一种梨树土壤修复方法与流程

1.本发明涉及土壤修复技术领域，具体为一种梨树土壤修复方法，特别是涉及 一种土壤营养绿色管理技术，从植物营养利用源头促进果品安全生产，保护农业 生态环境，提高农林经济效益，推进乡村振兴战略。


背景技术：

2.自20世纪90年代我国农业部提出发展绿色食品事业以来，绿色果品得到了 重视和迅速发展，而且与传统果品相比，绿色果品具有更高的安全性，并被越来 越多的人们认同和接受。我国为了快速地建设健康、绿色的农林经济，不断从世 界各国汲取营养，发展更多更高效的果林生长技术。其中，梨树种植作为我国农 林经济建设的重要内容之一，有着独特的优势；因为我国不仅拥有丰富的梨品种 资源，也是世界第一大梨生产国，栽培面积和产量均占世界70％以上。
3.梨(pyrus spp)原产于我国，属蔷薇科，梨亚科，梨属，后因其含水量足(>80％)， 含糖量高(8％
‑
20％)，同时具有很高的营养和药用价值，受到人们的广泛欢迎， 并被引进至世界各国。然而，随着各国种植技术的快速发展，世界梨果品质有了 很大的提高，而由于我国传统种植观念的影响，我国梨果品质在全球果品市场正 在逐渐失去优势。目前，只有通过绿色、高质的梨树栽培管理方式，从而不断提 高梨果品质和产量才能有助于提高我国的民计民生质量，推动我国农业农村现代 化建设，才能快速推动农业经济发展和乡村振兴战略，同时还有助于我国农业生 态环境修复。
4.近年来，我国主要梨树种植地区出现了的问题是多种多样的，比如病虫害丰 富度和抗药性不断增加，果品农药残留超标，梨果产业效益逐年降低，果农种植 意愿严重下降，导致上述问题的原因是多种多样的，但土壤营养和健康是众多原 因中的重中之重；比如：土壤肥力失衡，肥沃的土壤是保证植物快速高质生长的 基础，可是在实际种植生产中，果农为了促进果树生长和追求高产，往往忽视了 果树对各营养成分的偏好，从而盲目地大量施肥，最终导致种植成本不仅大大增 加，农林环境还遭到了严重破坏。
5.所以说，土壤肥力固然对促进果实生产有着重要的作用，但化学肥料的使用 对果园环境和果品质量的潜在危害不得不引起足够的重视。因此，合理施肥和探 究经济有效的土壤修复技术，促使梨树土壤营养达到一个适合梨树植株生长和相 对平衡的水平，是实现果实优质高产的关键措施之一，也是现阶段促进梨业的健 康可持续发展中亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种梨树土壤修复方法，该方 法。本发明将固氮植株所固定的氮用于梨树吸收，而且固氮作物根系还具有对梨 树植株根部土壤共生微生物孢子的诱集作用，进而增强共生微生物与梨树的共生 强度，提高梨树的营养吸收能力。本发明的方法经过同质园摸索实验和田间验证 实验，针对我国梨树植株根部
土壤营养和施肥失衡的问题，结合固氮植株对土壤 有益微生物诱集措施，采用堆肥或腐熟技术进行土壤修复和植物复壮。
7.本发明是通过如下技术方案来实现的：
8.一种梨树土壤修复方法，包括室内土壤堆肥修复和田间土壤修复；
9.所述田间土壤修复的方法为：在梨树栽种的土壤上间作种植固氮植株，再将 刈割后的固氮植株堆积于梨树植株根部土壤上；
10.所述室内土壤堆肥修复的方法为：将固氮植株种植于土壤内，待固氮植株生 长至成熟期后，将作物刈割并回埋于土壤内，覆膜腐熟后施于梨树植株根部。
11.优选的，所述固氮植株为苜蓿植株、野豌豆植株或二者的混合。
12.优选的，所述固氮植株为苜蓿植株和野豌豆植株的混合，且两种植株的种子 质量比为1:1，并于种植前将两种种子混匀。
13.优选的，所述田间土壤修复中所述固氮植株与梨树间作种植，且间作于距梨 树植株1
‑
2米处。
14.优选的，所述田间土壤修复包括如下步骤：
15.(1)撒播：将固氮植株的种子按照1.5
‑
2.0kg/亩的密度散播；
16.(2)撒播距离：于梨树萌动期，将固氮植株种子撒播于梨树行间；
17.(3)田间管理：采用与梨园常规管理一致的田间管理方法管理固氮植株；
18.(4)固氮植株收割：于间作植物完全萌发2个月后，每月刈割一次，得收 割产品；
19.(5)土壤修复：将收割植株残体围绕梨树树干堆积，使其自然腐烂至梨树 植株根部土壤。
20.优选的，所述堆积的时间为3
‑
5个月。
21.优选的，所述室内土壤堆肥修复包括如下步骤：
