专利名称：红黄壤耕地高产环保施肥的方法
技术领域：
本发明涉及农田施肥技术领域，更具体涉及一种红黄壤耕地施用畜禽粪便有机肥 的方法，以提高低产红黄壤土地生产力，达到农作物优质高产栽培和保护农业环境的目的。
背景技术：
红黄壤是中国亚热带区广泛分布的主要类型土壤，总面积达到218万平方公里， 占全国总土地面积的22. 7%，红黄壤耕地面积占全国总耕地面积的28%。但是，由于红黄 壤耕地普遍存在土壤有机质含量低，氮磷钾等养分严重缺乏，导致土壤结构差、作物产量很 低，而施用化肥不仅其作物利用率低，增产效果差，而且造成土壤易板结等问题。自20世纪80年代以来，中国的养殖业发展很快，特别是畜禽养殖的集约化程度和 产量均不断增长。近几年中国的肉蛋禽总产量连续保持世界第一，这对改善人民生活水平 起到了重要作用。随着中国集约化畜禽养殖业的迅速发展，养殖场畜禽粪便对其周边环境 污染问题也日益突出，成为制约畜牧业快速发展的关键问题。根据第一次全国污染源普查 公报，2010年中国畜禽粪尿的排放量达到4. 06亿吨，成为与工业废水和生活污水并列的三 大污染源之一。集约化养殖产生的大量畜禽粪便排放对水源等严重的环境污染，导致政府 部门在一些城市重要的水源区规划了“禁养圈”的现象，其关键问题就是没有解决好畜禽粪 便的利用处理问题。畜禽粪便的有机质和养分含量丰富，合理施用畜禽粪便，不仅对于中低 产红黄壤土壤质量改良和作物高产栽培、以及减少其环境污染等具有重要的意义，而且可 减少化肥施用，有利于循环农业、环保农业和低碳农业发展。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法，方法易行，操 作简便，该施肥技术增产效果好、成本低、使用方便、实用性广，广泛适合于畜禽粪便在中低 产红壤和红壤耕地中应用，并且可以改善土壤质量，提高土壤养分含量。为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施
一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法，其技术构思是红黄壤耕地是中国亚热带区主 要耕作类型土壤，但其土壤肥力和作物产量低，属于典型的中低产土壤。传统的耕作管理方 式种植作物和自然恢复相结合，即将林地开垦后种植几年作物后，当土壤肥力下降后即弃 耕使其自然恢复，当土壤肥力提高后再开垦。在现代农业中，化肥的施用最先起源于国外， 如英国洛桑试验站早100多年前开始施用磷肥，国外耕地大面积使用化肥大约始于20世 纪50年代末期，施用30年后(到20世纪80年代)即出现由于施用化肥而引起的环境污染 问题，此后对化肥施用实行了严格的控制。中国在20世纪70年代以前基本使用农家肥，此 后开始使用化肥，到20世纪80年代开始大面积耕地施用化肥，到目前亦达30年，因此同样 出现了由化肥施用而导致的农业环境污染等问题。而且中国的化肥施用量大多数借鉴国外 施肥水平，但是中国的土壤不仅与国外的土壤差异很大，并且中国土壤类型繁多，尤其是贫 瘠红黄壤的基础养分含量低，因此对于红黄壤采用通常的化肥施用量，肥料作物利用率低，很难使红黄壤耕地达到高产，且长期施用化肥导致土壤结构破坏、酸化严重，并造成农业生 态环境污染。本发明专利要解决的关键技术问题是建立一种适合中国特色土壤类型(红黄 壤)的耕地高产环保施肥技术，达到作物高产优质栽培，快速培肥土壤，有效保护农业(养殖 业和种植业)生态环境。以畜禽粪便作为红壤耕地的肥料，不使用任何化肥。以畜禽粪便干 物重计算，每公顷红黄壤耕地施入腐熟的畜禽粪便2. 3 - 4. 5吨。一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法，具体包括如下步骤
