采用蓄水保肥基质轮作西红柿、草莓的拮抗病虫害的种植方法与流程

本发明属于农业种植，涉及无土基质栽培技术，具体涉及采用蓄水保肥基质轮作西红柿、草莓的拮抗病虫害的种植技术方法。

背景技术：

1、近几年，我国基质栽培进入迅速发展阶段，基质栽培的面积和栽培技术水平都得到空前的提高。美国是基质栽培应用最早的国家之一，也是世界上最早应用基质栽培进行商业化的国家，但其栽培面积并不大，且多数集中在干旱、沙漠的地区。但基质栽培也存在很多问题，其多茬使用后，会残留许多腐烂根系、病菌或虫卵、盐分，甚至是线虫等，加之栽培基质本身的理化性质也会发生变化，很大程度上会影响栽培效果。作物在生长过程中易受到灰霉病、白粉病、炭疽病、青枯病、脐腐病、红蜘蛛、蓟马等病虫害侵袭，随着抗生素、农业等的泛滥使用，作物病害菌的耐药性也日益增强，造成了作物的连作障碍，如果每年更换基质，又会增加种植成本，从而降低其种植效益。如何延长基质使用寿命，减少病虫害、减少投入成本，成为基质栽培必须解决的难题。因此目前国内外防治连作障碍的方法有很多，比如优化种植制度、采取生物防治或者采用轮作种植以消除连作种植障碍等等。但是轮作不是单纯的两种作物交替种植就可以，需要考虑到不同作物对基质生长适应能力比如基质的蓄水能力、孔隙度和根际微生物等各种因素。比如草莓对基质的理化性质要求较高，要求排水好、结构疏松，而番茄因它强大的蒸腾作用，对蓄水性能要求较高。安徽省草莓大部分的种植生长时间一般为4月草莓育苗、9月初定植、次年4月底采摘结束，每年5-8月为大棚的闲置期。因此，草莓种植有较长时间的大棚闲置期。同时对于连作种植草莓，也需要在几茬种植后大量替换基质并补充养分，否则容易导致后茬种植的草莓果实产量以及品质的降级。另一方面，为了单纯的追求产量而过量的施肥灌水，这样也造成水肥资源的浪费同时还造成水环境的污染。

技术实现思路

1、为解决当前草莓连作种植的无土栽培基质在多茬使用后需频繁更换基质以及每年5-8月草莓种植大棚的闲置期较长的问题，本发明提供了一种采用蓄水保肥基质轮作西红柿、草莓的拮抗病虫害的种植技术方法。该方法中，采用一种新型具有半互穿网络结构的腐殖酸改性吸水保水剂并配以废弃基质制成缓释复合肥料，用于草莓-番茄轮作种植。

2、由于常用基质蓄水保肥性能不佳也容易造成水肥资源的浪费和目前农业面源污染等问题，本发明采用溶液聚合法和半互穿网络技术将营养元素(c、n、p、k等)和微生物的附着载体生物炭的线性聚合物缓释材料(磷矿、腐殖酸钾等物质)穿插在吸水保水高分子材料(聚丙烯酰胺)的三维网络中，制备了一种新型具有半互穿网络结构的腐殖酸改性吸水保水缓释复合材料，并将其用于有机菌肥的堆制过程中改良栽培基质的品质，从而优化了轮作种植方法，保障了番茄、草莓轮作种植效果。具体的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明所述采用蓄水保肥基质轮作西红柿、草莓的拮抗病虫害的种植方法，包括下述步骤：

4、(1)将种植草莓产生的草莓废弃基质与菌肥物料、生防菌a、生物炭保水剂混合进行好氧堆肥发酵工艺处理得到有机菌肥a，然后将有机菌肥a与栽培基质材料混配得到用于番茄种植的基质，进行番茄种植；所述生防菌a包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌和淡紫拟青霉菌；