22.(1)固氮植株种植：将固氮植株的种子种植于土壤中，种植深度为5
‑
10cm；
23.(2)种植管理：每月浇灌1次，每次土壤透水2
‑
4mm；
24.(3)收割：待固氮植株达到接种期时，对固氮植株进行收割，得到收割产 品；
25.(4)腐熟：将收割产品回埋于固氮植株种植的土壤中并腐熟，得到室内修 复的土壤；
26.(5)移栽种植：将萌发的梨树种子移栽至室内修复的土壤中。
27.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
28.1、本发明经过同质园摸索实验和田间验证实验，针对我国果园土壤营养和 施肥失衡的问题，结合梨园间作绿肥作物对土壤有益微生物诱集措施，采用刈割 和堆肥技术进行土壤修复和植物复壮。其效果经过室内外实验验证，与清耕相比 较，梨园间作苜蓿和野豌豆，可显著增强有益微生物
‑
丛枝菌根真菌与梨树的共 生能力，并显著增加了梨苗和果实的重量；而梨园主要害虫
‑
梨木虱的发生量减 少了约1/3；更重要的是，梨树土壤中全氮和全磷含量未降反增。
29.本发明还对间作植物进行了研究，重点强调了两种固氮植物混合间作效果要 优于单种植物的间作效果。
30.2、本发明基于苜蓿和野豌豆的固氮作用，将游离的氮元素固定至植株体内， 然后通过堆肥方法将植物所固定的氮元素施于梨树植株的根系周围；测定结果显 示：应用本发
明的技术，能够使梨生长季末期的土壤氮含量未降反增；且相较于 清耕措施，应用本发明技术得到的土壤中氮含量增加了约1.6倍，磷含量增加了 1倍左右。
31.3、采用本发明的技术由于能够诱集更多的土壤菌根真菌的孢子，对梨树根 系菌根真菌侵染率具有显著的促进作用，相较于清耕措施，本发明的技术促使菌 根侵染率增加了44％左右。
32.4、在上述效果的作用下，对梨苗生物量和果实重量的促进作用也显著增加； 相较于清耕措施，本发明的技术使梨苗生物量增加了75％左右；使果实重量增加 了63％左右。
附图说明
33.图1为本发明实施例1
‑
6及对比例1
‑
2对土壤氮含量的影响对照图；其中， 左侧为田间实验，右侧为盆栽实验；
34.图2为本发明实施例1
‑
6及对比例1
‑
2对土壤磷含量的影响对照图；其中， 左侧为田间实验，右侧为盆栽实验；
35.图3为本发明实施例1
‑
6及对比例1
‑
2对土壤丛枝菌根真菌孢子密度的影响 对照图；其中，左侧为田间实验，右侧为盆栽实验；
36.图4为本发明实施例1
‑
6及对比例1
‑
2对梨树根系菌根真菌侵染率的影响对 照图；其中，左侧为田间实验，右侧为盆栽实验；
37.图5为本发明实施例1
‑
6及对比例1
‑
2对梨苗生长的影响对照图；其中，左 侧为田间实验，右侧为盆栽实验；
38.图6为本发明实施例4
‑
6及对比例2对梨果生长的影响对照图；
39.图7为本发明实施例1
‑
6对梨园土壤修复和梨树生长的作用效果图；
40.其中，图7a为土壤中孢子密度与菌根真菌侵染率的关系图；图7b为果实 鲜重与孢子密度的关系图；图7c为抗虫能力与孢子密度的关系图。
具体实施方式
41.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围 并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动的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。 本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
42.实施例1
43.一种梨树土壤修复方法，所述室内土壤堆肥修复包括如下步骤：
44.(1)固氮植株种植：取苜蓿的种子和野豌豆的种子各5g混匀后，均匀地撒 播于深为30cm，内口径为16cm的花盆中，每个花盆中盛有1.5kg的采自于梨 园的土壤，种植深度为5
‑
10cm；设6个重复；
45.(2)种植管理：每月浇灌1次，每次透水2mm；
46.(3)收割：待固氮植株达到接种期(作物生长3个月时)，对固氮植株进 行收割，得到收割产品；
47.(4)腐熟：将收割产品回埋于固氮植株种植的土壤中并腐熟30天，得到室 内修复的土壤；
