一种从常规栽培向自然农法栽培转换过程中的土壤培育方法与流程

1.本发明涉及有机及自然农法种植领域，具体涉及一种从常规栽培向自然农法栽培转换过程中的土壤培育方法。


背景技术：

2.在现代化学工业的助力下，现代化农业在近几十年来有了突飞猛进的发展，为社会经济发展和提升国民生活做出了突出贡献的同时，却也留下了日益严峻的土壤生态环境恶化和农产品品质下降等问题。而另一方面，随着人们的环境意识和健康一时的日益提高，对健康的农产品的需求也愈加强烈。因此，坚持环境友好和食品健康的有机或自然农法栽培方式在新时代即将进发出蓬勃的活力。
3.自然农法栽培的核心策略，是培育健康的土壤(简称
″
育土
″
)。提高土壤有机质含量，活化土壤矿质元素，提高农地生物多样性，活跃土壤微生物，这些思维方式形成了有机栽培育土的思想内容。在诸多的育土技术中，绿肥与农作物间作/轮作/混作技术在自然农法栽培中有着举足轻重的地位。早期的一些研究表明，绿肥轮作/间作/混作会对土壤生物多样性产生良好的影响，进而对作物生长产生促进作用。
4.从每年大量使用化肥和农药的常规农业转变为利用有机物发挥土壤地力的自然农法栽培体系的初期，病虫管理是一大重点。在不使用农药和化肥的自然农法栽培体系中，病虫害的防控主要是是依靠农田生态系统的稳定性和土壤地力的稳步提高。害虫的控制被认为与以下几个要素有关。
①
农田内部稳定的生物多样性。在生物多样性高的体系中，害虫大发生是很少见的。
②
提高植物的健康度，从而不易被病虫侵害。这里的健康度，不仅是吸收养分后叶的伸长和开展，更重要的是硝酸盐和游离氨基酸等容易招致害虫的物质含量的降低，而含硫化合物如萝卜硫苷等害虫趋避物质含量的增加。
③
土壤生物多样性的提高会导致农田周围的土著天敌的数量增加。
④
在自然农法土壤中，作物适应相对低营养且适当的逆境压力的环境，通过改变细胞和组织的物理形态来抵抗病虫。比如细胞壁变得比平时加厚，不易被害虫和病原菌攻陷。因此，在有机农业或自然农法中，尽可能使农田生态系统多样化，利用土壤本身及天敌的力量控制虫害被认为是有效的手段。
5.然而，在从常规农场向自然农法农场进行转换的时候，由于在此之前大量农药和化肥的投入，原先的的农田生态系统的生物种类及其数量往往大为减少，并且种群稳定性很差。从开始转换到农田生态系统最终变得稳定的期间，被称为自然农法转换期。在此期间，由于不稳定的生态系统而引起的病虫害大量发生，往往成为减产的主要原因。
6.在当前农田生态系统普遍恶化的现状之下，探索一种能够快速培育土壤地力，恢复土壤生物多样性，稳定土壤生态系统，进而保证农产品的产量和品质的自然农法栽培技术体系是可持续农业或有机农业的发展关键。


技术实现要素：

7.为了尽快实现常规农田土壤的健康化，建立起稳定有效的农田生态系统，从而培
养出一个最适于有机蔬菜生长的环境，本发明提供了一种从常规栽培向自然农法栽培的转换过程中的土壤培育方法。该方法主要通过半自然生态补偿带的建立、过渡期绿肥种植、转换期绿肥和作物轮作、益生菌发酵饼肥施用、益生菌活性液施用以及有机物田面覆盖等配套方案，通过经过3
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5年的自然农法转换，逐渐恢复并丰富土壤生态系统，逐渐改良土壤质量，逐渐提高作物的品质和产量。重点解决了土壤微生物的活跃化、土壤动物和土著天敌群落的多样化、土壤地力的提升和稳定化、以及最终蔬菜品质的提高和产量的稳定化。
8.具体技术方案为：
9.1)建立半自然生态补偿带。接手农田之后，针对常规农田里的生物多样性较低的现状，在农田的四周的田埂和农用车道上播种草坪草。形成的草坪可以阻断大田内部的水土流失，割下的草可以提供有机质，草丛可以为土壤动物和天敌提供栖息地，因此将这种草坪带成为半自然生态补偿带。草带的宽度为2
