[发明专利]一种有机玉米生产系统维持土壤肥力、控制土壤重金属含量的方法

说明书

本发明公开了一种有机玉米生产系统维持土壤肥力、控制土壤重金属含量的方法，属于有机生产系统土壤培肥领域。本发明改变有机农业生产过程中常用的绿肥翻压入土的方式，通过豆科绿肥与免耕技术配合使用，减少农艺措施对土壤的扰动，增加对土壤氮素和有机质的累积能力，同时针对豆科绿肥固定的氮素难以满足玉米生长需要的状况，改有机肥撒施为条施，提高有机肥的利用效率，减少有机肥的施用量，控制重金属的累积速率。

技术领域

本发明属于有机生产系统土壤培肥领域，具体地说，涉及一种有机玉米生产系统维持土壤肥力、控制土壤重金属含量的方法。

背景技术

生态环境(土壤沙漠化、盐渍化、养分耗竭等)恶化和食品安全问题间接的促进了有机农业的发展。在过去十年，世界有机农业以每年20％的速率增长，截止2014年底，全球以有机方式管理的农地面积达到了4370万公顷(包括处于转换期的土地)，其中中国190万公顷，居世界第四位。有机农业作为一种提高土壤肥力、控制农业面源污染、增加食品安全的有效方式在世界范围内得到了广泛认可。

在有机农业生产过程中，禁止使用农药、化肥等化学投入品，有机肥是植物营养的主要来源。但是，我国商品有机肥原料大部分来源于集约化养殖场的畜禽粪便，而畜禽粪便中重金属含量较高，研究表明连续施用有机肥，尤其是以畜禽粪便为主要来源的有机肥，能够引起土壤重金属累积、磷素淋溶风险增加和土壤微生物多样性下降等环境风险。减少由于外源有机肥施用控制重金属总量的投入，能够控制土壤重金属的累积。土壤有机质是评价土壤质量的重要指标，与作物产量密切相关，增加外源有机物质的投入和减少对土壤的扰动均是维持土壤有机质含量和作物产量的重要措施，例如：免耕与种植绿肥。本试验假设同时采用这两种技术较使用单一技术更能够有效改善土壤质量。

玉米为需肥量较大的作物，有机玉米生产系统一般有机肥的施用量在20t/ha以上，多年连续施用定会增加土壤重金属累积的风险，一旦背景值超过国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)二级标准的限值，将禁止有机产品生产。因此，为了维持有机玉米生产的可持续性，有必要研发一种既能够维持有机玉米生产系统的土壤肥力又能够控制重金属含量的土壤培肥措施。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有有机农业生产系统中单纯依靠增加有机肥的施用量来维持土壤肥力容易引起重金属累积的问题，本发明提供一种有机玉米生产系统既能维持土壤肥力又能控制土壤重金属含量的方法，利用冬季空闲时期(9月至次年4月)种植豆科绿肥固定氮元素，当达到最大生物量时进行豆科绿肥的刈割、点播玉米及条施有机肥，将豆科植株均匀覆盖于行与行之间的裸露地面而不是翻压入土，避免耕作引起的土壤扰动，避免加速有机物质的降解、降低土壤肥力。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种有机玉米生产系统维持土壤肥力、控制土壤重金属含量的方法，：包括以下步骤：

(1)播种：冬闲季节进行豆科绿肥的种植，播种前选择晴天中午晒种4h～5h，然后再用质量浓度百分比为5％的盐水选种；按每亩按6kg～8kg的播种量进行均匀撒播豆科种子并进行培育；

(2)刈割：当培育后的豆科获得较大生物量，生物量的范围约15000kg/ha-22500kg/ha；齐地将豆科植株刈割，并将豆科植株根部继续保留在土壤中；

(3)种植：选择生育期适中、苞叶松散、抗虫且高抗倒伏的耐密植玉米品种，随后点播玉米品种；

(4)有机肥施用：当有机肥氮含量≤1.5％时，有机肥按每亩500kg施用在玉米种植的土壤上；当有机肥氮含量≥1.5％时，有机肥按每亩300kg施用在玉米种植的土壤上；

(5)绿肥覆盖：步骤(4)后的有机肥施用后，将步骤(2)刈割后的豆科植株均匀的覆盖在所述的玉米种植的行与行之间裸露地面；