本发明属于葡萄栽培技术领域，涉及一种套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环减控葡萄园面源污染的方法。
背景技术
葡萄是我国分布最广泛的果树种类之一，为了追求葡萄的高产量和产值，肥料和农药被过度使用，加之，目前葡萄园以清耕为主，地表裸露面积大，雨季水土流失严重，成为了农业面源污染源之一。
针对葡萄园高强度营养需求、土壤养分盈余丰富、地下水氮磷含量高等的特点，以减少葡萄园投入成本，降低肥料和农药过度使用带来的环境污染、提高葡萄园的产出率为目的，现提出一种在葡萄园内套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环防治面源污染的方法，尚未见到这种栽培方法的报道。
技术实现要素：
为实现上述目的，本发明提供一种套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环减控葡萄园面源污染的方法，可减少化肥用量，提高种植土壤的有机质，改善物理结构，减少葡萄园水肥流失，并提高葡萄园经济效益。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环减控葡萄园面源污染的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，播种紫花苕：头年9月，结合葡萄园修枝整地，在葡萄园内均匀播种紫花苕种子，播种方法为撒播，撒播种子后稍加覆土，不施肥，自然生长；
步骤2，紫花苕生长：头年10月紫花苕发芽生长，无须其他特殊管理；
步骤3，割刈紫花苕：次年1月，紫花苕生长至开花期，割刈紫花苕地上部分，切段,待用；
步骤4，葡萄园施基肥：次年1月间，对葡萄园进行整地，施用腐熟农家肥1000公斤/亩，将割刈的紫花苕植株同腐熟农家肥混合，腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥施肥方法为开沟施肥，在离葡萄藤蔓主干30cm处开沟，沟宽30cm，沟深30cm，施入腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥后用土壤进行覆盖；
步骤5，葡萄园第一次施用化肥：次年2月底3月头，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-15-15的复合肥，施用量为25公斤/亩；
步骤6，葡萄园第二次施用化肥：次年4月头，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-15-15的复合肥，施用量为20公斤/亩；
步骤7，葡萄园第三次施用化肥：次年5月中旬，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-10-20的复合肥，施用量为20公斤/亩；
步骤8，葡萄园挖排水沟和蓄水池：5月雨季来临前，在葡萄行与行中间挖排水沟，排水沟深10～15cm，宽15～20cm；在葡萄园低洼空隙处挖蓄水池，每亩蓄水体积为3～5立方米；排水沟内的水流最后全部汇入蓄水池，若蓄水池有水，葡萄园灌溉水用蓄水池内水；
步骤9，薄荷扦插：排水沟挖完后，在沟两侧均匀扦插薄荷，扦插薄荷的规格为每20cm扦插一支，浇足水，不用施肥，待其自然成活生长；
步骤10，葡萄园第四次施用化肥：次年6月中旬，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-10-20的复合肥，施用量为15公斤/亩；
步骤11，葡萄采收：次年7～8月，对成熟的葡萄进行适时采收；
步骤12，薄荷采收：次年7～9月，采收扦插薄荷的茎尖食用部分，可10～15天采收一次，下部茎叶和根部保持生长发育；