(1)堆肥将收集的养殖场畜禽粪便堆积发酵10 - 30天，杀死畜禽粪便中的病原菌 和寄生虫等。再测定发酵后的畜禽粪便干物质含量，具体操作先将铝盒放在烘箱中于 103°C下烘干8 - 10小时，取出铝盒置于下部放有部分干燥硅胶的干燥器中冷却至室温 (20-25以下相同)，称量铝盒重量，通过8 - 10点采样采集20 - 25克发酵后的畜禽粪便 放入上述烘干后的铝盒中，称量鲜畜禽粪便+铝盒的重量，将其放入烘箱中在103°C下烘干 20 - 24小时，取出置于上述干燥器中冷却至室温，然后称量干畜禽粪便+铝盒的重量。采样 下列公式计算畜禽粪便干物质含量
畜禽粪便干物质含量(％)=[(干畜禽粪便+铝盒)(g)“铝盒(g)] / [(鲜畜禽粪 便 + 铝盒)(g)-铝盒(g)] X100%。发酵后畜禽粪便的干物质含量通常控制在55% - 60%。同时测定发酵后畜禽粪便的 有机碳、全氮、全磷和全钾含量。具体操作为取发酵后的畜禽粪便500 - 700克，于室内风 干后，再置于烘箱中于60 - 65°C烘干2 - 3天至恒重，然后用于测定其有机碳、全氮、全磷和 全钾含量。畜禽粪便的有机碳含量采用重铬酸钾外加热氧化法测定，畜禽粪便全氮、全磷和 全钾含量采用浓硫酸_双氧水消化后分别用分光光度计比色法、流动注射仪器法和原子 吸收光谱仪器法测定。( 2)整地采用小型翻耕机或人工对红黄壤土壤翻耕和整平。(3)施肥将步骤(1)中所得的发酵后畜禽粪便按照干物质重每公顷2. 3 - 4. 5吨， 施入翻耕整平好的红黄壤耕地中，再翻动土壤，使粪肥混入土壤表层2 - 6厘米处。(4)播种直接播种或移栽需种植的作物，播种和移栽后适量浇水，通常每公顷浇 水6 - 12吨水，使土肥水融合，并与作物密切结合。(5)中耕与除草在作物生长季节中耕1 - 3次，结合中耕除去杂草。(6)病虫害防治根据作物病虫害发生情况，喷施杀虫(50%重量比辛硫磷1400 -1600倍稀释液、2. 5%重量比溴氰菊酯2800 - 3000倍稀释液、50%重量比敌敌畏乳油1800 -2000倍稀释液)或者杀菌(75%重量比百菌清可湿性粉剂500 - 700倍稀释液、25%重量比甲 双灵可湿性粉剂600 - 1000倍稀释液、58%重量比甲双灵锰锌500-700倍稀释液)药液2 - 4 次。(7)收获作物成熟时进行收获。本发明具有以下优点
1.使用本发明红黄壤耕地高产环保施肥的方法对作物的增产效果很显著，施用常 规化学NPK肥对红黄壤耕作作物增产作用很小，而施用畜禽粪便时可以低产红黄壤耕地作 物产量达到和超过高产土壤。2.本发明的红黄壤耕地高产环保施肥的方法为畜禽养殖业粪便的资源化利用提 供一条经济适用的有效途径，可以解决畜禽粪便对水体富营养化等生态环境问题。
3.本发明的红黄壤耕地高产环保施肥的方法，全部使用有机肥，不使用任何化肥， 不仅可生活优质农产品提供保障，同时为循环农业、环保农业和低碳经济提供了优化的农 业示范模式。4.本发明的红黄壤耕地高产环保施肥的方法，不仅可使红黄壤耕地生产力大幅度 提高，并能显著提高红黄壤土壤有机质和氮磷钾养分含量，改善土壤结构。
5.实用性广，适合于亚热带区红黄壤旱地、果园和稻田土地利用方式下粮食、水果 和蔬菜等各种农作物的高产栽培中应用。