‑
3m，能够通过农用车辆(图1)。
10.半自然补偿带的草坪种植方法为：9
‑
10月份，农活结束以后，将农田周围的田埂和车道适当翻耕、整平，播种草种子。所用的草种子为，多年生黑麦草、早熟禾、高羊茅、鸭茅、三叶草，以等比例的重量混合后播种，播种后覆土镇压，播种之后的两个星期，要勤于浇水，不能使地面干燥。。大概一个月后，各种草种子陆续出齐苗，草坪进入正常的草坪管理。夏季每10天左右割一次草，春秋季节每2
‑
3周割一次草，割草时保留草的高度为10cm。
11.2)正式作物栽培之前的过渡期，拔除肥毒，清洁土壤。土地从农民手里接手后，先将大田深翻一遍，深度为20
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25cm。先种一季黑麦，收获后秸秆还田，再播种猪屎豆，开花时将其秸秆还田，然后再种一季油菜，开花时将其秸秆还田。黑麦的生长量大，可以吸收土壤里残留的化肥，还田后为土壤提供有机质。猪屎豆根系强劲，可以扎透犁底层，改善土壤通气性。油菜茎干中合有抑菌物质和抑制线虫物质，可以有效抑制土壤里的病原菌和有害线虫。以上绿肥在还田时，要注意将其打碎后再翻入土壤。
12.3)蔬菜和绿肥轮作。过渡期的绿肥种植结束后，开始进入蔬菜栽培阶段。以圆白菜为例，采取
″
夏秋季圆白菜
‑
冬春季黑麦
″
两茬轮作的方式。具体做法为，前一年的10月份播种黑麦，第二年的7月初黑麦收获，将秸秆带出田外，打碎备用。在收获后的黑麦地里施180g/m2的发酵饼肥(又名博卡西)。用粉碎机将麦茬原地打碎、再将表层5cm土壤轻翻一遍。这样就在土表5cm深的区域形成了一个有机物分解层，黑麦的根茬在分解过程中释放的有机酸等对根系有伤害的物质就会只停留在土表，而5cm深度之下的土壤则不会受到分解代谢物的影响(图2)。
13.7月底进行圆白菜的定植。定植的要点是，
①
选择相对大一些的苗。
②
定植时，先开一条5cm的沟，再从沟底向下挖2cm深，然后将苗子的土球放入其中，盖土定植。或者直接一次性挖出深一点(7cm)的定植穴(图3)。这样可以避免土表5cm区域的有机物分解时释放的有机酸和有毒气体对根系的伤害。
14.4)益生菌发酵饼肥施用
15.有机肥的施用分为两次，第一次是在整地的时候，作为基肥，在收获后的黑麦地里施180g/m2的发酵饼肥(博卡西)，然后浅层翻耕。
16.第二次是在幼苗成活之后，8月初，用发酵饼肥进行一次追肥。饼肥撒在距离幼苗根部15
‑
20cm处，用锄头将饼肥和土壤混合(100g/m2)，同时还可以起到除草的作用。
17.步骤4)中的有机肥制备方法为：
18.(1)以em原液∶糖蜜∶水＝1∶1∶18的体积比，混合后室温放置1
‑
2天，使益生菌的数量变大；
19.(2)以米糠∶油粕∶鱼粉＝6∶3∶1的重量比混合均匀，用上述的em稀释液将水分调整至35
‑
40％，装入密闭容器中发酵1个月以上，待出现发酵香味，em发酵饼肥(博卡西)制备完成。
20.em原液为中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司所产的润康源em原液。
21.em发酵饼肥施入土壤后，可以为土壤提供丰富的养分和有机质，活化土壤微生物，促进土壤动物多样性。
22.5)益生菌活性液施用
23.整地的时候，在施用过em发酵饼肥之后，再在地面喷施em活性液，活性液稀释100倍，用量1升/m2，喷洒至地面湿润即可。
24.步骤6)中的em活性液制备方法为：
①
以em原液∶糖蜜∶水＝1∶1∶18的体积比来准备原料，
②
用温水将糖蜜化开，加入容器中，
③
加入em原液，
④
将水加到八分满，拧紧瓶盖，
⑤
理想温度37
‑
38度，至少保证25度以上，放置发酵，
⑥
胀瓶后及时放气，
⑦
发酵1
‑