步骤13，播种紫花苕：次年9月，葡萄园修枝整地，将葡萄园内薄荷及其他杂草铲除，均匀播种紫花苕种子进行下一轮播种，循环操作以上步骤，周而复始，共进行3年。
进一步的，所述步骤1中，葡萄园的植株生长在2年以上，葡萄种植规格为株距×行距为0.8m×2.5m。
进一步的，所述步骤1中，紫花苕种子的播种量为每亩2kg。
进一步的，所述步骤3中，切紫花苕植株的长度为10～15cm。
进一步的，所述步骤5、6、7、10中，施用化肥的方法均是在距株行两侧20cm开沟15-20cm条施覆土，化肥用量、时间和方法均是针对无滴灌系统的传统葡萄园。
进一步的，所述步骤8中，排水沟应顺地势有一定的坡度；若地势无坡度，排水沟的深度应从浅到深，在径流水产生时可以使葡萄园含有养分的径流水汇入排水沟，顺着排水沟最后汇入蓄水池。
进一步的，所述步骤9中，薄荷扦插时间为葡萄园排水沟挖掘完毕后，时间在5月雨季来临前。
本发明的有益效果：利用紫花苕具有固氮的性质，减少葡萄园的施氮量；利用紫花苕植株还田可增加土壤有机质含量，改善土壤物理化学性质；利用薄荷对降雨截留、入渗、保持和利用性能，并可大量吸收多余氮磷的特点。采用在葡萄园中周年套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环来减控葡萄园的面源污染，可减少葡萄园化学肥料用量15.00％，减少葡萄园水肥流失，减少氮流失18.12％，减少磷流失22.97％，可增加葡萄园收益6.58％，使葡萄园土壤中有机质提高，减少葡萄园水肥流失，使葡萄园得到可持续健康发展，本方法易操作，具有广阔的推广应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
一种套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环减控葡萄园面源污染的方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，播种紫花苕：头年9月，结合葡萄园修枝整地，趁土壤墒情尚好，在葡萄园内均匀播种紫花苕种子，播种方法为撒播，撒播种子后稍加覆土，不用施肥，待其自然生长；
步骤2，紫花苕生长：头年10月紫花苕发芽生长，无须其他特殊管理；
步骤3，割刈紫花苕：次年1月，紫花苕生长至开花期，割刈紫花苕地上部分，切段,待用；
步骤4，葡萄园施基肥：次年1月间，对葡萄园进行整地，施用腐熟农家肥1000公斤/亩，将割刈的紫花苕植株同腐熟农家肥混合，腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥施肥方法为开沟施肥，在离葡萄藤蔓主干30cm处开沟，沟宽30cm，沟深30cm，施入腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥后用土壤进行覆盖；
步骤5，葡萄园第一次施用化肥：次年2月底3月头，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-15-15的复合肥，施用量为25公斤/亩，施用方法是在距株行两侧20cm左右开沟15-20cm条施覆土；
步骤6，葡萄园第二次施用化肥：次年4月头，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-15-15(在100公斤的复合肥中，三者质量是15公斤、15公斤和15公斤)的复合肥，施用量为20公斤/亩；
步骤7，葡萄园第三次施用化肥：次年5月中旬，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-10-20的复合肥，施用量为20公斤/亩；
