CN103464453B - 一种修复土传病害土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤微生态环境修复和防治土传病害技术领域，具体涉及一种修复土传病害土壤的方法及其应用。本发明的修复土传病害土壤的方法为向土壤中施加有机肥和释放蚯蚓；其中，所述土壤符合如下条件：1）土壤含水率保持在20%～50%，2）土壤盐分含量保持在4‰以下；所述有机肥的投施量为1.0～2.5吨/亩；所述蚯蚓的投放量为100～500kg/亩。本发明的方法是根据农业生产和蚯蚓土壤生活特点以及现代农业生态环境建设需求，而建立的一种新型修复有土传病害土壤的方法，属于生物防治，本发明的方法经济、有效，能够针对多种土传病害进行修复，并且该防治技术的副作用小，无农药残留，不污染环境，极具应用前景。

Description

一种修复土传病害土壤的方法

技术领域

本发明涉及土壤微生态环境修复和防治土传病害技术领域，具体涉及一种修复土传病害土壤的方法及其应用。

背景技术

土传病害是指生活在土壤中的病原体在条件适宜时从作物根部或茎基部侵害作物而引起的病害。主要包括一些具有侵染能力的病原真菌、细菌、线虫等，侵染植物根部造成植物枯萎、猝倒、青枯、腐烂等症状的一类植物病害。土传病害主要有各种蔬菜苗期的猝倒病、立枯病；瓜、果、豆类蔬菜的枯萎病；茄子等的黄萎病；茄果类蔬菜的青枯病；黄瓜、芹菜、木耳菜的根结线虫病；大白菜等的软腐病；芦笋的茎枯病等。这些病害除了猝倒病和立枯病主要在幼苗期发生外，大部分苗期发生不明显，一般由营养生长转入生殖生长（开花结果）时开始发生，直至生长后期，其受浸染后寄主在体内潜伏期较长。

土传病害的病原菌主要是在土壤里越冬（夏），依赖土壤腐蚀质和残枝败叶残存物质内寄息，在土壤内存活的时间较长，一般枯萎病菌在土壤内可存活5—6年之久，故称之为土壤习居菌。土传病害具有以下特点：①土传病害是一种积年流行病害。在多种蔬菜常年连作的温室、大棚内，土壤的温度、湿度和营养条件对病原菌繁殖十分有利，土传病害发生特别普遍和严重。②缺少经济有效的防治方法。引起土传病害的病原菌种类多，多数属于兼性寄生菌，寄主范围广泛，对土壤环境的适应能力强，存活方式多样；此外，传染性病害的危害部位是叶、茎、花、果为主，而土传病害的危害部位是植株地下部位的根、茎为主，以侵染寄主植物的维管束，逐渐向上延伸，由病原菌在维管束内繁殖，阻塞其输送营养物质，致使植株在短期内枯萎死亡。③土传病害发生的原因复杂。大多数土传病害是多种有害微生物复合侵染造成的，土壤环境因子如pH、温度、湿度、营养状况也是影响致病过程的主要因素。因此，目前在农业生产和植物培养过程中，防治土传病害是一个亟待解决的问题。

目前，关于土传病害的防治主要包括轮作、培育抗病品种和使用化学药剂。其中轮作防病被广泛使用，但对一些特殊经济作物或特定地区无法达到合理轮作要求的，具有较大的局限性。常规抗病育种由于存在两方面的问题而进展缓慢：一是利用单一抗性基因使得土传病原菌发展成为新的小种，二是抗源材料匮乏使常规育种满足不了生产上的需要，而利用现代生物技术进行抗土传病害育种的工作也尚处于探索阶段。由于土传病菌分布在土壤中的深度和广度较大，化学药剂也难于有效防治，此外，化学药剂的长期使用带来了一系列的副作用，如破坏生态平衡、造成次要病害猖獗、药剂残留造成水源土壤的污染、引起人畜中毒、抗性丧失等问题。曹志平等提出了一种土传病害防治方法（申请号CN200410004767），将待消毒土壤覆以VIF膜，然后向膜内土壤施用35-40g/m²土壤的甲基溴原剂，或70-80g/m²土壤的37％水剂威百亩进行土壤消毒。李宝聚等提出了一种防治设施蔬菜土传病害的土壤消毒方法（申请号CN200510012204），主要采用闷棚，灌水、撒生石灰等措施来进行土壤消毒。郭坚华等提出了一种防治植物土传病害的堆肥法（申请号CN02112558），主要是将生防细菌菌株芽孢杆菌、假单胞菌、沙雷氏菌、埃希氏菌、棒杆菌制成生防菌剂，然后在有机肥中加入这种生防菌剂，再进行堆肥。以上方法主要采用物理化学的方法，短时期内能够起到一定的作用，但是可持续性较差。

