一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法
技术领域
本发明属于农业施肥技术领域，尤其涉及一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法。
背景技术
近年来，节能型日光温室由于见效快收益高，面积增长迅速，目前已成为我国北方地区蔬菜栽培的主要设施之一。日光温室蔬菜种植往往在建成后即采用单一的种植模式，加上农民施肥盲目，导致日光温室土壤生态环境质量下降，病虫害严重，严重影响蔬菜的产量和品质。研究表明，随种植年限的增加土壤状况恶化，土壤养分丰缺差异加大，速效养分积累加快，土壤酸化、次生盐渍化问题加重(张彦才,李巧云,翟彩霞,陈丽莉,吴永山,康富忠.河北省大棚蔬菜施肥状况分析与评价.河北农业科学，2005,9(3)：61-67)，破坏了土壤微生物和无机成分的自然平衡，土壤微生物活性及多样性下降，土壤中细菌、放线菌、腐生真菌等有益菌种类和数量下降、有害真菌数量增多，由“细菌型”向“真菌型”转化(次永娴和曹利中.设施土壤的微生物区系.土壤，1994(3)：143-145；王占武,李晓芝,张翠绵,李洪涛.防病促生功能性微生物的筛选及应用研究，河北农业科学，2005,8(2)：28-31；杜连凤,张维理,武淑霞,黄锦法,张继宗.长江三角洲地区不同种植年限保护菜地土壤质量初探，植物营养与肥料学报2006,12(1):133-137)。土壤环境的恶化使土壤质量下降，功能衰退，生产力下降，严重威胁到我国日光温室蔬菜的可持续发展。
土壤微生物主要包括细菌、放线菌、真菌还有一些原生动物和藻类等，几乎参与土壤中一切生物和生物化学的反应，是土壤有机质分解、转化与循环的动力，是影响有机残体分解利用的最主要因素。土壤微生物指标是土壤质量变化最敏感的指标，尤其可应用于污染或土壤管理措施引起的土壤变化的早期预警，是评价土壤质量和健康状况的重要指标之一。孙波等(孙波，赵其国，张桃林.土壤质量与持续环境：土壤质量评价的破氮指标，土壤，1997(6)：169-184)指出，一个高质量的土壤应该具有良好的生物活性和稳定的微生物种群组成。土壤微生物生物量、土壤微生物群落结构组成等逐渐被用为评价土壤健康与否的生物学指标，对于提高土壤质量、维持农田的可持续利用具有重要的意义。
前人研究表明，施肥能改变土壤的微生物生物量，对其影响与肥料种类、施肥量和肥料配比有关。调查显示在日光温室栽培中，农民多使用未腐熟的畜禽粪便及化学肥料(张彦才,李巧云,翟彩霞,陈丽莉,吴永山,康富忠.河北省大棚蔬菜施肥状况分析与评价.河北农业科学，2005,9(3)：61-67)，肥料的长期超量供应使土壤速效养分积累迅速，土壤有机质的增加趋势远小于土壤微生物生物总量的增加幅度，微生物的活动强化了对土壤有机碳的分解，碳源的相对不足限制了土壤微生物活性。张彦才等利用平衡施肥技术降低了化肥投入，在蔬菜高产高质的同时有效改善了土壤理化性质。樊晓刚等研究指出合理使用有机肥有利于提高土壤微生物生物量。有机肥与化肥配施可促进植物生长，增加根系生物量及根系分泌物，进而加快土壤微生物生长，普遍提高土壤微生物生物量。秸秆碳氮比较高，既可提供稳定的碳源，还能减弱土壤硝态氮的转化，降低土壤盐分，增强土壤pH值的缓冲性能，通过改善土壤综合生态因子，使土壤微生物的活动更加活跃，而土壤微生物活性的提高和活动的加强又能促进秸秆的分解转化，可进一步改善土壤生态环境，形成良性循环。目前研究和应用较多的微生物菌肥主要包括放线菌、木霉、芽孢杆菌等，施用微生物菌肥能提高化肥利用率，改善土壤物理性状，进而改善土壤环境，但其存在质量不稳定及定殖难等问题，造成田间应用效果下降或不稳定。
目前对系统的研究施肥和配施秸秆通过调控土壤碳氮来共同调控土壤微生物群落结构及土壤微生物整体活性的研究未见报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法，采用本发明提供的施肥方法提高了土壤中有机质的含量，提高了土壤中微生物的数量，提高了土壤中微生物量碳和微生物量氮的含量，进而提高了土壤的生物肥力。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法，包括：往土壤中施入秸秆、有机肥和氮肥，所述秸秆的施入氮量为200～300kg/hm2，所述有机肥的施入氮量为0～100kg/hm2，所述氮肥的施入氮量为280～320kg/hm2，所述秸秆、有机肥和氮肥中的总碳氮比为(39～56):1。