48.(5)土壤修复：将刚萌发的黄冠梨种子移栽至腐熟后的花盆中，1株/盆， 待梨苗生长60天后，取出，测定植株生物量和植株根系丛枝菌根真菌侵染率， 同时分别从每盆中钻取土壤，测定土壤中的孢子密度和全氮全磷含量。
49.实施例2
50.与实施例1的制备步骤相同，不同之处仅在于，将苜蓿种子和野豌豆种子各 5g替换为苜蓿种子10g。
51.实施例3
52.与实施例1的制备步骤相同，不同之处仅在于，将苜蓿种子和野豌豆种子各 5g替换为野豌豆种子10g。
53.实施例4
54.一种梨树土壤修复方法，所述田间土壤修复包括如下步骤：
55.(1)撒播：选择了18行长10米的梨园样方，选择其中每5行设一个处理， 每行撒播120g苜蓿种子，将固氮植株的种子按照1.5
‑
2.0kg/亩的密度散播；
56.(2)撒播距离：于梨树萌动期，将固氮植株种子撒播于梨树行间，且间作 于距梨树植株1
‑
2米处；
57.(3)田间管理：采用与梨园常规管理一致的田间管理；
58.(4)固氮植株收割：于间作植物完全萌发2个月后，每30天刈割一次，得 收割产品，；
59.(5)土壤修复：并将刈割下的组织，平均分份，并堆积于附近的树干周围， 使其自然腐烂至梨树植株根部土壤，于梨木虱高峰期调查梨木虱的发生数量；于 收获期调查果实重量；于生长末期调查梨树根系丛枝菌根真菌侵染率和梨树根围 土壤孢子密度和全氮全磷含量。
60.实施例5
61.与实施例4的制备步骤相同，不同之处仅在于，将120g苜蓿种子替换为120 g野豌豆种子。
62.实施例6
63.与实施例4的制备步骤相同，不同之处仅在于，将120g苜蓿种子替换为60 g苜蓿种子和60g野豌豆种子。
64.对比例1
65.将刚萌发的黄冠梨种子移栽至1.5kg的采自于梨园的土壤内。
66.对比例2
67.将梨园中梨树进行与实施例2相同的常规管理，并进行每月除草一次的清耕 处理。
68.下面将实施例1
‑
3与对比例1进行对比，将实施例4
‑
6与对比例2进行对比， 对比例1和对比例2均采用常规清耕种植方法，对比结果如下所示：
69.实验处理中的土壤采用cn分析仪进行测定，盆栽实验中的土壤采集的方法 为：将每盆中的土壤去除梨苗后充分混匀，过1mm筛后，取样测定；
70.田间实验：为每行中距树干50cm处随机选择10点，每点用5cm直径的土 钻钻取20cm深的土壤，然后充分混匀，过1mm筛后，取样测定；
71.一、间作苜蓿和野豌豆对土壤氮含量的影响
72.如图1所示，不论盆栽实验还是田间实验，虽然间作苜蓿、间作野豌豆或间 作混播，三者对比来看土壤中的氮含量没有显著性差异，但相对含量以苜蓿和野 豌豆混合播种最高，并且显著高于对比例1和对比例2土壤中的含量(盆栽：f
3,20
＝23.86,p<0.0001；田间：f
3,8
＝147.79,p<0.0001)。
73.二、间作苜蓿和野豌豆对土壤磷含量的影响
74.实验处理中的土壤采用消煮法进行定量分析；
75.如图2所示，结果表明：同氮含量一样，不论盆栽实验还是田间实验，三者 对比来看土壤中的磷含量没有显著性差异，但相对含量以苜蓿和野豌豆混合播种 最高，并且显著高于对比例1和对比例2的土壤中的含量(盆栽：f
3,20
＝17.12,p <0.0001；田间：f
3,8
＝13.30,p＝0.0018)。
76.三、间作苜蓿和野豌豆对土壤孢子密度的影响
77.土壤孢子密度的调查方法为湿筛法，具体步骤如下：a.孢子分离：称取10g 土壤样品放入搅拌机中然后加入300ml水静置30min，最后高速运转5秒；b. 过筛：将上述悬浊液倒入三层标准土壤筛中(孔径：上层0.8mm，中层：0.25mm， 下层0.038μm)，用水冲洗每层筛子，直至流出的水为清水为止，最后用0.5
‑
1 ml水冲洗，将0.038μm筛子中的孢子转移到培养皿中；c.镜检：将上述培养 皿在40倍数体视显微镜下观察计数。
78.如图3所示，结果表明：不论盆栽实验还是田间实验，土壤中的孢子密度由 大到小分别：混播>野豌豆>苜蓿>清耕；其中苜蓿和野豌豆混播土壤中孢 子密度显著高于对比例1和对比例2的(清耕)土壤中的孢子密度(盆栽：f
3,20
＝ 10.99,p<0.0002；田间：f
3,8
＝10.54,p＝0.0037)。
79.四、间作苜蓿和野豌豆对梨树丛枝菌根真菌侵染率的影响
80.用于测定丛枝菌根真菌侵染率的根系，采自于实验处理中的梨树嫩根的根尖， 每个样本采集10
