專利名稱：紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)田施肥技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種紅黃壤耕地施用畜禽糞便有機肥 的方法，以提高低產(chǎn)紅黃壤土地生產(chǎn)力，達到農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培和保護農(nóng)業(yè)環(huán)境的目的。
背景技術(shù)：
紅黃壤是中國亞熱帶區(qū)廣泛分布的主要類型土壤，總面積達到218萬平方公里， 占全國總土地面積的22. 7%，紅黃壤耕地面積占全國總耕地面積的28%。但是，由于紅黃 壤耕地普遍存在土壤有機質(zhì)含量低，氮磷鉀等養(yǎng)分嚴重缺乏，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)差、作物產(chǎn)量很 低，而施用化肥不僅其作物利用率低，增產(chǎn)效果差，而且造成土壤易板結(jié)等問題。自20世紀80年代以來，中國的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展很快，特別是畜禽養(yǎng)殖的集約化程度和 產(chǎn)量均不斷增長。近幾年中國的肉蛋禽總產(chǎn)量連續(xù)保持世界第一，這對改善人民生活水平 起到了重要作用。隨著中國集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，養(yǎng)殖場畜禽糞便對其周邊環(huán)境 污染問題也日益突出，成為制約畜牧業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵問題。根據(jù)第一次全國污染源普查 公報，2010年中國畜禽糞尿的排放量達到4. 06億噸，成為與工業(yè)廢水和生活污水并列的三 大污染源之一。集約化養(yǎng)殖產(chǎn)生的大量畜禽糞便排放對水源等嚴重的環(huán)境污染，導(dǎo)致政府 部門在一些城市重要的水源區(qū)規(guī)劃了“禁養(yǎng)圈”的現(xiàn)象，其關(guān)鍵問題就是沒有解決好畜禽糞 便的利用處理問題。畜禽糞便的有機質(zhì)和養(yǎng)分含量豐富，合理施用畜禽糞便，不僅對于中低 產(chǎn)紅黃壤土壤質(zhì)量改良和作物高產(chǎn)栽培、以及減少其環(huán)境污染等具有重要的意義，而且可 減少化肥施用，有利于循環(huán)農(nóng)業(yè)、環(huán)保農(nóng)業(yè)和低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，方法易行，操 作簡便，該施肥技術(shù)增產(chǎn)效果好、成本低、使用方便、實用性廣，廣泛適合于畜禽糞便在中低 產(chǎn)紅壤和紅壤耕地中應(yīng)用，并且可以改善土壤質(zhì)量，提高土壤養(yǎng)分含量。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施
一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，其技術(shù)構(gòu)思是紅黃壤耕地是中國亞熱帶區(qū)主 要耕作類型土壤，但其土壤肥力和作物產(chǎn)量低，屬于典型的中低產(chǎn)土壤。傳統(tǒng)的耕作管理方 式種植作物和自然恢復(fù)相結(jié)合，即將林地開墾后種植幾年作物后，當(dāng)土壤肥力下降后即棄 耕使其自然恢復(fù)，當(dāng)土壤肥力提高后再開墾。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，化肥的施用最先起源于國外， 如英國洛桑試驗站早100多年前開始施用磷肥，國外耕地大面積使用化肥大約始于20世 紀50年代末期，施用30年后(到20世紀80年代)即出現(xiàn)由于施用化肥而引起的環(huán)境污染 問題，此后對化肥施用實行了嚴格的控制。