优选的，所述氮肥的施入量为300kg/hm2。
优选的，所述氮肥包括尿素，所述尿素的含氮量为46.0～46.3％。
优选的，所述秸秆包括小麦秸秆，所述小麦秸秆的长度为1～5cm。
优选的，所述小麦秸秆中有机碳的质量百分含量为40.7％，含氮质量百分含量为0.36％，含五氧化二磷的质量百分含量为0.10％，含氧化钾的质量百分含量为1.56％。
优选的，所述有机肥中有机碳的质量百分含量为13.93％，含氮质量百分含量为1.81％，含五氧化二磷的质量百分含量为2.15％，含氧化钾的质量百分含量为1.51％。
优选的，还包括：往土壤中施入磷肥和钾肥，所述磷肥的施入磷量以P2O5计，为280～320kg/hm2，所述钾肥的施入钾量以K2O计，为500～550kg/hm2。
优选的，所述磷肥包括过磷酸钙，所述过磷酸钙中五氧化二磷的质量百分含量为12～16％。
优选的，所述钾肥包括硫酸钾，所述硫酸钾中氧化钾的质量百分含量为50～51％。
优选的，所述有机肥、氮肥和秸秆的施肥深度独立的为0～40cm。
本发明提供了一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法，包括：往土壤中施入秸秆、有机肥和氮肥，所述秸秆的施入氮量为200～300kg/hm2，所述有机肥的施入氮量为0～100kg/hm2，所述氮肥的施入氮量为280～320kg/hm2，所述秸秆、有机肥和氮肥中的总碳氮比为(39～56):1。采用本发明提供的施肥方法提高了土壤中有机质的含量，提高了土壤中微生物的数量，提高了土壤中微生物量碳和微生物量氮的含量，进而提高了土壤的生物肥力。
附图说明
图1为有机肥化肥配施秸秆对土壤微生物生物量碳氮的影响；
图2为有机肥化肥配施秸秆对土壤微生物生物量碳氮的影响。
具体实施方式
本发明提供了一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法，包括：往土壤中施入秸秆、有机肥和氮肥，所述秸秆的施入氮量为200～300kg/hm2，所述有机肥的施入氮量为0～100kg/hm2，所述氮肥的施入氮量为280～320kg/hm2，所述秸秆、有机肥和氮肥中的总碳氮比为(39～56):1。
在本发明中，所述秸秆优选包括小麦秸秆，所述小麦秸秆的长度优选为1～5cm。在本发明中，所述小麦秸秆中有机碳的质量百分含量优选为40.7％，含氮质量百分含量优选为0.36％，含五氧化二磷的质量百分含量优选为0.10％，含氧化钾的质量百分含量优选为1.56％。在本发明中，所述小麦秸秆的施肥深度优选为0～40cm，所述小麦秸秆的作用是增加有机碳，为微生物提供碳源，调控物料碳氮比，降低土壤容重，增加土壤通气性。
在本发明中，所述氮肥的施入氮量为280～320kg/hm2，优选为300kg/hm2。在本发明中，所述氮肥优选包括尿素，所述尿素的含氮量优选为46％。在本发明中，所述氮肥的施肥深度优选为0～20cm，所述氮肥的作用是增加根层土壤氮供应，调控物料碳氮比，为微生物提供氮源。
在本发明中，所述有机肥中有机碳的质量百分含量优选为13.93％，含氮质量百分含量优选为1.81％，含五氧化二磷的质量百分含量优选为2.15％，含氧化钾的质量百分含量优选为1.51％。本发明对所述有机肥的来源没有特殊限定，采用常规市售商品即可。在本发明中，所述有机肥的施肥深度优选为0～20cm，所述有机肥的作用是增加有机碳、氮源和磷钾营养，降低土壤容重，改善土壤团聚体组成。
在本发明中，所述秸秆、有机肥和氮肥优选秸秆翻埋入土壤20～40cm，然后覆土，将有机肥、氮肥混合施入0～20cm土层土壤中。在本发明中，所述秸秆、有机肥和氮肥组合物的总碳氮比为39:1～56:1。
本发明还优选往土壤中施入磷肥和钾肥，所述磷肥的施入磷量优选以P2O5计，为280～320kg/hm2，更优选为300kg/hm2；所述钾肥的施入钾量优选以K2O计，为500～550kg/hm2，更优选为525kg/hm2。在本发明中，所述磷肥优选包括过磷酸钙，所述过磷酸钙中五氧化二磷的含量优选为12～16％；所述钾肥优选包括硫酸钾，所述硫酸钾中氧化钾的含量优选为50～51％。在本发明中，所述磷肥和钾肥的施肥深度优选为0～20cm。本发明对所述磷肥和钾肥的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法：