图1为一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法的流程图。图2为猪粪施用量对黄壤和紫色土中油麦菜鲜重的影响示意图。图3为猪粪施用量对黄壤和紫色土中油麦菜干重的影响示意图。图4为猪粪施用量对黄壤和紫色土中油麦菜硝酸盐含量的影响示意图。图5为猪粪施用量对黄壤和紫色土中油麦菜全氮含量的影响示意图。图6为猪粪施用量对黄壤和紫色土中油麦菜全磷含量的影响示意图。图7为猪粪施用量对黄壤和紫色土中油麦菜全钾含量的影响示意图。图8为猪粪施用量对黄壤和紫色土提取磷(Olsen-P)含量的影响示意图。图9为猪粪施用量对黄壤和紫色土有机碳含量的影响示意图。图10为猪粪施用量对黄壤和紫色土全氮含量的影响示意图。
具体实施例方式一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法，包括下列步骤
(1)堆肥1 将收集的猪、牛、鸡、马、羊等养殖场的畜禽粪便，堆积发酵10或15或18或 21或24或26或28或30天，杀死畜禽粪便中的病原菌和寄生虫等。再测定发酵后的畜禽 粪便干物质含量，具体操作先将铝盒放在烘箱中于103°C下烘干8或9或10小时，取出铝 盒置于下部放有部分干燥硅胶的干燥器中冷却至室温，称量铝盒重量，通过8或9或10点 采样采集20或22或23或24或25克发酵后的畜禽粪便放入上述烘干后的铝盒中，称量鲜 畜禽粪便+铝盒的重量，将其放入烘箱中在103°C下烘干20或21或23或24小时，取出置 于上述干燥器中冷却至室温，然后称量干畜禽粪便+铝盒的重量。采样下列公式计算畜禽 粪便干物质含量
畜禽粪便干物质含量(％)=[(干畜禽粪便+铝盒)(g)“铝盒(g)] / [(鲜畜禽粪 便 + 铝盒)(g) _ 铝盒(g)] X 100%。同时测定发酵后畜禽粪便的有机碳、全氮、全磷和全钾含量。具体操作为取发酵 后的畜禽粪便500或550或600或650或700克，于室内风干后，再置于烘箱中于60或62 或63或64或65°C烘干2 - 3天至恒重，然后用于测定其有机碳、全氮、全磷和全钾含量。畜禽粪便的有机碳含量采用重铬酸钾外加热氧化法测定，畜禽粪便全氮、全磷和全钾含量采 用浓硫酸_双氧水消化后分别用分光光度计比色法、流动注射仪器法和原子吸收光谱仪 器法测定。发酵后畜禽粪便的干物质含量通常控制在55% - 60%。烘干基计算，猪粪的有机碳、全氮、全磷和全磷含量通常分别为39. 3% - 43. 5%、1. 98% - 2. 20%、0. 85% - 0. 95%、 1. 05% - 1. 18%，牛粪的有机碳、全氮、全磷和全磷含量通常分别为36. 2% - 38. 6%、1· 61% -1. 73%、0. 41% - 0. 45%、0. 91% - 0. 99%，鸡粪的有机碳、全氮、全磷和全磷含量通常分别为 28. 5% - 31. 8%、2. 21% - 2. 47%、0. 87% - 0. 99%、1. 54% - 1. 68%,马粪的有机碳、全氮、全磷和 全磷含量通常分别为 34. 3% - 37. 8%、1· 41% - 1. 54%,0. 43% - 0. 50%、1. 23% - 1. 38%,羊粪的 有机碳、全氮、全磷和全磷含量通常分别为31. 7% - 35. 6%、2· 00% - 2. 17%、0. 46% - 0. 53%、