中國在20世紀70年代以前基本使用農(nóng)家肥，此 后開始使用化肥，到20世紀80年代開始大面積耕地施用化肥，到目前亦達30年，因此同樣 出現(xiàn)了由化肥施用而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等問題。而且中國的化肥施用量大多數(shù)借鑒國外 施肥水平，但是中國的土壤不僅與國外的土壤差異很大，并且中國土壤類型繁多，尤其是貧 瘠紅黃壤的基礎(chǔ)養(yǎng)分含量低，因此對于紅黃壤采用通常的化肥施用量，肥料作物利用率低，很難使紅黃壤耕地達到高產(chǎn)，且長期施用化肥導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、酸化嚴重，并造成農(nóng)業(yè)生 態(tài)環(huán)境污染。本發(fā)明專利要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是建立一種適合中國特色土壤類型(紅黃 壤)的耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥技術(shù)，達到作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培，快速培肥土壤，有效保護農(nóng)業(yè)(養(yǎng)殖 業(yè)和種植業(yè))生態(tài)環(huán)境。以畜禽糞便作為紅壤耕地的肥料，不使用任何化肥。以畜禽糞便干 物重計算，每公頃紅黃壤耕地施入腐熟的畜禽糞便2. 3 - 4. 5噸。一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，具體包括如下步驟
(1)堆肥將收集的養(yǎng)殖場畜禽糞便堆積發(fā)酵10 - 30天，殺死畜禽糞便中的病原菌 和寄生蟲等。再測定發(fā)酵后的畜禽糞便干物質(zhì)含量，具體操作先將鋁盒放在烘箱中于 103°C下烘干8 - 10小時，取出鋁盒置于下部放有部分干燥硅膠的干燥器中冷卻至室溫 (20-25以下相同)，稱量鋁盒重量，通過8 - 10點采樣采集20 - 25克發(fā)酵后的畜禽糞便 放入上述烘干后的鋁盒中，稱量鮮畜禽糞便+鋁盒的重量，將其放入烘箱中在103°C下烘干 20 - 24小時，取出置于上述干燥器中冷卻至室溫，然后稱量干畜禽糞便+鋁盒的重量。采樣 下列公式計算畜禽糞便干物質(zhì)含量
畜禽糞便干物質(zhì)含量(％)=[(干畜禽糞便+鋁盒)(g)“鋁盒(g)] / [(鮮畜禽糞 便 + 鋁盒)(g)-鋁盒(g)] X100%。發(fā)酵后畜禽糞便的干物質(zhì)含量通?？刂圃?5% - 60%。同時測定發(fā)酵后畜禽糞便的 有機碳、全氮、全磷和全鉀含量。具體操作為取發(fā)酵后的畜禽糞便500 - 700克，于室內(nèi)風(fēng) 干后，再置于烘箱中于60 - 65°C烘干2 - 3天至恒重，然后用于測定其有機碳、全氮、全磷和 全鉀含量。畜禽糞便的有機碳含量采用重鉻酸鉀外加熱氧化法測定，畜禽糞便全氮、全磷和 全鉀含量采用濃硫酸_雙氧水消化后分別用分光光度計比色法、流動注射儀器法和原子 吸收光譜儀器法測定。( 2)整地采用小型翻耕機或人工對紅黃壤土壤翻耕和整平。(3)施肥將步驟(1)中所得的發(fā)酵后畜禽糞便按照干物質(zhì)重每公頃2. 3 - 4. 5噸， 施入翻耕整平好的紅黃壤耕地中，再翻動土壤，使糞肥混入土壤表層2 - 6厘米處。(4)播種直接播種或移栽需種植的作物，播種和移栽后適量澆水，通常每公頃澆 水6 - 12噸水，使土肥水融合，并與作物密切結(jié)合。(5)中耕與除草在作物生長季節(jié)中耕1 - 3次，結(jié)合中耕除去雜草。(6)病蟲害防治根據(jù)作物病蟲害發(fā)生情況，噴施殺蟲(50%重量比辛硫磷1400 -1600倍稀釋液、2. 5%重量比溴氰菊酯2800 - 3000倍稀釋液、50%重量比敵敵畏乳油1800 -2000倍稀釋液)或者殺菌(75%重量比百菌清可濕性粉劑500 - 700倍稀釋液、25%重量比甲 雙靈可濕性粉劑600 - 1000倍稀釋液、58%重量比甲雙靈錳鋅500-700倍稀釋液)藥液2 - 4 次。(7)收獲作物成熟時進行收獲。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1.