技术领域：
本发明涉及一种抗重茬的大蒜棉花轮作高效施肥方法，属于施肥技术领域。
背景技术：
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大蒜属于百合科葱属二年生草本植物，原产于亚洲西部、中部高原和欧洲南部，在我国己有两千多年的栽培历史，现在我国各地广泛种植。大蒜中含有丰富的维生素c、硫、磷、铁等矿物质，是深受各国人民喜爱的保健蔬菜以及重要的调味品和医药原料，是一类高投入、高产出和高收益的蔬菜，也是我国重要的加工原料和出口创汇蔬菜。棉花属于锦葵科棉属植物，原产于亚热带，好光、喜热、耐旱、忌渍，适宜在疏松深厚的土壤中种植，棉花在田间的生育周期较长，是离瓣双子叶纤维植物，也是一种效益较高的经济作物。
大蒜与棉花周年轮作种植在山东大蒜产区是一种典型的高效种植模式，两种作物在同一块土地上轮作，优势互补，相得益彰。大蒜与棉花套种共生期短，在棉花现蕾前，大蒜已收获，两种作物可有效地利用温光资源。同时大蒜与棉花套种可实现“一膜两用、一肥两用、一水两用”，可实现节本增效，提高产出投入比。正常年份，大蒜在9月下旬至10月中旬播种，播种前施足底肥，精细整地并做畦，播种后整平畦面点种大蒜，随即浇蒙头水，2至3天后，待地面干湿适宜时覆盖地膜，在次年4月初、4月下旬或5月上旬分别追施“催苔肥”和“催头肥”，每次施肥时结合浇水进行，基肥中除了土杂肥等有机肥外，化肥一般施用高氮、高钾型大蒜专用肥，磷肥施用比例较小，追肥主要以尿素、碳酸氢铵、硫酸钾等普通肥料为主。5月初在大蒜行间移植棉花钵苗，移栽后即浇大蒜“催头水”，以促使钵土与大田土壤紧密结合，至5月下旬蒜头充分膨大成熟，进行收获，收获以后追施棉花苗肥，从6月至7月追肥2次，分别在6月上旬追施棉花苗期肥和在6月底7月初追施棉花花铃肥，追肥主要以高浓度复合肥为主。从上述传统轮作方法中可以看出，大蒜与棉花周年轮作种植追肥次数较多，大蒜和棉花各需要追肥2次。
目前，传统的大蒜棉花周年轮作施肥习惯已不能满足轮作作物高产、资源高效和节本增收的需求，存在着诸多问题，主要有：(1)传统施肥习惯中施氮、磷多，钾素少，对大蒜这类喜钾的蔬菜来说，钾素不足导致品质下降，商品性不强，缺钾也会影响棉花的纤维强度，导致品质和产量下降；(2)传统施肥习惯大蒜棉花茬口间养分配比不合理；(3)茬口内不同养分配比不清，农户通常过量施用化肥、化肥施用单一(偏施氮肥)，造成肥料浪费、地表水富营养化、地下水硝酸盐的含量超标以及大气中n2o排放增加等环境问题；(4)传统大蒜棉花轮作生产周期内，一般大蒜追3次肥，棉花追2次肥，加上大蒜播前的肥料基施，共计施肥6次，普通肥料肥效短，需要多次追肥才能满足作物的生长需求，不仅费时费力、大大增加了劳动力成本，而且追肥时容易对作物，特别是棉花果枝造成机械损伤；而由于劳动力成本高的原因，“一炮轰”比例越来越高；(5)连作障碍问题突出，因长期连作导致的土壤病害越来越重，病虫害加剧。
此外，由于现阶段劳动力由农村向城市转移，农村劳动力不足，轻简化生产是必然趋势，这就对肥料类型和施肥运筹提出了更高的要求：既要减少施肥次数，还要延长肥效期和提高养分利用，且对这种菜棉轮作制的土壤微生物区系具有改良效应，消除连作障碍，保持土壤健康。常规普通的肥料产品和施肥技术不能同时满足这种轮作制两季作物整个生育期的养分需求和改良土壤的双重目标，在我国农业轻简化生产的驱使下，迫切需要一种大蒜/棉花轮作的简化高效施肥方法，以期在节省生产成本的同时获得较高的作物产量和品质。