往土壤中施入小麦秸秆、有机肥、氮肥、钾肥和磷肥，小麦秸秆的施入氮量为200kg/hm2，有机肥的施入氮量为100kg/hm2，氮肥的施入氮量为300kg/hm2，磷肥的施入磷量以P2O5计，为300kg/hm2，钾肥的施入钾量以K2O计，为525kg/hm2。
其中，小麦秸秆中有机碳的质量百分含量为40.7％，含氮质量百分含量为0.36％，含五氧化二磷的质量百分含量为0.10％，含氧化钾的质量百分含量为1.56％；
有机肥中有机碳的质量百分含量为13.93％，含氮质量百分含量为1.81％，含五氧化二磷的质量百分含量为2.15％，含氧化钾的质量百分含量为1.51％；
氮肥为尿素，含氮质量百分含量为46％；
钾肥为硫酸钾，氧化钾的质量百分含量为51％；
磷肥为过磷酸钙，五氧化二磷的质量百分含量为12％。
实施例2
一种有机肥、氮肥和秸秆配施的施肥方法：
往土壤中施入小麦秸秆、氮肥、钾肥和磷肥，小麦秸秆的施入氮量为300kg/hm2，氮肥的施入氮量为300kg/hm2，磷肥的施入磷量以P2O5计，为300kg/hm2，钾肥的施入钾量以K2O计，为525kg/hm2。
其余同实施例1。
对比例1
施肥方法：
往土壤中施入氮肥、钾肥和磷肥，氮肥的施入氮量为600kg/hm2，磷肥的施入磷量以P2O5计，为300kg/hm2，钾肥的施入钾量以K2O计，为525kg/hm2。
其余同实施例1。
对比例2
施肥方法：
往土壤中施入有机肥、氮肥、钾肥和磷肥，有机肥的施入氮量为300kg/hm2，氮肥的施入氮量为300kg/hm2，磷肥的施入磷量以P2O5计，为300kg/hm2，钾肥的施入钾量以K2O计，为525kg/hm2。
其余同实施例1。
对比例3
施肥方法：
往土壤中施入小麦秸秆、有机肥、氮肥、钾肥和磷肥，小麦秸秆的施入氮量为100kg/hm2，有机肥的施入氮量为200kg/hm2，氮肥的施入氮量为300kg/hm2，磷肥的施入磷量以P2O5计，为300kg/hm2，钾肥的施入钾量以K2O计，为525kg/hm2。
其余条件同实施例1。
试验例1
1)试验地点及材料
室内培养试验在河北省资环所实验楼进行。实施时间为2012年8月到2012年10月。供试土壤为石灰性壤质潮土，冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄轮作3年龄日光温室土壤，供试土壤基本性质见表1。
表1供试土壤基本理化性质
2)试验设置
采用室内盆钵培养法，实验用盆为
表2有机肥化肥配施秸秆试验秸秆、有机肥和化肥N投入量
3)数据收集及测定方法
培养期间5d、15d、30d、45d的土壤样品测定土壤微生物生物量碳氮(MBC，MCN)，土壤可培养细菌、放线菌和真菌；培养末期60d的土壤样品测定土壤微生物生物量碳氮，土壤微生物群落结构，有机碳，硝态氮，pH值，电导率，速效磷，速效钾等指标。
土壤微生物生物量碳氮采用氯仿熏蒸浸提法测定，土壤可培养微生物数量采用平板培养计数法测定，土壤理化指标采用常规分析方法测定。
结果如下：
有机肥化肥配施秸秆对土壤可培养微生物及微生物碳氮的影响：
有机肥化肥配施秸秆对土壤可培养微生物数量的影响
1)有机肥化肥配施秸秆对土壤细菌数量的影响
由图1可以看出，与对照处理CK相比，施肥可明显提高土壤细菌的数量。在培养期间，不同处理CK、S0B0F600、S0B300F300、S100B200F300、S200B100F300、S300B0F300的细菌数量均随培养时间的延长呈先逐渐上升后下降的动态变化趋势，除处理S100B200F300外，在第30天均达到最大值，各处理分别为13.10×106、29.71×106、44.51×106、73.09×106、136.65×106，之后随着培养时间而呈下降趋势，下降幅度为0.82％～4.34％。
在等施氮量条件下，各处理在每个时间段均随着秸秆氮施用量的增加而增加，即当秸秆氮施用量为300kg/hm2时，细菌数量达到最大值，分别为53.70×106、120.58×106、136.65×106、52.46×106、48.22×106，不同培养时间(除第5、45天)处理S300B0F300与其他处理均达到显著差异。
2)有机肥化肥配施秸秆对土壤放线菌数量的影响
由图1可以看出，与对照处理CK相比，施肥可明显提高土壤放线菌的数量。在培养期间，不同处理CK、S0B0F600、S0B300F300、S100B200F300、S200B100F300、S300B0F300的放线菌数量均随培养时间的延长呈先逐渐上升后下降的动态变化趋势，在第15天均达到最大值，各处理分别为5.76×106、5.94×106、8.33×106、17.84×106、37.07×106、79.12×106，之后随着培养时间的推移而呈下降趋势，下降幅度为0.23％～14.59％。