使用本發(fā)明紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法對作物的增產(chǎn)效果很顯著，施用常 規(guī)化學(xué)NPK肥對紅黃壤耕作作物增產(chǎn)作用很小，而施用畜禽糞便時可以低產(chǎn)紅黃壤耕地作 物產(chǎn)量達到和超過高產(chǎn)土壤。2.本發(fā)明的紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法為畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便的資源化利用提 供一條經(jīng)濟適用的有效途徑，可以解決畜禽糞便對水體富營養(yǎng)化等生態(tài)環(huán)境問題。
3.本發(fā)明的紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，全部使用有機肥，不使用任何化肥， 不僅可生活優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品提供保障，同時為循環(huán)農(nóng)業(yè)、環(huán)保農(nóng)業(yè)和低碳經(jīng)濟提供了優(yōu)化的農(nóng) 業(yè)示范模式。4.本發(fā)明的紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，不僅可使紅黃壤耕地生產(chǎn)力大幅度 提高，并能顯著提高紅黃壤土壤有機質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分含量，改善土壤結(jié)構(gòu)。
5.實用性廣，適合于亞熱帶區(qū)紅黃壤旱地、果園和稻田土地利用方式下糧食、水果 和蔬菜等各種農(nóng)作物的高產(chǎn)栽培中應(yīng)用。


圖1為一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法的流程圖。圖2為豬糞施用量對黃壤和紫色土中油麥菜鮮重的影響示意圖。圖3為豬糞施用量對黃壤和紫色土中油麥菜干重的影響示意圖。圖4為豬糞施用量對黃壤和紫色土中油麥菜硝酸鹽含量的影響示意圖。圖5為豬糞施用量對黃壤和紫色土中油麥菜全氮含量的影響示意圖。圖6為豬糞施用量對黃壤和紫色土中油麥菜全磷含量的影響示意圖。圖7為豬糞施用量對黃壤和紫色土中油麥菜全鉀含量的影響示意圖。圖8為豬糞施用量對黃壤和紫色土提取磷(Olsen-P)含量的影響示意圖。圖9為豬糞施用量對黃壤和紫色土有機碳含量的影響示意圖。圖10為豬糞施用量對黃壤和紫色土全氮含量的影響示意圖。
具體實施例方式一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，包括下列步驟
(1)堆肥1 將收集的豬、牛、雞、馬、羊等養(yǎng)殖場的畜禽糞便，堆積發(fā)酵10或15或18或 21或24或26或28或30天，殺死畜禽糞便中的病原菌和寄生蟲等。再測定發(fā)酵后的畜禽 糞便干物質(zhì)含量，具體操作先將鋁盒放在烘箱中于103°C下烘干8或9或10小時，取出鋁 盒置于下部放有部分干燥硅膠的干燥器中冷卻至室溫，稱量鋁盒重量，通過8或9或10點 采樣采集20或22或23或24或25克發(fā)酵后的畜禽糞便放入上述烘干后的鋁盒中，稱量鮮 畜禽糞便+鋁盒的重量，將其放入烘箱中在103°C下烘干20或21或23或24小時，取出置 于上述干燥器中冷卻至室溫，然后稱量干畜禽糞便+鋁盒的重量。采樣下列公式計算畜禽 糞便干物質(zhì)含量
畜禽糞便干物質(zhì)含量(％)=[(干畜禽糞便+鋁盒)(g)“鋁盒(g)] / [(鮮畜禽糞 便 + 鋁盒)(g) _ 鋁盒(g)] X 100%。同時測定發(fā)酵后畜禽糞便的有機碳、全氮、全磷和全鉀含量。具體操作為取發(fā)酵 后的畜禽糞便500或550或600或650或700克，于室內(nèi)風(fēng)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，然后用于測定其有機碳、全氮、全磷和全鉀含量。畜禽糞便的有機碳含量采用重鉻酸鉀外加熱氧化法測定，畜禽糞便全氮、全磷和全鉀含量采 用濃硫酸_雙氧水消化后分別用分光光度計比色法、流動注射儀器法和原子吸收光譜儀 器法測定。發(fā)酵后畜禽糞便的干物質(zhì)含量通?？