而将坡体上多余的水经过排水管排出坡体外。因此，在排水管22上也根据实际需要设置多个微孔。
50.更进一步的，为了避免土壤堵塞管道上的微孔，在固定管1、保湿管2、导流管5和排水管22上缠绕一层滤布，有效的阻挡了土壤进入到管道内，避免堵塞管道。如果出现管道堵塞的情况，可将固定杆4从三通管3上取下，并连接外部水管，在一定的水压下，向固定管1内进水，从而将管道内的沉积物冲至坡体下方的排水管内。固定杆4为实心的杆件，可以堵塞三通管3的一个接口，避免水从其接口处流出。由于每个坡面上都有固定杆，因此，对于固定管和保湿管内沉积物的清除工作也较为容易，也能够增加整个装置的使用寿命，无论是更换树苗还是种植其他作物，整个装置都能够发挥作用。
51.进一步的，为了避免储水池内的沉积物通过连接管7进入到固定管和保湿管内进行沉积，在储水池6内设置有呈“z”形的弯管18，即弯管18的进水口朝向储水池的内壁面设置并设置有滤网，能够有效的避免杂质等沉积物进入到弯管内。而弯管18的底端开口与连接管7连通，弯管18的底部横管上设置有蝶阀19，从而人为的控制的浇灌和施肥的时机。蝶阀19的转轴上设置有一端伸出储水池6的顶部并带有转盘的转杆20，通过转动转杆20，进而转动蝶阀19打开弯管18，使储水池内的水通过连接管进入到固定管内，并逐渐朝向坡体下方的流动，而微孔的设置则实现了对坡体、坡面上绿肥和植株的浇灌和施肥，从而更好的对绿肥进行后续管理，如施肥、浇灌等。同时，在雨水季节，储水池不仅能够起到储水的作用，还减少了雨水从坡体留下，有效了减少了水土流失，同时，由于固定管和保湿管上都设置有微孔，那么，浸入土壤中的雨水，也会有一部分进入到管道内，并沿着管道进入到排水管内排出，也有效的缓解了坡体的水土流失和地表径流。
52.下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
53.实施例
54.坡地果园绿肥的种植和管理
55.(1)2019年3月对雅安市汉源县汪家村黄果柑坡地果园进行样地调查，包括当地的天气状况、自然地理状况、种植情况等，并采集样品，检测土壤理化性质的具体情况，作为数据的对照(其中包括雨季后土壤养分的流失情况)。
56.(2)选择适宜的绿肥：结合样地调查情况，选择豆科白三叶草作为种植的绿肥。同时以紫花苜蓿、毛苕子、红三叶草作为重复。
57.(3)种子播种前处理：主要分为四个步骤，播前晒种、药剂浸种(活水浸种)、保湿催芽、摊晾炼芽。浸种：将白三叶草种子晒半天，之后播种前用10％的食盐水进行选种，捞去上浮的秕粒、菌核和杂质后，浸泡在30℃左右温水中,先放种子后倒水，种子与水的容积比1：3，水面有气泡，但不出现白沫即可。催芽：按1000克种子加25克小苏打的比例放水，水量淹没种子为度。反复搓洗种子，种子不亮有麻面即可，后用水反复冲洗。摊晾炼芽：将白三叶草种子倒在适宜的温度下，摊开阴晾2～3个小时，切忌不能晾干，只把种子表层水份稍微晾一下即可。然后，将其中一部分处理好的种子、土壤、肥料混合物放到湿润易分解的无纺布上发芽，放在适宜的温度下，形成绿肥带。
58.(4)果园样地的整理：在雅安市汉源县汪家村黄果柑坡地果园，用自动化除草剂除去杂草且深翻坡台土壤，土壤要求细软松平，并加入适当底肥，一般亩施过磷酸钙、草木灰各15～20kg左右混合在一起。在坡台垅状土壤开沟，沟宽与沟深根据种子的大小和种植的多少确定，沟行距约15～30cm。在播种前可在沟底内垫一层2～3cm的河沙，主要是为了加大种子在土壤中的透气性。
59.(5)播种：按照2.5千克/亩的标准进行白三叶草、紫花苜蓿、毛苕子的种植。把催好芽的白三叶草沾上与其相适应的根瘤菌，种于条沟内的垫沙层上，种距为2～5cm。种子排好后用筛子筛些细土覆盖在种子上面，覆土的厚度正常为种子平放时高度的1～2倍；将形成的无纺布绿肥带固定在坡面。播种后即时浇水，浇水后发现有种子露出土面就应再覆些细土，覆盖湿的稻草。在播种时，将整个坡体竖直划分为三个区域，每个区域内布设的固定管、保湿管数量相同。其中，坡台分别播种白三叶草、紫花苜蓿、毛苕子，坡面分别播种白三叶草、紫花苜蓿、红三叶草。具体播种与上述方式相同。
60.(6)后续管理：播种绿肥后仍需施肥，一般豆科绿肥以磷肥作种肥的同时，适时追施速效性磷肥，根据天气，灵活浇水至表面有积水但不流动的状态，注意湿沟排灌。在雨天适当撒施一些尿素、复合肥，保证绿肥对n、p的需求，即时除去杂草。
61.(7)适时收割或翻压：在白三叶草、毛苕子、紫花苜蓿、红三叶草开花时刈割，用粉碎机对刈割的绿肥进行剪切，并预留一定高度的茎秆，以便再生。粉碎的绿肥加适量的生物碳，均匀的洒在坡台和坡面，进行深翻。
62.最后统计生长过程中，绿肥的生长状况、收割后的土壤养分情况(见表1所示)，以及坡面5～9月雨季的养分流失情况(见表2所示)。
63.表1坡台绿肥生长状况及土壤养分情况
[0064][0065][0066]
表2坡面绿肥生长状况及土壤养分情况
[0067][0068]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0069]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。