技术实现要素：
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针对传统大蒜棉花轮作施肥技术的不足，本发明提供了一种抗重茬的大蒜棉花轮作高效施肥方法，本发明在充分考虑作物周年养分需求的前提下，最大程度地简化施肥次数，减少用工，保证作物稳产增产，同时能缓解土壤连作障碍，达到节本增效和农田可持续利用的目的。
术语说明：
大蒜棉花轮作：指在同一块土地上轮流种植大蒜和棉花两种作物，一般是每年的9月下旬至10月上旬播种大蒜，次年5月下旬收获大蒜，次年的4月下旬至5月初移栽棉花，大蒜和棉花有一短暂的共生期，8月下旬至10月初根据棉花田间吐絮情况分批采收，一般在10月1日左右拔掉棉棵，然后再种大蒜，从此又进入下一轮的种植周期，如此循环称为大蒜棉花轮作。
本发明的技术方案如下：
一种抗重茬的大蒜棉花轮作高效施肥方法，主要步骤如下：
(1)前茬作物收获后，以有机肥和聚合氨基酸肥作底肥，将有机肥和聚合氨基酸肥料均匀撒施于地表并翻埋，精细整地作畦，于9月25日至10月10日播种大蒜，播种后浇透水、喷施除草剂，之后覆盖地膜；
(2)次年4月上中旬，在蒜苔伸长期至抽苔期，追施氮、钾肥，氮肥的施用量为6-10kg/亩，以n计，钾肥的施用量为5-8kg/亩，以k2o计，施肥后进行灌水；
(3)4月下旬至5月初在大蒜行间移植棉花钵苗，5月下旬收获大蒜，6月上中旬施用棉花苗期肥，在距离棉花一侧10-15cm处开沟施用，开沟深度8-12cm，施肥后覆土，后期不再追肥；所述的棉花苗期肥为具有缓释效果的棉花专用肥，缓释期90-120天。
根据本发明优选的，所述的有机肥选用干鸡粪或商品有机肥，干鸡粪的施用量为150-200kg/亩，商品有机肥的施用量为100-150kg/亩。
根据本发明优选的，聚合氨基酸肥的施用量为80-100kg/亩，施用量以养分计，n10-14kg/亩，p2o510-14kg/亩，k2o12-16kg/亩。
根据本发明优选的，大蒜播种适宜深度为3-4cm。
根据本发明优选的，所述的聚合氨基酸肥料，原料重量份组成如下：氮肥12-16份，磷肥12-16份，钾肥14-18份，nam添加剂0.5-1份，锌肥0.5-1份，铁肥0.6-0.8份，硼肥0.3-0.5份，高分子聚谷氨酸0.006-0.01份。
根据本发明优选的，高分子聚谷氨酸分子量在20万-200万道尔顿。
聚合氨基酸肥料采用氨酸造粒法制得，氨酸造粒法为现有常规方法。
根据本发明优选的，步骤(2)的灌水量根据墒情使土壤保持湿润状态即可。
根据本发明优选的，具有缓释效果的棉花专用肥施用量为50-65kg/亩，施用量以养分计，n13-15kg/亩，p2o56-8kg/亩，k2o8-10kg/亩。
根据本发明优选的，具有缓释效果的棉花专用肥，原料重量份组成如下：
氮肥22-26份，
磷肥10-14份，
钾肥12-16份，
nam添加剂0.6-1份。
根据本发明优选的，所述的氮肥为尿素或碳酸氢铵，或尿素与硫酸铵、磷酸二铵、磷酸一铵其中之一的组合，优选的，所述的氮肥为尿素。
根据本发明优选的，所述的磷肥为磷酸二铵、磷酸一铵、过磷酸钙或重过磷酸钙中其中之一或两种以上任意组合。优选的，所述的磷肥为磷酸二铵。