刂圃?5% - 60%。烘干基計算，豬糞的有機碳、全氮、全磷和全磷含量通常分別為39. 3% - 43. 5%、1. 98% - 2. 20%、0. 85% - 0. 95%、 1. 05% - 1. 18%，牛糞的有機碳、全氮、全磷和全磷含量通常分別為36. 2% - 38. 6%、1· 61% -1. 73%、0. 41% - 0. 45%、0. 91% - 0. 99%，雞糞的有機碳、全氮、全磷和全磷含量通常分別為 28. 5% - 31. 8%、2. 21% - 2. 47%、0. 87% - 0. 99%、1. 54% - 1. 68%,馬糞的有機碳、全氮、全磷和 全磷含量通常分別為 34. 3% - 37. 8%、1· 41% - 1. 54%,0. 43% - 0. 50%、1. 23% - 1. 38%,羊糞的 有機碳、全氮、全磷和全磷含量通常分別為31. 7% - 35. 6%、2· 00% - 2. 17%、0. 46% - 0. 53%、
1.19% - 1. 46%。 ( 2)整地2 采用小型翻耕機或人工對紅黃壤土壤翻耕和整平。(3)施肥3 將步驟1中所得的發(fā)酵后畜禽糞便按照干物質(zhì)重每公頃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噸，施入翻耕整平好的紅黃壤耕地中，再翻動 土壤，使糞肥混入土壤表層2或3或4或5或6厘米處。(4)播種或移栽4 對于種植玉米、大豆、花生、蠶豆和小麥等，于施肥后2 - 3天將 種子直接播種于土壤中，播種密度為每公頃6 - 16. 5萬穴，每穴2 - 5粒種子。對于油麥菜、 蘿卜、白菜、辣椒、番茄、芥菜和包菜等，先將種子用水洗凈，再在溫度為16°C、黑暗條件下用 蒸餾水浸泡4小時進行冷激處理，然后在30°C恒溫培養(yǎng)箱中催芽10小時后，播種于施肥后 2 - 3天的土壤中，播種密度為每公頃6 - 17萬穴，每穴2 - 5粒種子。對于甘薯可直接扦插 于施肥后2 - 3天的土壤中，種植密度為每公頃7 - 10萬穴，每穴1株。對于棉花先育苗，棉 苗長到5 - 8厘米時再移栽到施肥后2 - 3天的土壤中，種植密度為每公頃6 - 10萬穴，每穴 1株。播種或移栽所需的作物后，適量澆水，每公頃澆水6噸或8噸或10噸或12噸，使 土肥水融合，并使其與作物密切結(jié)合。(5)中耕與除草5 在作物生長季節(jié)中耕1或2或3次，結(jié)合中耕除去看麥娘、馬 唐、卷耳、雀舌草、碎米草、小飛蓬、牛筋草等惡性和危害較重的雜草。(6)病蟲害防治6 根據(jù)作物病蟲害發(fā)生情況，噴施殺蟲藥液{如50% (重量比)辛 硫磷1400或1450或1500或1550或1600倍稀釋液、2. 5% (重量比)溴氰菊酯2800或2900 或3000倍稀釋液、50% (重量比)敵敵畏乳油1800或1900或2000倍稀釋液或者殺菌藥液 75% (重量比)百菌清可濕性粉劑500或550或600或650或700倍稀釋液、25% (重量比) 甲雙靈可濕性粉劑600或650或700或800或900或1000倍稀釋液、58% (重量比)甲雙靈 錳鋅500或600或700倍稀釋液} 2或3或4次。(7)收獲7 作物成熟時進行收獲。以下是有關(guān)盆栽條件下施豬糞對黃壤和紫色土中油麥菜產(chǎn)量和硝酸鹽含量以及 土壤養(yǎng)分影響效果比較試驗
(1) 土壤采集和處理
采集黃壤和紫色土表層(0 20厘米)土樣各500公斤，風(fēng)干至土壤飽和持水量(WHC) 的45%，除去可見的植物根等殘體和土壤動物(如蚯蚓等)，過5毫米孔徑篩，徹底混勻，用于 盆栽試驗。(2)肥料準備
在集約化養(yǎng)豬場收集豬糞，經(jīng)過堆集發(fā)酵30天后，發(fā)酵后豬糞含水量為42%。豬糞有機 碳含量(以烘干基重計，下同)為32. 4%、全氮為4. 23%、全磷為3. 73%、全鉀1. 57%。氮磷鉀化肥分別采用分析純尿素、過磷酸鈣(P2O5為14%)和硫酸鉀(K2O含量為50%)。(3)種子處理
油麥菜O^toca sativa L.)品種為四季油麥菜。將油麥菜種子先用水洗凈，再在溫 度為16°C、黑暗條件下用蒸餾水浸泡4小時進行冷激處理，然后在30°C恒溫培養(yǎng)箱中催芽 10小時后用于播種。(4)試驗處理