3周后完成，置于阴凉避光处保存。
25.em原液为中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司所产的润康源em原液。
26.6)有机物田面覆盖
27.7月初黑麦收获的时候，将秸秆带出田外，打碎成5cm大小的小段备用。追肥结束之后，将打碎的秸秆铺到圆白菜的行间。厚度约为3
‑
4cm。秸秆田面覆盖的益处有：
①
对养分和水分的保持，
②
調整地温，
③
防止泥土飞溅，
④
抑制杂草，
⑤
活跃土壤生物(微生物、土壤動物、天敵)。
28.本发明中，在蔬菜的正式栽培之前，用一年的时间栽培绿肥，将此前积留在土壤中的化肥营养和一些盐类吸收起来，将土壤初步变得清洁，通过绿肥栽培及秸秆田面覆盖，改善了土壤的通气性并为土壤提供了丰富的有机质，通过建立半自然生态补偿带，增加了农田周边的生物多样性，很好地保护了土著天敌，通过益生菌发酵饼肥的施用，为土壤提供了足够的营养和有机质，活跃了土壤微生物和土壤动物，通过益生菌活性发酵液的施用，在短时间内迅速建立起一个益生菌占主导的土壤微生物系统，为蔬菜的根系生长创造了良好的环境。
29.全部的生产环节中，不使用任何化肥、农药、植物生长调节剂等化学药剂。所使用的的发酵饼肥的来源也主要是植物性材料。
附图说明
30.图1为基本的农田结构示意图。
31.图的上半部分为冬春季节黑麦的栽培示意图。下半部分为夏秋季节圆白菜的栽培示意图，其中绿色圆形的为圆白菜，褐色的条带为黑麦秸秆的行间覆盖。大田周围的绿色部分是农田四周的半自然生态补偿带，宽度为2
‑
3m。
32.图2为黑麦收获后，整地时将地表5cm深的土层与麦茬混合，形成上部的秸秆分解层和下方的蔬菜扎根层。
33.图3为圆白菜定植时，挖稍微深一点的定植穴，将圆白菜的根部定植在秸秆分解层
的下方位置，以避免秸秆分解带来的危害。
34.图4为青蛙的数量变化图。
35.图5为菜青虫的数量变化图。
36.图6圆白菜的产量逐渐提高并稳定
具体实施方式
37.以下将通过实际操作案例的形式，对本发明的上述内容做进一步详细的说明，但本发明并不仅仅局限于以下的案例。凡是基于上述本发明的基本原理而开发的操作技术均属于本发明的范围。除特殊说明外，以下案例均采用常规技术完成。
38.实施案例
39.接手农民的常规农田，在露天环境进行土壤培育和生态恢复工作，大田的规模为70m*25m，实验时间为5年，生产验证时间为5年。
40.制备有机肥：
41.(1)制备em发酵饼肥(博卡西)：
42.以em原液∶糖蜜∶水＝1∶1∶18的体积比，混合后室温放置1
‑
2天，使益生菌的数量变大；
43.以米糠∶油粕∶鱼粉＝6∶3∶1的重量比混合均匀，用上述的em稀释液将水分调整至35
‑
40％，手握成团，一碰就散的状态，装入发酵容器中，边装边压实，然后密闭发酵1个月以上，待出现发酵香味，em发酵饼肥(博卡西)制备完成。
44.em原液为中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司所产的润康源em原液。
45.(2)em活性液制备
46.①
以em原液∶糖蜜∶水＝1∶1∶18的体积比来准备原料，
②
用温水将糖蜜化开，加入容器中，
③
加入em原液，
④
将水加到八分满，盖紧容器的盖子，
⑤
理想温度37
‑
38度，如果条件不具备，至少保证25度以上，放置发酵，
⑥
胀瓶后及时放气，
⑦
发酵1
‑
3周后完成，置于阴凉避光处保存。
47.em原液为中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司所产的润康源em原液。
48.(3)实施流程
49.接手农田之后，针对常规农田里的生物多样性较低的现状，在农田的四周的田埂和农用车道上播种草坪草。草带的宽度为2