1.19% - 1. 46%。 ( 2)整地2 采用小型翻耕机或人工对红黄壤土壤翻耕和整平。(3)施肥3 将步骤1中所得的发酵后畜禽粪便按照干物质重每公顷2. 3或2. 5或
2.7或2. 9或3. 2或3. 5或3. 9或4. 2或4. 5吨，施入翻耕整平好的红黄壤耕地中，再翻动 土壤，使粪肥混入土壤表层2或3或4或5或6厘米处。(4)播种或移栽4 对于种植玉米、大豆、花生、蚕豆和小麦等，于施肥后2 - 3天将 种子直接播种于土壤中，播种密度为每公顷6 - 16. 5万穴，每穴2 - 5粒种子。对于油麦菜、 萝卜、白菜、辣椒、番茄、芥菜和包菜等，先将种子用水洗净，再在温度为16°C、黑暗条件下用 蒸馏水浸泡4小时进行冷激处理，然后在30°C恒温培养箱中催芽10小时后，播种于施肥后 2 - 3天的土壤中，播种密度为每公顷6 - 17万穴，每穴2 - 5粒种子。对于甘薯可直接扦插 于施肥后2 - 3天的土壤中，种植密度为每公顷7 - 10万穴，每穴1株。对于棉花先育苗，棉 苗长到5 - 8厘米时再移栽到施肥后2 - 3天的土壤中，种植密度为每公顷6 - 10万穴，每穴 1株。播种或移栽所需的作物后，适量浇水，每公顷浇水6吨或8吨或10吨或12吨，使 土肥水融合，并使其与作物密切结合。(5)中耕与除草5 在作物生长季节中耕1或2或3次，结合中耕除去看麦娘、马 唐、卷耳、雀舌草、碎米草、小飞蓬、牛筋草等恶性和危害较重的杂草。(6)病虫害防治6 根据作物病虫害发生情况，喷施杀虫药液{如50% (重量比)辛 硫磷1400或1450或1500或1550或1600倍稀释液、2. 5% (重量比)溴氰菊酯2800或2900 或3000倍稀释液、50% (重量比)敌敌畏乳油1800或1900或2000倍稀释液或者杀菌药液 75% (重量比)百菌清可湿性粉剂500或550或600或650或700倍稀释液、25% (重量比) 甲双灵可湿性粉剂600或650或700或800或900或1000倍稀释液、58% (重量比)甲双灵 锰锌500或600或700倍稀释液} 2或3或4次。(7)收获7 作物成熟时进行收获。以下是有关盆栽条件下施猪粪对黄壤和紫色土中油麦菜产量和硝酸盐含量以及 土壤养分影响效果比较试验
(1) 土壤采集和处理
采集黄壤和紫色土表层(0 20厘米)土样各500公斤，风干至土壤饱和持水量(WHC) 的45%，除去可见的植物根等残体和土壤动物(如蚯蚓等)，过5毫米孔径筛，彻底混勻，用于 盆栽试验。(2)肥料准备
在集约化养猪场收集猪粪，经过堆集发酵30天后，发酵后猪粪含水量为42%。猪粪有机 碳含量(以烘干基重计，下同)为32. 4%、全氮为4. 23%、全磷为3. 73%、全钾1. 57%。氮磷钾化肥分别采用分析纯尿素、过磷酸钙(P2O5为14%)和硫酸钾(K2O含量为50%)。(3)种子处理
油麦菜O^toca sativa L.)品种为四季油麦菜。将油麦菜种子先用水洗净，再在温 度为16°C、黑暗条件下用蒸馏水浸泡4小时进行冷激处理，然后在30°C恒温培养箱中催芽 10小时后用于播种。(4)试验处理
盆栽试验设置，黄壤和紫色土分别设对照(不施肥，CK)、施化肥氮磷钾(NPK)、化肥氮 钾+猪粪(NKM)、1倍猪粪(施入猪粪的氮磷钾量与化肥氮磷钾处理相同，1M)、2倍猪粪(施入 猪粪的氮磷钾量是化肥氮磷钾处理的2倍，2M，依次类推)、4倍猪粪(4M)、6倍猪粪(6M)和 8倍猪粪(8M)共8个处理。每个处理设4次重复。各处理施肥量见表1。表1盆栽试验各处理施肥