蚯蚓是土壤中生物生物量最大的动物类群之一，在维持土壤生态***功能中起着不可替代的作用。蚯蚓能疏松土壤，增加土壤有机质并改善结构，还能促进酸性或碱性土壤变为中性土壤，增加磷、钾等速效成分，使土壤适于农作物的生长。利用蚯蚓的生命活动来处理有“病”土壤是一项古老而新的生物技术，土传病害发生的主要原因在于土壤中具有侵染能力的病原真菌、细菌或线虫等发生严重，而真菌、细菌、线虫是蚯蚓的天然食物之一，将蚯蚓引入农田，利用蚯蚓的摄食特性，可以减少一部分病原菌数量，而且可以通过蚯蚓的活动以及蚓粪的产生，增加土壤环境的微生物多样性，蚓粪中的大量微生物对病原菌产生竞争和拮抗作用，改善病土中微生物区系关系，从而达到修复土传病害的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用蚯蚓而非传统物理化学方法来进行土传病害发生严重的土壤修复技术，解决农业土壤土传病害发生严重的问题，同时能改良土壤结构、增强土壤生物活性和增加土壤肥力，可减少化肥用量与改善农田生态环境。该技术管理简便，可实现一次性投入，多年收益。

本发明首先公开了一种修复土传病害土壤的方法，为向土壤中施加有机肥和释放蚯蚓；其中，在施加有机肥和释放蚯蚓前，所述土壤需要符合如下条件：1）土壤含水率保持在20%～50%，2）土壤可溶性盐分含量保持在4‰以下；所述有机肥的施加量为1.0～2.5吨/亩；所述蚯蚓的投放量为100～500kg/亩。

采用本发明的修复方法后，即可直接于具有土传病害的土壤中种植农作物；优选的，在农作物种植前2～3周采用前述方法修复土传病害土壤。

优选的，所述土传病害土壤具体为西瓜枯萎病土壤。

所述土壤含水率为土壤中水分的重量占干土重量的百分比。当农田土壤含水率较低、土壤较为干燥时，可结合作物需水情况通过农田灌溉等常规手段控制。

所述土壤可溶性盐分含量是用一定的水土比例和在一定时间内浸提出来的土壤中所含有的水溶性盐分的含量，其检测方法可参考《土壤农业化学分析方法》（中国土壤学会编，中国农业科技出版社）。目前控制土壤可溶性盐分含量的简易方法为大水漫灌，洗盐，通过灌溉带走盐基离子。

本发明所使用的有机肥可采用市售的各种有机肥料，例如绿岛牌有机肥、慧塔牌有机肥等等，有机肥的作用是一方面为蚯蚓提供食物，另一方面是改善土壤质量，并帮助蚯蚓尽快适应新的土壤环境。