在等施氮量条件下，各处理在每个时间段均随着秸秆氮施用量的增加而增加，即当秸秆氮施用量为300kg/hm2时，放线菌数量达到最大值，分别为31.33×106、79.12×106、48.07×106、32.02×106、29.02×106。不同培养时间处理S300B0F300与其他处理均达到显著差异。
3)有机肥化肥配施秸秆对土壤真菌数量的影响
由图1可以看出，与对照处理CK相比，施肥可明显提高土壤真菌的数量。在培养期间，不同处理CK、S0B0F600、S0B300F300、S100B200F300、S200B100F300、S300B0F300的真菌数量均随培养时间的延长呈先逐渐上升后下降的动态变化趋势，除处理S100B200F300外，在第30天均达到最大值，各处理分别为6.70×104、9.74×104、10.71×104、19.68×104、37.67×104，之后随着培养时间的推移而呈下降趋势，下降幅度为0.15％～3.27％。
在等施氮量条件下，各处理在每个时间段均随着秸秆氮施用量的增加而增加，即当秸秆氮施用量为300kg/hm2时，真菌数量达到最大值，分别为6.44×104、32.72×104、37.67×104、15.96×104、7.77×104。不同培养时间(除第5天)处理S300B0F300与其他处理均达到显著差异。
有机肥化肥配施秸秆对土壤微生物生物量碳氮的影响：
1)有机肥化肥配施秸秆对土壤微生物生物量氮的影响
由图2可以看出，施入秸秆的土壤微生物量N明显高于未施秸秆的土壤。不同处理CK、S0B0F600、S0B300F300、S100B200F300、S200B100F300、S300B0F300的MBN在培养过程中的变化不同，无氮对照处理CK、和不添加秸秆的处理S0B0F600、S0B300F300均在0-15天增加较快且达到最大值，分别为65.13mg/kg、77.30mg/kg、102.76mg/kg，之后略有下降并趋于平稳；施加秸秆的处理S100B200F300、S200B100F300在培养期间波动较大，15-30天随着秸秆的腐解，MBN急剧上升，在第30天达到最值，分别为140.71mg/kg、227.91mg/kg，在第45天急剧下降，到第60天又略有回升；处理S300B0F300的MBN随着秸秆的腐解，呈逐渐上升趋势，在第45天达到最值，为278.60mg/kg，之后略有下降。各处理MBN到了后期均有下降趋势，可能是因为，N素已大量消耗不能满足微生物的生长繁殖而导致生物量N下降。
在等施氮量条件下，各处理在每个时间段基本随着秸秆氮施用量的增加而增加，即当秸秆氮施用量为200-300kg/hm2时，MBN显著增加。不同培养时间(除第15天)处理S200B100F300、S300B0F300与其他处理均达到显著差异。
2)有机肥化肥配施秸秆对土壤微生物生物量碳的影响
由图2可以看出，配施秸秆的各处理土壤微生物量C变化不同。除无氮对照CK外，不施秸秆的处理S0B0F600、S0B300F300在培养第15天均达到最高点，然后降低并趋于平缓，添加秸秆的处理在第5天即达到最大值，分别为806.25mg/kg、1060.43mg/kg、1184.52mg/kg。且添加秸秆的各处理均显著高于未施秸秆的处理。
在等施氮量条件下，各处理在每个时间段随着秸秆施用量的增加呈上升趋势，当秸秆氮施用量为200-300kg/hm2时，即处理S200B100F300、S300B0F300，土壤MBC达到最大值。且不同培养时间S200B100F300、S300B0F300与其他处理均达到显著差异。
综上所述，在本发明提供的土壤条件下，添加秸秆，提高施入的碳氮比，可明显提高土壤微生物数量和生物量碳氮；且在等施氮量条件下，土壤微生物指标均随施入碳氮比的增加而呈现上升趋势。从不同培养时间来看，土壤微生物指标均随培养时间的推移呈现出先升高后降低的动态变化趋势。由各处理差异显著性来看，处理S200B100F300、S300B0F300的各个指标都远大于其他处理，在各个培养时间与其他处理均达到显著差异。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