盆栽試驗設(shè)置，黃壤和紫色土分別設(shè)對照(不施肥，CK)、施化肥氮磷鉀(NPK)、化肥氮 鉀+豬糞(NKM)、1倍豬糞(施入豬糞的氮磷鉀量與化肥氮磷鉀處理相同，1M)、2倍豬糞(施入 豬糞的氮磷鉀量是化肥氮磷鉀處理的2倍，2M，依次類推)、4倍豬糞(4M)、6倍豬糞(6M)和 8倍豬糞(8M)共8個處理。每個處理設(shè)4次重復(fù)。各處理施肥量見表1。表1盆栽試驗各處理施肥
權(quán)利要求
1. 一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，其步驟是(A)堆肥將收集的養(yǎng)殖場畜禽糞便堆積發(fā)酵10- 30天，殺死畜禽糞便中的病原菌和 寄生蟲，再測定發(fā)酵后的畜禽糞便干物質(zhì)含量先將鋁盒放在烘箱中于103°C下烘干8 - 10 小時，取出鋁盒置于下部放有干燥硅膠的干燥器中冷卻至室溫，稱量鋁盒重量，通過8 - 10 點采樣采集20 - 25克發(fā)酵后的畜禽糞便放入上述烘干后的鋁盒中，稱量鮮畜禽糞便+鋁盒 的重量，將其放入烘箱中在103°C下烘干20 - 24小時，取出置于上述干燥器中冷卻至室溫， 然后稱量干畜禽糞便+鋁盒的重量，采樣下列公式計算畜禽糞便干物質(zhì)含量畜禽糞便干物質(zhì)含量％=[(干畜禽糞便+鋁盒)(g)“鋁盒(g)] / [(鮮畜禽糞便 + 鋁盒)(g)-鋁盒(g)] X 100% ；發(fā)酵后畜禽糞便的干物質(zhì)含量控制在55% - 60%，同時測定發(fā)酵后畜禽糞便的有機碳、 全氮、全磷和全鉀含量取發(fā)酵后的畜禽糞便500 - 700克，于室內(nèi)風(fēng)干后，再置于烘箱中 于60 - 65°C烘干2 - 3天至恒重，然后用于測定其有機碳、全氮、全磷和全鉀含量，畜禽糞便 的有機碳含量采用重鉻酸鉀外加熱氧化法測定，畜禽糞便全氮、全磷和全鉀含量采用濃硫 酸_雙氧水消化后分別用分光光度計比色法、流動注射儀器法和原子吸收光譜儀器法測 定；(B)整地采用小型翻耕機或人工對紅黃壤土壤翻耕和整平；(C)施肥將步驟(A)中所得的發(fā)酵后畜禽糞便按照干物質(zhì)重每公頃2.3 - 4. 5噸，施入 翻耕整平好的紅黃壤耕地中，再翻動土壤，使糞肥混入土壤表層2 - 6厘米處；(D)播種直接播種或移栽需種植的作物，播種和移栽后澆水，每公頃澆水6- 12噸水， 使土肥水融合，并與作物密切結(jié)合；(E)中耕與除草在作物生長季節(jié)中耕1_ 3次，結(jié)合中耕除去雜草；(F)病蟲害防治根據(jù)作物病蟲害發(fā)生情況，噴施殺蟲50%辛硫磷1400- 1600倍稀釋 液、2. 5%溴氰菊酯2800 - 3000倍稀釋液、50%敵敵畏乳油1800 - 2000倍稀釋液或者殺菌 75%百菌清可濕性粉劑500 - 700倍稀釋液、25%甲雙靈可濕性粉劑600 - 1000倍稀釋液、 58%甲雙靈錳鋅500-700倍稀釋液藥液2 - 4次；(G)收獲作物成熟時進行收獲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅黃壤耕地高產(chǎn)環(huán)保施肥的方法，其步驟是A堆肥將收集的養(yǎng)殖場畜禽糞便堆積發(fā)酵，殺死畜禽糞便中的病原菌和寄生蟲，再測定發(fā)酵后的畜禽糞便干物質(zhì)含量；B整地采用小型翻耕機對紅黃壤土壤翻耕和整平；C施肥將所得的發(fā)酵后畜禽糞便按照干物質(zhì)重每公頃2.3–4.5噸，施入翻耕整平好的紅黃壤耕地中，翻動土壤，使糞肥混入土壤表層；D播種直接播種或移栽需種植的作物，播種和移栽后澆水；E中耕與除草在作物生長季節(jié)中耕，結(jié)合中耕除去雜草；F病蟲害防治；G收獲作物成熟時進行收獲。方法易行，操作簡便，成本低、使用方便，廣泛適合于畜禽糞便在中低產(chǎn)紅壤和紅壤耕地中應(yīng)用，改善土壤質(zhì)量，提高土壤養(yǎng)分含量。
文檔編號C05F17/00GK101999293SQ201010514479
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者劉劍飛, 吳金水, 周正科, 廖敦秀, 張洪霞, 童成立, 聶敏, 肖和艾, 胡留杰, 謝永紅 申請人:中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所