优选的，所述蚯蚓的投放量为100kg每667m²，同时配以2t有机肥。

蚯蚓夏秋季释放时间为傍晚6:00-7:00，冬春季释放时间为下午5:00-6:00，土壤温度低于30℃。

优选的，农田中蚯蚓的释放，是先将土壤开沟，将蚯蚓投放入沟内并施入一定量的有机肥，然后用水湿润土壤和有机肥，最后覆土。

进一步的，所述开沟为在农田中部开设并列的5-10条沟，每条沟之间的间距为10-20m，位于两边的沟距离农田边缘的距离为5-10m。

需要注意的是，所开的沟应远离灌溉沟渠，距离沟渠的距离应大于5m。

更进一步的，所述沟深度为12～18cm，沟宽度为40～50cm。

更进一步的，所述沟的横切面呈梯形。沟横切面呈梯形，这样有助于蚯蚓活动以及有机肥的存储，同时不会被雨水冲洗带走养分，从而污染河道。

进一步的，将所述有机肥质量的5%-10%与蚯蚓一起施加到沟内，剩余的有机肥通过撒播的方式施加到土壤中。

进一步的，将蚯蚓和有机肥放入沟内后，用水湿润土壤和有机肥，湿润后土壤的含水率为60%-80%。

本发明释放的蚯蚓蚓种可选用药用蚯蚓和/或动物性饲料蚯蚓。主要用于有土传病害发生的土壤病土的防治与修复。

优选的，所述蚯蚓蚓种为威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)，又名沪地龙。

本发明是根据农业生产和蚯蚓土壤生活特点以及现代农业生态环境建设需求，而建立的一种新型修复有土传病害土壤的方法，特别是一种在有土传病害发生的农田中的蚯蚓释放、养殖与土壤修复方法。根据蚯蚓生活特性，创造适当的生活环境，将蚯蚓种放入农田进行养殖，用于修复有土传病害发生的土壤。土传病害发生的主要原因在于土壤中具有侵染能力的病原真菌、细菌、线虫等发生严重，而真菌、细菌、线虫是蚯蚓的天然食物，将蚯蚓引入设施农田，蚯蚓以微生物为食物，可以减少一部分病原菌的数量，而且通过蚯蚓的活动以及蚓粪的产生，可以增加土壤环境的微生物多样性，蚓粪中的大量微生物对病原菌产生竞争和拮抗作用，改善病土中微生物区系关系，从而达到修复土传病害的目的。

本发明第二方面公开了前述修复土传病害土壤的方法在生物防治土传病害领域的应用。

本发明的有益效果为：蚯蚓活动不仅可以疏松土壤，改善土壤理化性状，减少化肥使用量，减缓由于机械耕作频繁造成的土壤板结等问题，更主要的是可以较好的修复土传病害病土，减少病原菌数量，增加土壤环境的微生物多样性，减少作物发病率，提高作物品质和产量，实现农业可持续发展。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。

实施例1

1.实验方法

上海某现代农业园区，前茬西瓜枯萎病发病率35%左右，西瓜连作障碍较为严重。土壤理化性状为pH7.2（土/水=1/5），全氮1.38g·kg^-1，速效磷25.60mg·kg^-1，速效钾180.00mg·kg^-1，EC1.25ms·cm^-1。

释放蚯蚓条件：

土壤含水率保持在20%-50%；

农田土壤盐分保持在4‰以下；

每亩投施有机肥（慧塔牌有机肥）2吨；

每亩释放蚯蚓100kg。

释放蚯蚓以前，先将土壤开沟，在农田中部开设并列的5-10条沟，每条沟之间的间距为10-20m，位于两边的沟距离农田边缘的距离为5-10m；沟深度为12-18cm，沟宽度为40-50cm，沟的横切面呈梯形。将蚯蚓放入沟内并施入占有机肥总质量8%左右的有机肥，用水湿润土壤和有机肥，然后覆土，剩余的有机肥通过撒播的方式施加到土壤中。

在农作物种植前2～3周采用本发明方法修复土壤；并采用常规栽培防治做对照，与释放蚯蚓的生物防治方法进行西瓜枯萎病防治。常规方法为：以定植时每亩农田面积用50%多菌灵可湿性粉剂1.5～2千克，拌细干土150～200千克（药：土=1：100），通过撒施的方式施入土壤。

2.实验结果

土壤土质的检测方法参考：中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社，1981；土壤微生物测定方法参考：范秀容，沈萍.微生物学实验[M].北京:人民教育出版社，1980；西瓜中心糖和边糖用糖度计测定。检测结果见下表1-5。