步骤8，葡萄园挖排水沟和蓄水池：5月雨季来临前，在葡萄行与行中间挖排水沟，排水沟深10～15cm，宽15～20cm；在葡萄园低洼空隙处挖蓄水池，蓄水池可圆可方，每亩蓄水体积为3～5立方米，如一亩葡萄园的蓄水池可为深1.5m，长2m，宽2m；排水沟内的水流最后全部汇入蓄水池，若蓄水池有水，葡萄园灌溉水用蓄水池内水；
步骤9，薄荷扦插：排水沟挖完后，在沟两侧均匀扦插薄荷，扦插薄荷的规格为每20cm扦插一支，浇足水，不用施肥，待其自然成活生长；
步骤10，葡萄园第四次施用化肥：次年6月中旬，施用化肥种类为n-p2o5-k2o15-10-20的复合肥，施用量为15公斤/亩；
步骤11，葡萄采收：次年7～8月，对成熟的葡萄进行适时采收；
步骤12，薄荷采收：次年7～9月，采收扦插薄荷的茎尖食用部分，可10～15天采收一次，下部茎叶和根部保持生长发育；
步骤13，播种紫花苕：次年9月，葡萄园修枝整地，将葡萄园内薄荷及其他杂草铲除，均匀播种紫花苕种子进行下一轮播种，循环操作以上步骤，周而复始，共进行3年。
进一步的，步骤1葡萄园的植株生长在2年以上。
进一步的，步骤1葡萄园葡萄种植规格为株距×行距为0.8m×2.5m。
进一步的，步骤1紫花苕的播种量为每亩2kg。
进一步的，步骤1中紫花苕播种须在9月内完成，趁雨季尚未完全结束，土壤墒情好，有利于紫花苕发芽和生长，紫花苕一旦发芽就可以耐旱生长。
在葡萄园内播种紫花苕，紫花苕生长可以固定空气中的氮，增加土壤中含氮量，利用紫花苕植株还田可增加土壤有机质含量，改善土壤物理化学性质，提高肥料利用率，这些技术可以减少葡萄园的化肥施用量。
进一步的，步骤3中切紫花苕植株的长度为10～15cm。
步骤5、6、7、10葡萄园第一、二、三和四次施用化肥的方法都是在距株行两侧20cm左右开沟15～20cm条施覆土；步骤5、6、7、10葡萄园化学肥料用量、时间和方法是针对无滴灌系统的传统葡萄园。
步骤5、6、7、10葡萄园周年施用化学肥料纯量为38.25公斤，而常规传统习惯的葡萄园周年施用化学肥料纯量为45.00公斤，该方法比常规传统习惯的化学氮肥量减少了15％。
进一步的，步骤8葡萄园中挖建排水沟和蓄水池时，应注意葡萄园的地形地势，蓄水池应位于地势较低的地方，排水沟应顺地势有一定的坡度，若地势无坡度，排水沟的深度应从浅到深，在径流水产生时可以使葡萄园含有养分的径流水(灌溉或降水形成)汇入排水沟，顺着排水沟最后汇入蓄水池，在葡萄园需要灌溉的时候使用蓄水池内含有养分的蓄水，这样可以使水肥得到循环利用，减少葡萄园化学肥料的施用量。
进一步的，步骤9中薄荷扦插时间为葡萄园排水沟挖掘完毕后，时间在5月雨季来临前，待雨季来临时，薄荷已成活开始旺盛生长，薄荷的根部和茎叶可减少雨水对葡萄园土地的打击，对降雨有截留、入渗、保持和利用的性能。
进一步的，步骤12中薄荷采收时，只采收薄荷的茎尖食用部分，其根部和下部茎叶保持继续生长，这样的技术可以使薄荷在采收期仍然起到保持葡萄园水土、吸收水土中盈余养分的作用，不断采收的薄荷食用部分增加葡萄园的经济效益。
除上述的要求外，葡萄园管理按传统习惯葡萄园进行管理。
本发明中紫花苕(豆科)为越年生或一年生草本，是饲料，也是良好的绿肥、覆盖作物和蜜源植物。
本发明中薄荷(唇形科)为多年生宿根性草本植物，喜生活在水旁潮湿地，是一种有经济价值的芳香作物，可入药可食用。
关于施肥时间：本技术方法共施肥5次，第一次1月间，施用腐熟农家肥1000公斤/亩，将割刈的紫花苕植株同腐熟农家肥混合，腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥施肥方法为开沟施肥，此次施用的是葡萄的基肥，保证为葡萄开春萌发提供养分，由于农家肥和绿肥养分释放较慢，也缓慢为葡萄园周年提供养分；基肥施用方法在离葡萄藤蔓主干30cm处开沟施入，是为了避免伤根过重影响葡萄的长势。
葡萄园第一次施用化肥在2月底，此次施肥为葡萄芽膨大期，为葡萄芽迅速生长发育提供养分。