权利要求
1. 一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法，其步骤是(A)堆肥将收集的养殖场畜禽粪便堆积发酵10- 30天，杀死畜禽粪便中的病原菌和 寄生虫，再测定发酵后的畜禽粪便干物质含量先将铝盒放在烘箱中于103°C下烘干8 - 10 小时，取出铝盒置于下部放有干燥硅胶的干燥器中冷却至室温，称量铝盒重量，通过8 - 10 点采样采集20 - 25克发酵后的畜禽粪便放入上述烘干后的铝盒中，称量鲜畜禽粪便+铝盒 的重量，将其放入烘箱中在103°C下烘干20 - 24小时，取出置于上述干燥器中冷却至室温， 然后称量干畜禽粪便+铝盒的重量，采样下列公式计算畜禽粪便干物质含量畜禽粪便干物质含量％=[(干畜禽粪便+铝盒)(g)“铝盒(g)] / [(鲜畜禽粪便 + 铝盒)(g)-铝盒(g)] X 100% ；发酵后畜禽粪便的干物质含量控制在55% - 60%，同时测定发酵后畜禽粪便的有机碳、 全氮、全磷和全钾含量取发酵后的畜禽粪便500 - 700克，于室内风干后，再置于烘箱中 于60 - 65°C烘干2 - 3天至恒重，然后用于测定其有机碳、全氮、全磷和全钾含量，畜禽粪便 的有机碳含量采用重铬酸钾外加热氧化法测定，畜禽粪便全氮、全磷和全钾含量采用浓硫 酸_双氧水消化后分别用分光光度计比色法、流动注射仪器法和原子吸收光谱仪器法测 定；(B)整地采用小型翻耕机或人工对红黄壤土壤翻耕和整平；(C)施肥将步骤(A)中所得的发酵后畜禽粪便按照干物质重每公顷2.3 - 4. 5吨，施入 翻耕整平好的红黄壤耕地中，再翻动土壤，使粪肥混入土壤表层2 - 6厘米处；(D)播种直接播种或移栽需种植的作物，播种和移栽后浇水，每公顷浇水6- 12吨水， 使土肥水融合，并与作物密切结合；(E)中耕与除草在作物生长季节中耕1_ 3次，结合中耕除去杂草；(F)病虫害防治根据作物病虫害发生情况，喷施杀虫50%辛硫磷1400- 1600倍稀释 液、2. 5%溴氰菊酯2800 - 3000倍稀释液、50%敌敌畏乳油1800 - 2000倍稀释液或者杀菌 75%百菌清可湿性粉剂500 - 700倍稀释液、25%甲双灵可湿性粉剂600 - 1000倍稀释液、 58%甲双灵锰锌500-700倍稀释液药液2 - 4次；(G)收获作物成熟时进行收获。
全文摘要
本发明公开了一种红黄壤耕地高产环保施肥的方法，其步骤是A堆肥将收集的养殖场畜禽粪便堆积发酵，杀死畜禽粪便中的病原菌和寄生虫，再测定发酵后的畜禽粪便干物质含量；B整地采用小型翻耕机对红黄壤土壤翻耕和整平；C施肥将所得的发酵后畜禽粪便按照干物质重每公顷2.3–4.5吨，施入翻耕整平好的红黄壤耕地中，翻动土壤，使粪肥混入土壤表层；D播种直接播种或移栽需种植的作物，播种和移栽后浇水；E中耕与除草在作物生长季节中耕，结合中耕除去杂草；F病虫害防治；G收获作物成熟时进行收获。方法易行，操作简便，成本低、使用方便，广泛适合于畜禽粪便在中低产红壤和红壤耕地中应用，改善土壤质量，提高土壤养分含量。
文档编号C05F17/00GK101999293SQ201010514479
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者刘剑飞, 吴金水, 周正科, 廖敦秀, 张洪霞, 童成立, 聂敏, 肖和艾, 胡留杰, 谢永红 申请人:中国科学院亚热带农业生态研究所