‑
30个根尖；所收集的样品放在组织包埋盒中后浸泡于体积分数 为50％的酒精中保存在4℃冰箱中直到使用，收集的根系样品采用曲利苯蓝染色 法进行染色，具体步骤如下：a.脱色：将装有根系样品放在组织包埋盒中，然后 把包埋盒浸泡在质量分数为10％的氢氧化钾溶液中，在80℃水浴下脱色45分钟 后用自来水冲洗干净；b.漂白和酸化：将上述冲洗后的包埋盒在体积分数为10％ 的漂白剂中浸泡40秒进一步进行清洗后用自来水冲洗干净，然后，将上述包埋 盒浸泡在体积分数为2％的盐酸进行酸化，2分钟后冲洗；c.染色：将上述包埋 盒浸泡在0.05％的曲利本蓝中放置在4℃下染色24小时，染色完成后用自来水冲 洗直至水的颜色为浅蓝色或无色后浸泡在蒸馏水中在4℃下保存；d.制片：从每 个组织包埋盒中选择10个约1cm的细根段放置在载玻片上，并用pvlg胶进行 固定，盖上盖玻片后进行晾干保存；e.菌根调查：将制作的装片在200倍显微镜
81.如图4所示，结果表明：不论盆栽实验还是田间实验，梨树根系侵染率由大 到小分别：混播>野豌豆>苜蓿>清耕；其中苜蓿和野豌豆混播对菌根真菌 侵染率的促进作用显著高于对比例1和对比例2的清耕处理(盆栽：f
3,20
＝3.13, p＝0.0484；田间：f
3,8
＝7.76,p＝0.0094)。
82.五、间作苜蓿和野豌豆对梨植株生长的影响
83.对于盆栽实验，主要测定了梨苗植株的茎叶干重，主要采用烘干后对单独植 株进
行直接称重的方法进行测定。对于田间实验，主要测定了间作苜蓿和野豌豆 对梨果重量的影响，测定方法为，在每个处理行中，随机抽取30个梨果进行称 重，并求平均值，作为该处理行中梨果的生长情况。
84.如图5所示，结果表明：不论盆栽实验还是田间实验，梨苗的生物量和梨 果重量变化，由大到小分别：混播>野豌豆>苜蓿>清耕。其中苜蓿和野豌 豆混播处理下，梨苗的生物量显著高于对比例1和对比例2的清耕处理，图4中 (f
3,20
＝9.29,p＝0.0005)；图4中，同样梨果重量在苜蓿和野豌豆混播处理下 显著高于对比例2的清耕处理(f
3,8
＝4.13,p＝0.0481)。
85.六、间作苜蓿和野豌豆对梨木虱群落的影响
86.梨木虱在田间的发生主要采用直接观察法，在每个处理行随机选择5株调查 植株，每株随机抽查10个50cm长的树枝上的梨木树数量，然后计算每行每枝 上的平均数量，视为调查行的梨木虱发生程度。
87.图6结果表明：间作苜蓿、间作野豌豆或间作混播，三者对比来看梨木虱在 间作不同作物的处理中发生数量无显著性差异，但是在混播处理行中的梨木虱数 量显著低于对比例2的清耕处理行(f
3,8
＝4.68,p＝0.0359)。
88.七、间作苜蓿和野豌豆对梨园生物互作的改善
89.由图4可知，间作苜蓿和野豌豆，可以显著提高土壤中丛枝菌根真菌的孢子 密度，土壤中孢子密度的变化又与菌根真菌侵染率呈正相关关系(如图7a所示)， 因此此种间作模式可显著促进菌根真菌与梨树根系的共生，进而进一步提高了梨 树根系的营养和水分吸收能力，促使其具有了更好的果实生长营养(如图7b所 示)和更强的抗虫能力(如图7c所示)。加之两种作物自身所固定的氮磷不断 输入土壤中，从而多方面地促进了植物的生长能力和抗性。
90.本发明涉及一种维护梨树土壤营养平衡的方法，通过实验对比确定了在梨园 行间距植株1
‑
2米处混播苜蓿和野豌豆(1:1)可通过诱集土壤中的菌根真菌孢子 密度，提高梨树的菌根真菌侵染率；而通过刈割和堆肥方法可显著维持梨树根冠 周围土壤中的全氮和全磷含量，从而起到了维持土壤营养补给和平衡的效应。上 述两种方面的综合作用对植株生长和果实重量起到很好的正效应，而对梨园主要 害虫
‑
梨木虱产生一定的抑制作用。本发明通过合理间作绿肥作物和合理堆肥， 不仅能够减少土肥管理成本，对农业生态环境具有一定的保护作用，而且还为果 园绿色生产技术开发提供了一条有效的途径。
91.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明 的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等 同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。