葡萄园第二次施用化肥在4月头，此次施肥为葡萄的坐果肥，为提高葡萄坐果生长提供养分。
葡萄园第三次施用化肥在5月中旬，此次施肥为葡萄的果实膨大肥，为葡萄果实长大提供养分。
葡萄园第四次施用化肥在6月中旬，此次施肥为葡萄催熟着色肥，为葡萄果实成熟上色提供养分。
关于施用化肥的配比：葡萄属于喜钾作物，葡萄的养分需求规律为：每生产100kg葡萄鲜果，需要纯n0.6kg，p2o50.3kg，k2o0.84kg。前期和中期属于葡萄生长发育的迅速期，需要大量的氮磷钾养分，特别是应该重施氮肥，但因为本发明方法中运用了绿肥替代部分化肥氮肥，故施用n-p2o5-k2o15-15-15的复合肥；在葡萄生长的中后期，也需要氮磷钾养分，果实生长发育成熟需要较多的钾肥，该时期少用氮磷肥多用钾肥，但是在本发明方法中由于套种了薄荷，薄荷属于叶菜类蔬菜，需要大量的氮肥，所以在中后期又加大的氮肥的用量，故在中后期施用n-p2o5-k2o15-10-20的复合肥。
关于株距×行距为0.8m×2.5m的理由：为了让葡萄藤蔓能更好地接受光照，通风，让葡萄地下的根充分生长，也让搭架、采摘、施肥等人工操作有一定的空间，露地栽培葡萄的株距一般为0.6-0.8m，行距为2.2-3.0m。葡萄根在土壤中分布深度为15-80cm，多集中于20-40cm处,在沟深30cm处施入基肥，更容易提供给葡萄根系吸收，由于基肥施入量较大，沟宽30cm，才有足够空间施入。
实施例1
试验地点和时间：云南省昆明市大阪桥镇宝象河苗圃，从2013年9月～2016年9月连续开展3年的试验；做3个处理，各处理分别1亩。
具体步骤如下：
(1)播种紫花苕：头年9月，在植株生长在2年以上的葡萄园中结合修枝整地，在葡萄园内均匀撒播紫花苕种子，然后稍加覆土，不用施肥；其中葡萄种植规格为株距×行距为0.8m×2.5m，紫花苕的播种量为每亩2kg。
(2)紫花苕生长：头年10月紫花苕发芽生长，无须其他特殊管理；
(3)割刈紫花苕：次年1月，紫花苕生长至开花期，割刈紫花苕地上部分，切段,待用，切段长度为10～15cm；
(4)葡萄园施基肥：次年1月间，对葡萄园进行整地，施用腐熟农家肥1000公斤/亩，将割刈的紫花苕植株同腐熟农家肥混合，腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥施肥方法为开沟施肥，在离葡萄藤蔓主干30cm处开沟，沟宽30cm，沟深30cm，施入腐熟农家肥和紫花苕植株混合肥后用土壤进行覆盖；
(5)葡萄园第一次和第二次施用化肥：次年2月底和4月头，施用n-p2o5-k2o15-15-15的复合肥，施用量分别为25公斤/亩和20公斤/亩，施用方法均是在距株行两侧20cm左右开沟15-20cm条施覆土；
(6)葡萄园第三次和第四次施用化肥：次年5月中旬和6月中旬，施用n-p2o5-k2o15-10-20的复合肥，施用量分别为20公斤/亩和15公斤/亩，施用方法均是在距株行两侧20cm左右开沟15-20cm条施覆土；
(7)葡萄园挖排水沟和蓄水池：5月雨季来临前，在葡萄行与行中间挖排水沟，排水沟深15cm，宽20cm；在葡萄园低洼空隙处挖蓄水池，蓄水池为方形，每亩蓄水体积为6立方米，如一亩葡萄园的蓄水池可为深1.5m，长2m，宽2m；排水沟内的水流最后全部汇入蓄水池，蓄水池有水时葡萄园灌溉水用蓄水池内水；
(8)薄荷扦插：排水沟挖完后，在沟两侧均匀扦插薄荷，扦插薄荷的规格为每20cm扦插一支，浇足水，不施肥；
(9)葡萄采收：次年7～8月，对成熟的葡萄进行适时采收；
(10)薄荷采收：次年7～9月，采收扦插薄荷的茎尖食用部分，约10天采收一次，下部茎叶和根部保持生长发育；
(11)播种紫花苕：次年9月，葡萄园修枝整地，将葡萄园内薄荷及其他杂草铲除，均匀播种紫花苕种子；