表1释放蚯蚓对土壤质量的影响

良好的土壤质量环境是西瓜健康生长的基础。从表1可以看出，释放蚯蚓后土壤容重、总空隙度、毛管空隙度、土壤有机质含量、阳离子交换量分别为1.18g/cm³、56.77%、45.42%、1.36%和22.6me/100g土，相比较常规栽培，各项土壤指标都得到大幅提升，这说明蚯蚓改善了土壤环境，为西瓜健康生长打下了坚实的基础。

表2释放蚯蚓对土壤微生物区系的影响

注：同一栏中不同小写字母表示差异显著（p＜0.05）；不同大写字母表示差异极显著（p＜0.01），下同。

释放蚯蚓能够改善土壤微生物区系多样性，由表2可知，与常规栽培处理相比，释放蚯蚓大幅提高了细菌、真菌和放线菌的数量，尤其是放线菌数量呈现跳跃是增长，微生物区系的改善，大量微生物的存在可以与枯萎病致病菌尖孢镰刀菌产生“竞争”和“拮抗”作用。放线菌在土壤中除了可以转化养分之外大多数还可分泌放线菌素抑制病原菌的生长，而且具有广谱性，对抑制土传病原真菌有一定的作用，减轻西瓜枯萎病的发生。

表3释放蚯蚓对土壤尖孢镰刀菌数量的影响

如表3所示，释放蚯蚓大大减少了土壤尖孢镰刀菌的数量，主要的原因在于释放蚯蚓增加了微生物活性和多样性，增强了土壤微生物的新陈代谢和生长、繁殖能力，这些微生物是与病原菌争夺能量来源的最有力竞争者；争夺营养物质和生存空间。

表4释放蚯蚓对西瓜发病率的影响

注：一级代表植株死亡；二级代表叶片已枯，但植株藤蔓未死亡；三级代表健壮植株

由表4可知，蚯蚓的释放显著降低了西瓜发病率和死亡率，改善了根际微生态环境，提高了微生物数量，促进根系生长和对养分的吸收，改变了微生物区系，增强了抗病性。

表5释放蚯蚓对西瓜品质及产量的影响

从西瓜果实品质分析来看(见表5)，释放蚯蚓可使西瓜可溶性固形物含量增加，比对照提高了4.8%，边糖含量提高了6.3%。由于释放蚯蚓后的西瓜枯萎病发病率比对照低，西瓜产量也有了大幅度提高，西瓜产量分别达2614.8kg/666.7m²，比常规栽培增加了25.87%。

Claims (8)

1.一种修复土传病害土壤的方法，为向土壤中施加有机肥和释放蚯蚓；其中，在施加有机肥和释放蚯蚓前，所述土壤需要符合如下条件：1)土壤含水率保持在20％～50％，2)土壤可溶性盐分含量保持在4‰以下；蚯蚓的释放是先将农田的土壤开沟，将蚯蚓投放入沟内并施入一定量的有机肥，然后用水湿润土壤和有机肥，最后覆土；所述有机肥的施加量为1.0～2.5吨/亩；所述蚯蚓的投放量为100～500kg/亩；所述土传病害土壤具体为西瓜枯萎病土壤。

2.如权利要求1所述修复土传病害土壤的方法，其特征在于，所述有机肥的施加量为2吨/亩，所述蚯蚓的投放量为100kg/亩。

3.如权利要求1所述修复土传病害土壤的方法，其特征在于，所述开沟为在农田中部开设并列的5-10条沟，每条沟之间的间距为10-20m，位于两边的沟距离农田边缘的距离为5-10m。

4.如权利要求3所述修复土传病害土壤的方法，其特征在于，所述沟深度为12～18cm，沟宽度为40～50cm。

5.如权利要求3所述修复土传病害土壤的方法，其特征在于，所述沟的横切面呈梯形。

6.如权利要求1所述修复土传病害土壤的方法，其特征在于，将所述有机肥质量的5％-10％与蚯蚓一起施加到沟内，剩余的有机肥通过撒播的方式施加到土壤中。

7.如权利要求1所述修复土传病害土壤的方法，其特征在于，所述蚯蚓蚓种为威廉腔环蚓。

8.权利要求1-7任一权利要求所述修复土传病害土壤的方法在生物防治土传病害领域的应用。