根据本发明优选的，所述的钾肥为硫酸钾。
根据本发明优选的，所述锌肥为硫酸锌。
根据本发明优选的，所述铁肥为硫酸亚铁。
根据本发明优选的，所述硼肥为硼砂。
所述步骤(1)、(3)中所述的nam添加剂是长效肥复合肥添加剂，主要成分是硝化抑制剂、脲酶抑制剂和磷活化剂等，nam添加剂可使肥效期延长到90-120天。
步骤(3)中的具有缓释效果的棉花长效肥的制备是将所述各原料进行粉碎，过80目筛，按比例混合均匀，即可施用。或者，将过80目筛的各种原料按比例均匀混合后，放入造粒盘，添加造粒用粘合剂，采用转盘造粒，造粒后进行烘干，冷却筒进行风冷处理，冷却后过2-4mm筛进行筛分，即得。
本发明的特点在于：
1、本发明的大蒜棉花轮作高效施肥方法，大蒜底肥中高分子聚谷氨酸能够络合肥料中养分离子，减少养分流失，提高养分有效浓度，具有延长肥效的作用。同时能够锁住土壤中水分，做到保水抗旱，有利于作物营养吸收，既为棉花提供了养分与水分，又为棉花的生长提供了基础与保障，同时，增加了土壤有机碳源的多样性，有利于抑制病原菌种群数量的增长，可促进土壤微生物多样性的恢复，具有抗重茬的作用。
2、本发明的大蒜棉花轮作高效施肥方法，大蒜底肥和棉花用具有缓释效果的专用肥均加入了nam长效肥添加剂，是应用了脲酶抑制剂、硝化抑制剂的双向协同互促作用原理，可延缓尿素水解，增加土壤铵离子浓度，同时抑制铵态氮向硝态氮的转化速率，延长氮养分有效期，并采用了磷活化和钾防吸附固定技术，活化释放土壤中的磷，同时防止肥料中的磷钾被土壤固定，使之保持更长的有效期，具有持久供应作物养分的功能。
3、本发明的大蒜棉花轮作高效施肥方法，大蒜底肥弥补了常年蒜棉种植过程中由于作物吸收带走导致土壤微量元素缺乏的问题。
4、本发明的大蒜棉花轮作高效施肥方法，棉花专用缓释肥由普通常见的肥料配比掺混而成，市场上易购买，成本相对较低；可由人工均匀混配或者机械混配，即时使用，具有简单、方便灵活的特点，一次性施肥即可满足棉花全生育期对养分的需求，解决中后期棉花因植株高大难以追肥以及普通肥料“一炮轰”由于后期劳动力不足导致脱肥的问题，极大程度简化生产操作，同时能够降低硝酸盐淋溶，对地下水硝酸盐超标具有防控意义。
5、相比农民习惯生产，本发明的施肥方法在大蒜棉花轮作周年内进入田块进行施肥的操作只有3次，与传统习惯的5-6次施肥相比，极大的减少了用工，解放了劳动力。一个周年平均节省劳动力投入150-200元/亩。
6、本发明的大蒜与棉花轮作的周年高效施肥法统筹考虑了两季作物在一年内各生育阶段的养分分配，两种肥料配方合理，对于产量和养分效率具有双重提高效应。两季作物总体产量提高5％以上，周年氮肥利用率可提高7-10个百分点。
具体实施方式：
以下通过实施例对本发明进行进一步说明，但不限于以下实施例。
实施例所用的nam添加剂是长效复合肥添加剂，主要成分是硝化抑制剂、脲酶抑制剂和磷活化剂等，nam添加剂可使肥效期延长到90天-120天，购自沈阳中科新型肥料有限公司。
实施例1：
一种抗重茬的大蒜棉花轮作高效施肥方法，步骤如下：
(1)10月1日播种大蒜，每亩施用干鸡粪200kg/亩以及100kg/亩的聚合氨基酸肥料，聚合氨基酸肥料施用量以养分计(折纯)为，n14kg/亩，p2o512kg/亩，k2o16kg/亩。先将有机肥和聚合氨基酸肥料撒在地表，翻埋精细整地后播种大蒜，大蒜播种深度为3cm，浇透水并及时喷施除草剂，之后覆盖地膜。