(12)除上述的要求外，葡萄园按常规传统习惯葡萄园进行管理。实验期间循环操作上述步骤，从步骤(1)到步骤(11)周而复始进行周年操作，共进行3年。
实施例2(对照1，农户习惯处理)与实施例3(对照2，农户习惯化学施用减量处理)基本与实施例1相同，步骤不同的地方如表1：
表1实例各处理
对实施例1-3，每年对葡萄采收产量和薄荷采收产量进行实地测产；每年头三场暴雨后取葡萄园各处理径流沟内径流水(无径流沟的取地表水)进行测定，测定项目为氨氮、硝酸盐氮、总氮和悬浮物；三年实验结束后取葡萄园各处理0～20cm和20～50cm的土壤进行测定，测定项目为有机质、全氮、碱解氮和土壤ph。
径流水氨氮的测定方法是：纳氏试剂分光光度法；硝酸盐氮的测定方法是：酚二磺酸分光光度法；总氮的测定方法是：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；悬浮物的测定方法是：重量法。
土壤有机质的测定方法是：油浴加热重铬酸钾氧化容量法；土壤ph的测定通过土壤ph测定仪测定；土壤碱解氮的测定方法是：碱解扩散法；土壤有效磷的测定方法是：浸提-钼锑抗比色法。
实施例1-3中3年试验效果详见表2-表5。
表2实施例各处理的产量和产值(kg/亩)(元/亩)
注：葡萄鲜果7.0元/公斤，鲜食薄荷6.0元/公斤
表3实施例各处理成本和经济效益(元/亩)
注：n-p2o5-k2o含量为15-15-15的复合肥2.5元/公斤，n-p2o5-k2o含量为15-10-20的复合肥3.0元/公斤
表4实施例各处理土壤状况
表5实施例各处理径流水污染物平均含量
对该实例2014年～2016年鲜食葡萄和鲜食薄荷测产结果表明：实施例1的3年鲜食葡萄平均产量为1629kg/亩，实施例2为1597kg/亩，实施例3为1362kg/亩，实施例1的产量和产值比实施例2、实施例3分别高了2.00％和27.31％；实施例1因为套种了薄荷，每年比实施例2和实施例3多产出鲜食薄荷84kg/亩，504元/亩。实施例1每年的产值为11909元/亩，除去紫花苕种子、薄荷种茎和肥料成本，实施例1每年的经济效益为11619元/亩，比实施例2高出717元/亩，6.58％的经济效益。
对土壤的分析测定结果表明：经过3年的实验实施，无论是0～20cm的土层还是20～50cm土层，实施例1的有机质含量最高，而实施例2的含量最低，0～20cm和20～50cm土层的有机质比对照实施例2分别提高28.03％和14.84％；土壤的酸碱度有差异，但各处理之间差异较小；实施例2两个土层的碱解氮含量最高，实施例1最低；实施例2两个土层的有效磷含量最高，实施例1最低。
对径流水的分析测定结果表明：在3年的实验实施中，暴雨后，实施例2径流水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和悬浮物含量均是3个实施例中含量最高的，而实施例1径流水中的各项污染指标均是3个处理中最低的。
结论：葡萄园中套种紫花苕和薄荷并进行水肥循环的实施例1的经济收益是所有处理中最高的处理，除去紫花苕种子、薄荷种茎和肥料成本，实施例1每年的经济效益为11619元/亩，比实施例2增收717元/亩，高出6.58％的经济效益；比实施例3增收2317元/亩，高出24.91％的经济效益。实验实施3年后，实施例1土层0～20cm和20～50cm的有机质比对照实施例2分别提高28.03％和14.84％；实施例2的各土层的碱解氮和有效磷含量最高，而实施例1最低。暴雨后，实施例2径流水中的各个污染指标均是最高，实施例1最低；实施例2径流水中的总氮、总磷和悬浮物比实施例1分别多流失18.12％，22.97％和54.55％。因此使用该方法后，不仅明显降低葡萄园的各项面源污染指标，还可以增加葡萄园的净收益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。