5、(2)将种植番茄产生的番茄废弃基质与菌肥物料、生防菌b、生物炭保水剂混合进行好氧堆肥发酵工艺处理得到有机菌肥b，然后将有机菌肥b与栽培基质材料混配得到用于草莓种植的基质，进行草莓种植；所述生防菌b包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌和哈茨木霉菌；

6、所述菌肥物料包括废弃稻壳、羊粪和菜籽饼；所述生物炭保水剂是将生物炭与磷矿粉、粉煤灰、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、过硫酸铵、n,n’-亚甲基丙烯酰胺通过水溶液聚合法制备得到。

7、上述所述种植方法中，优选的，步骤(1)所述草莓废弃基质与菌肥物料、生防菌a、生物炭保水剂体积比为100：400-500：3-5：0.2-0.5；所述生防菌a中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、淡紫拟青霉菌的体积比为1-2:1-2:1-2:1-2。

8、上述所述种植方法中，优选的，步骤(1)所述有机菌肥a的制备工艺是采用好氧分步接种堆肥工艺，其包括如下步骤：在堆肥初始升温阶段添加圆褐固氮菌与生物炭保水剂；在堆肥升温至40-50℃时，添加枯草芽孢杆菌；当堆肥温度达到60℃以上，添加草莓废弃基质；当堆肥温度降到40-50℃阶段，添加巨大芽孢杆菌，当堆肥温度降到环境温度时，添加淡紫拟青霉菌，继续自然腐熟20-40天。

9、上述所述种植方法中，优选的，步骤(2)所述番茄废弃基质与菌肥物料、生防菌b、生物炭保水剂体积比为100：400-500：3-5：0.2-0.5；所述生防菌b中，枯草芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：圆褐固氮菌：哈茨木霉菌的体积比为1-2:1-2:1-2:1-2。

10、上述所述种植方法中，优选的，步骤(2)所述有机菌肥b的制备工艺是采用好氧分步接种堆肥工艺，其包括如下步骤：将菌肥物料b混匀堆肥，在堆肥初始升温阶段添加圆褐固氮菌与生物炭保水剂；在堆肥升温至40-50℃时，添加枯草芽孢杆菌；当堆肥温度达到60℃以上，添加草莓废弃基质；当堆肥温度降到40-50℃阶段，添加巨大芽孢杆菌，当堆肥温度降到环境温度时，添加哈茨木霉菌，自然腐熟20-40天。

11、上述所述种植方法中，优选的，所述菌肥物料中，废弃稻壳、羊粪和菜籽饼体积比为100：60-70：25-35。

12、上述所述种植方法中，优选的，所述生物炭保水剂的制备方法如下：按质量份取磷矿粉1-2份、粉煤灰1-2份、聚丙烯酰胺9-10份、腐殖酸钾1-2份，生物炭4-5份、过硫酸铵0.3-0.5份、n,n’-亚甲基丙烯酰胺0.01-0.03份，按照水溶液聚合法加水，于80-85℃搅拌1-1.5h，烘干粉碎过筛得到。

13、上述所述种植方法中，优选的，步骤(1)所述番茄栽培新鲜基质包括泥炭土、椰糠和蚯蚓粪，其体积配比为：泥炭土3-4份、椰糠1-2份、蚯蚓粪1-2份；所述番茄栽培新鲜基质为未栽培过任何作物的基质；所述番茄栽培新鲜基质与有机菌肥a体积配比为：泥炭土3-4份、椰糠1-2份、蚯蚓粪1-2份、有机菌肥a 4-5份。

14、上述所述种植方法中，优选的，步骤(2)所述草莓栽培新鲜基质包括泥炭土、椰糠和蚯蚓粪，其体积配比为：泥炭土3-5份、椰糠1-2份、蚯蚓粪2-4份、珍珠岩1-2份；所述草莓栽培新鲜基质与有机菌肥b体积配比为：泥炭土3-5份、椰糠1-2份、蚯蚓粪2-4份、珍珠岩1-2份、有机菌肥b 3-4份。