所述的聚合氨基酸肥料，重量份组成如下：氮肥14份，磷肥12份，钾肥16份，nam添加剂0.6份，锌肥0.6份，铁肥0.8份，硼肥0.3份，高分子聚谷氨酸0.006份。
(2)在次年4月上旬，在蒜苔伸长期，追施氮、钾肥，氮肥的施用量为8kg/亩(以纯n计)，钾肥的施用量为6kg/亩(以k2o计)，肥料撒施配合灌水，灌水量可根据土壤墒情使土壤保持湿润状态即可。
(3)在4月下旬移栽棉花，5月下旬收获大蒜，于6月上旬施用棉花苗期肥，开沟施用，开沟深度10cm，距离棉花12cm，施肥后覆土，后期不再追肥。此时的棉花施肥为具有缓释效果的专用肥50kg/亩，能够为棉花提供的养分为纯n13kg/亩，p2o56kg/亩，k2o8kg/亩。
具有缓释效果的棉花专用肥，原料重量份组成如下：
氮肥26份
磷肥12份
钾肥16份
nam添加剂0.6份
氮肥为尿素和碳酸氢铵(蒜苔伸长期追肥用)，磷肥为磷酸二铵，钾肥为硫酸钾，锌肥为硫酸锌，铁肥为硫酸亚铁，硼肥为硼砂。
实施例2：
一种抗重茬的大蒜棉花轮作高效施肥方法，步骤如下：
(1)10月5日播种大蒜，施用150kg/亩商品有机肥以及90kg/亩的聚合氨基酸肥料，聚合氨基酸肥料施用量以养分计(折纯)为，n13.5kg/亩，p2o510.8kg/亩，k2o14.4kg/亩。先将有机肥和聚合氨基酸肥料撒在地表，翻埋精细整地后播种大蒜，大蒜播种一般适宜深度为3.5cm，浇透水并及时喷施除草剂，之后覆盖地膜。
所述的聚合氨基酸肥料，重量份组成如下：氮肥15份，磷肥12份，钾肥16份，nam添加剂0.8份，锌肥0.75份，铁肥0.6份，硼肥0.5份，高分子聚谷氨酸0.008份。通过氨酸造粒法制得。
(2)在次年4月中旬，在蒜苔的抽苔期，追施氮、钾肥，氮肥的施用量为7.5kg/亩(以纯n计)，钾肥的施用量为5.6kg/亩(以k2o计)，肥料撒施配合灌水，灌水量可根据土壤墒情使土壤保持湿润状态即可。
(3)在5月初移栽棉花，5月下旬收获大蒜，于6月中旬施用棉花苗期肥，开沟施用，开沟深度10cm，距离棉花14cm，施肥后覆土，后期不再追肥。此时的棉花施肥为具有缓释效果的专用肥60kg/亩，能够为棉花提供的养分为纯n15kg/亩，p2o57.2kg/亩，k2o9.6kg/亩。
具有缓释效果的棉花专用肥，原料重量份组成如下：
氮肥25份
磷肥12份
钾肥16份
nam添加剂0.8份
所述的氮肥为尿素(也作抽苔期追肥用)与硫酸铵，所述的磷肥为过磷酸钙，钾肥为硫酸钾，锌肥为硫酸锌，铁肥为硫酸亚铁，硼肥为硼砂。
实施例3：
一种抗重茬的大蒜棉花轮作高效施肥方法，步骤如下：
(1)10月8日播种大蒜，施用120kg/亩商品有机肥以及85kg/亩的聚合氨基酸肥料，聚合氨基酸肥料施用量以养分计(折纯)为，n12kg/亩，p2o510.2kg/亩，k2o13.6kg/亩。先将有机肥和聚合氨基酸肥料撒在地表，翻埋精细整地后播种大蒜，大蒜播种一般适宜深度为3cm，浇透水并及时喷施除草剂，之后覆盖地膜。
所述的聚合氨基酸肥料，重量份组成如下：氮肥14份，磷肥12份，钾肥16份，nam添加剂0.9份，锌肥0.8份，铁肥0.7份，硼肥0.4份，高分子聚谷氨酸0.007份。通过氨酸造粒法制得。