‑
3m，能够通过农用车辆。9
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10月份，农活结束以后，将农田周围的田埂和车道适当翻耕、整平，播种草种子。所用的草种子为，多年生黑麦草、早熟禾、高羊茅、鸭茅、三叶草，以等比例的重量混合后播种，播种后覆土镇压，播种之后的两个星期，要勤于浇水，不能使地面干燥。大概一个月后，各种草种子陆续出齐苗，草坪进入正常的草坪管理。夏季每10天左右割一次草，春秋季节每2
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3周割一次草。
50.从2007年开始接手大田，接手之后并没有立即栽培蔬菜，而是栽培绿肥。从2007年秋季开始，截至2009年7月，连续栽培了黑麦、猪屎豆、油菜、黑麦，2009年7月，黑麦收获后，将秸秆带出大田，打碎成5cm大小的小段备用。
51.地里施180g/m2的发酵饼肥(博卡西)。用粉碎机将麦茬原地打碎。地面喷施稀释100倍的em活性液，用量大约1升/m2，喷洒至地面湿润即可。再用旋耕耙将表层5cm土壤轻翻一遍。
52.7月底定植圆白菜，所用的苗子要比常规的大1
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2片叶。定植时，先开一条5cm的沟，再从沟底向下挖2cm深，然后将苗子的土球放入其中，盖土定植。或者直接一次性挖出深一点的定植穴。
53.幼苗成活之后的8月初，用发酵饼肥进行一次追肥。饼肥撒在距离幼苗根部15
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20cm处，用锄头将饼肥和土壤混合(100g/m2)。
54.追肥结束之后，将先前打碎的秸秆铺到圆白菜的行间。厚度为3
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4cm左右。
55.圆白菜收获之后，将圆白菜的残根和黑麦秸秆耕入土壤，10
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11月份播种黑麦，出苗后越冬，第二年7月收获。收获后栽植圆白菜，方法如上所述。
56.经过5年的转换期，自然农法农田的土壤质量逐渐提升，自然农法转换的土壤有效氮含量高于常规栽培，这对于自然农法蔬菜的栽培，是十分重要的营养(表1)。农田内及周围的生态多样性逐渐得到恢复并维持。土著天敌的数量也显著增加(图4)，而害虫的数量逐渐降低并维持到一个比较低的范围(图5)。
57.圆白菜的产量在最初的两三年比较低，但之后逐渐上升并稳定在一个比较理想的水准(图6)。在转换期，对圆白菜的品质进行了系统的测定，并与常规做法的圆白菜品质进行了比较，结果如表1所示。自然农法栽培的圆白菜，硝酸盐含量低，有利于食品安全。叶片的质地相对坚硬，游离氨基酸含量明显低，萝卜硫苷的含量比较高，这些特征使得圆白菜不为害虫所喜爱，因此虫害发生较轻。糖类含量有所提高，给圆白菜带来了较好的口味。
58.自然农法转换期结束之后，从2015年到2019年，继续进行了5年的正式生产及持续观察，圆白菜的产量和品质一直保持稳定良好，说明前期的自然农法转换取得了明显的成效。
59.实践表明，通过半自然生态补偿带的建立、过渡初期绿肥种植、转换期绿肥和作物轮作、益生菌发酵饼肥施用、益生菌活性液施用以及有机物田面覆盖等措施配套方案，可以逐步实现大田生态系统的恢复、土壤有效养分的提高、蔬菜品质的提升，从而实现有机或自然农法农产品的稳定生产。
60.表1自然农法转换的圆白菜质量及土壤有效氮含量
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