15、作为一种优选的种植方法，本发明可以包括下述步骤：

16、s1，采用草莓栽培新鲜基质进行草莓种植：

17、所述新鲜基质为未种植任何作物的基质，其体积组成配比为：泥炭土3-5份、椰糠1-2份、蚯蚓粪2-4份、珍珠岩1-2份；

18、s2，采用s1种植后的草莓废弃基质进行番茄种植：

19、将草莓废弃基质先预处理，预处理过程为：每隔10天浇透水，使过量的盐分能淋溶掉、覆膜，堆沤20-30天；然后再与菌肥物料、生防菌a混合按照好氧分步接种堆肥发酵工艺处理得到有机菌肥a，然后将有机菌肥a与番茄栽培新鲜基质混配得到用于番茄种植的基质，进行番茄种植；添加草莓废弃基质时，分成2-4个批次添加完成；

20、s3，采用s2种植后的番茄废弃基质进行草莓种植：

21、将番茄废弃基质进行预处理：每隔10天浇透水，淋溶掉过量的盐分、覆膜、堆沤20-30天；然后再与菌肥物料、生防菌b混合按照好氧分步接种堆肥发酵工艺处理得到有机菌肥b，然后将有机菌肥b与草莓栽培新鲜基质混配得到用于草莓种植的基质，进行草莓种植；

22、所述番茄废弃基质，采用生防菌剂或生防菌肥(枯草芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：圆褐固氮菌：哈茨木霉菌＝1:1:1:1)好氧分步接种堆肥工艺处理，同时在升温阶段添加其体积比的0.2-0.3％的生物炭保水剂；其中废弃基质：有机菌肥物料＝1:4-5(体积比)，废弃基质添加时间为：好氧发酵工艺的高温阶段，分3次添加。

23、s4，重复步骤s2进行番茄种植；

24、s5，重复步骤s3进行草莓种植。

25、上述所述种植方法中，优选的，步骤s2中所述有机菌肥a的制备工艺可以包括：1)预处理工艺：将草莓废弃基质每隔10天浇透水(使过量的盐分能淋溶掉)、覆膜，堆沤20-30天，2)堆肥工艺：将农业废弃稻壳(体积比)100份、羊粪65份、菜籽饼30份，混匀堆肥；3)好氧分步接种工艺：在堆肥初始升温阶段将固氮菌与生物炭保水剂0.2-0.5份添加到堆肥过程，翻抛，调节含水率为60-65％；在堆肥升温至40-50℃时，添加枯草芽孢杆菌；当堆肥温度达到60℃以上，添加废弃基质，分成3-4次添加，翻抛，直至温度降到60℃以下，在40-50℃时，添加巨大芽孢杆菌，当堆肥温度降到环境温度时，添加淡紫拟青霉菌，自然腐熟1个月左右(20-40天)。当然，步骤s3中所述有机菌肥b的制备工艺也可以采用类似有机菌肥a的工艺方法只是当堆肥温度降到环境温度时，添加哈茨木霉菌，自然腐熟。

26、本发明优选磷矿粉、粉煤灰、腐殖酸钾为原料，以过硫酸铵为引发剂、以光敏材料n,n’-亚甲基丙烯酰胺为交联剂，并以生物炭为载体采用水溶液聚合法，做成保水剂，然后添加到有机菌肥堆肥的升温阶段，添加废弃基质，并优选泥炭土、椰糠和蚯蚓粪进行复配。具体的，所述生物炭保水剂的制备方法如下：按质量份取磷矿粉1-2份、粉煤灰1-2份、丙烯酰胺9-10份、腐殖酸钾1-2份，生物炭4-5份、过硫酸铵0.3-0.5份、n,n’-亚甲基丙烯酰胺0.01-0.03份，按照水溶液聚合法加水，于80-85℃搅拌1-1.5h，烘干粉碎过筛得到。