(2)在次年4月上旬，在蒜苔伸长期，追施氮、钾肥，氮肥的施用量为10kg/亩(以纯n计)，钾肥的施用量为7kg/亩(以k2o计)，肥料撒施配合灌水，灌水量可根据土壤墒情使土壤保持湿润状态即可。
(3)在5月上旬移栽棉花，5月下旬收获大蒜，于6月上旬施用棉花苗期肥，开沟施用，开沟深度12cm，距离棉花15cm，施肥后覆土，后期不再追肥。此时的棉花施肥为具有缓释效果的专用肥65kg/亩，能够为棉花提供的养分为纯n15kg/亩，p2o57kg/亩，k2o10kg/亩。
具有缓释效果的棉花专用肥，原料重量份组成如下：
氮肥23份
磷肥10.7份
钾肥15.4份
nam添加剂1份
所述的氮肥为硫酸铵与尿素(也作蒜苔伸长期追肥用)，所述的磷肥为重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾，锌肥为硫酸锌，铁肥为硫酸亚铁，硼肥为硼砂。
应用实验例：
应用例1：
通过使用上述实施例1中抗重茬的高效施肥方法，经过连续两年的田间试验，相比农民传统施肥习惯(大蒜底肥施用150kg干鸡粪，100kg15-15-15复合肥，在4月上旬追施氮肥(n)7kg，硫酸钾(k2o)6kg，在4月下旬追施氮肥(n)5kg；大蒜收获后棉花第一次追肥在5月底，施用普通复合肥20-10-1650kg/亩，在铃期追施氮肥(n)8kg，周年施肥次数总计为5次，其他生产环节相同)，产出的大蒜单年平均增产85kg/亩，棉花(按皮棉计)平均增产7.5kg/亩；一个轮作周期下来平均节省劳动力投入150元/亩，净收益可达550元/亩，养分投入量、施肥次数、产量、收益对比结果见下表。
表1本发明与农民传统施肥在产量效益及养分利用方面对比
应用例2：
通过使用上述实施例2中抗重茬的高效施肥方法，经过两年的田间试验，相比农民传统施肥习惯(大蒜底肥每亩地施用优质粗肥4方，100kg15-12-15复合肥，在蒜苔伸长期每亩追施氮肥(纯n)8kg，硫酸钾(k2o)8kg，抽苔后每亩追施氮肥(纯n)7kg；大蒜收获后棉花第一次追肥在5月底，施用普通复合肥16-14-1650kg/亩，在铃期追施氮肥(纯n)15kg，周年施肥次数总计为5次，其他生产环节相同)，产出的大蒜单年平均增产72.5kg/亩，棉花(按皮棉计)平均增产6.1kg/亩；与当地农民习惯施肥相比，化学肥料养分周年减少19.4kg/亩，氮肥利用率提高7.5个百分点，同时显著降低了土壤90-120cm土层的硝态氮含量，土壤硝态氮淋失量减少48.9％。
表2本发明与农民传统施肥在产量及养分利用及损失方面对比
应用例3：
通过使用上述实施例3中抗重茬的高效施肥方法，经过两年田间试验，相比农民传统施肥习惯(大蒜底肥施用80kg腐熟饼肥，80kg15-15-15复合肥，在4月上旬追施氮肥(纯n)7kg，在4月下旬追施氮肥(纯n)8kg，硫酸钾(k2o)8kg；大蒜收获后棉花第一次追肥在5月底，施用普通复合肥19-10-1640kg/亩，在铃期追施氮肥(纯n)8kg，钾肥(k2o)6kg，8月初追肥棉花盖顶肥5kg(纯n)，周年施肥次数总计为6次，其他生产环节相同)，氮肥偏生产力提高32.4％，钾肥偏生产力提高12.9％，0-20cm土壤有机质含量提高4.7％，0-20cm土壤活性微生物总量提高30.1％。
表3本发明与农民传统施肥在养分利用与土壤微生物方面对比