27、本发明制备了具有半互穿网络结构的腐殖酸改性吸水保水缓释复合肥料。具体的，本发明优选磷矿粉、粉煤灰、腐殖酸钾为原料，以过硫酸铵为引发剂、以光敏材料n,n’-亚甲基丙烯酰胺为交联剂，并以生物碳渣为载体采用水溶液聚合法，做成保水剂，然后添加到有机菌肥堆肥的升温阶段，高温阶段添加废弃基质，并优选的泥炭土、椰糠、珍珠岩和蚯蚓粪进行复配。在初始升温阶段添加0.2-0.5份该保水剂，既能起到固氮的作用，又能保护生防菌在高温阶段受到高温迫害；保水剂由于其含有生物炭，它还有一个功能就是保护堆肥菌种，避免被高温灭活或失活。

28、本发明有机菌肥的制作是将农业废弃物稻壳、羊粪、菜籽饼、生物炭保水剂，混匀后添加生防菌剂(枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、固氮菌、淡紫拟青霉菌和哈茨木霉菌)，本发明根据各种生防菌剂的耐高温程度和其功能在堆肥的不同阶段加入到整个堆肥过程(如图1所示)，其中优选的固氮菌将其在升温阶段就和生物炭保水剂添加到堆肥过程，不仅能减少堆肥过程的氨损失，同时还能利用生物炭的隔热功能给固氮菌提供一个适宜的载体。调节含水率为60-65％左右。堆置成长2m、高1.2m的锥体。堆体每天机械翻抛1次，适时补充水分，并每天测量堆肥温度，当温度达到60℃以上时，每次添加堆体总体积5-8％的废弃基质共添加3次，按堆体的总体积来消纳废弃基质，直至温度降到60℃以下。

29、本发明中，番茄种植基质是采用制备得到的有机菌肥(质量份数)3-4份、泥炭土3-4份、椰糠1-2份、蚯蚓粪1-2份混配；种植完的废弃基质未经处理直接复配会传染植物病虫害，本发明经过生防菌并堆肥处理得到有机菌肥，而有机菌肥也不能直接用于植物种植，会烧苗造成经济损失，因此需要将有机菌肥与常用栽培基质混配再得到能够直接用于种植的基质。而草莓种植基质是采用番茄废弃基质、稻壳、羊粪和菜籽饼堆置进行好氧堆肥，保持堆体含水率为60-65％，ph为7-8，堆置期间每天同一时间测定堆体温度，观察腐熟程度。根据基质的保水性能、透气性能和养分含量等因素综合考虑，将腐熟后的有机菌肥与不同比例的蚯蚓粪、椰糠、泥炭土分别混合配制成草莓种植基质。当然也可以根据需求加入少量生物炭和腐植酸。

30、所述草莓种植时，对于草莓的水肥、温度管理和其他农事管理按照草莓基质栽培常用方法或者参照安徽省草莓种植规范执行。所述番茄种植时，对于番茄的水肥、温度管理和其他农事管理按照番茄基质栽培常用方法或者参照安徽省番茄种植规范执行。

31、本发明创新综合种植制度(番茄与草莓轮作)、综合物理防治(堆肥高温杀菌消毒)和生物防治(圆褐固氮菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、淡紫拟青霉菌、哈茨木霉菌)在番茄、草莓轮作过程中病虫害防治的配合使用方式。本发明采用蓄水保肥基质轮作西红柿、草莓的拮抗病虫害的种植技术方法，使得废弃基质也能够达到适合草莓、番茄生长的环境，从而有利于提高草莓、番茄产量，提高经济效益，同时也能够有效降低作物病害。本发明方法所得到的有机菌肥，不仅能活化废弃基质养分，促进植物生长、改善果实品质、增加产量，还能促进水分吸收，提高作物的抗旱能力，分解植物根系残茬、抑制土壤病虫害，同时，其配方物料成本低，工艺简单，质量稳定。