CN110419290A - 利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，该方法首先在柑橘树行两侧沿树冠滴水线外侧挖施肥沟并在施肥沟正上方设置滴灌设施，然后在施肥沟中施入有机物料；控制柑橘树行两侧施肥沟上方的滴灌设施进行交替灌溉，诱导蚯蚓定向移动；两侧交替诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作。本发明充分利用蚯蚓的生物学特性进行橘园土壤的生物耕作。相比传统橘园免耕，本发明改善了土壤物理结构；相比传统橘园机械清耕，本发明避免了耕作过程对柑橘树体根系造成的损伤，也降低了耕作成本。
Description
技术领域
本发明涉及果树耕作技术领域，具体涉及一种利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法。
背景技术
柑橘是世界上广泛种植的果树之一，我国柑橘栽培历史悠久，2014年我国柑橘产量已达3.49×107t，柑橘种植面积达2.52×107hm2。柑橘是多年生常绿果树，其生长特性使得桔园土壤的翻耕工作较难进行。目前，有的橘园实行免耕制度，但长期免耕将导致土壤板结，影响柑橘根系生长，使柑橘病虫害加重；有的橘园利用机械在树体行间进行清耕，但在翻耕过程中容易伤根太多，致使枝稍干枯老化、地上部分生长缓慢，且机械大多只能行间翻耕，无法影响株间土壤结构。
蚯蚓是土壤中的主要动物类群，被称为“生态***工程师”，可以通过排粪、掘穴、搅动等一系列生命活动影响土壤结构和功能。达尔文曾指出，“犁是人类最早最好的发明之一，但远在人类生存之前，土壤已被蚯蚓耕耘过，并且还将被它继续耕耘着”。现代研究亦证明，蚯蚓对土壤结构(孔道和团聚体)的形成作用极大。以L.terrestris蚯蚓为例，其活动形成的孔道每年可达82.3km/ha。蚯蚓每天能吞食相当于自重5～30倍的土壤，留下大量蚓粪堆积在土表或者土壤内部土壤，这些蚯蚓粪具有良好的团聚结构，能显著降低土壤容重、增强土壤的保水能力。
蚯蚓对土壤的翻耕作用已得到了广泛认识，公开号为CN101731184B
中国发明专利公开了一种农田蚯蚓养殖与生物耕作方法，该方法介绍了在农田中养殖蚯蚓并进行生物耕作的方法。但这些已有的方法与技术，仅仅是利用蚯蚓自主的活动在大田中实现生物耕作。在这一过程中，人无法控制蚯蚓的活动方向与范围，因此很难依据农业生产的需求实现特定区域(如根际范围)的重点翻耕。此外，蚯蚓趋肥趋水的特性，使得蚯蚓更愿意待在潮湿、有机质丰富的区域内活动，这进一步降低了常规方法实现蚯蚓生物耕作的效果，限制了蚯蚓生物耕作的范围。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，该方法在每行柑橘树两侧挖沟施入有机物，并在施肥沟上方设置滴灌设施，通过两侧间歇交替灌溉来诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作。
为实现上述目的，本发明所设计一种利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，包括以下步骤：
1)在柑橘树行两侧沿树冠滴水线外侧挖施肥沟并在施肥沟正上方设置滴灌设施，然后在施肥沟中施入有机物料；
2)检测橘园土壤肥力情况和土壤中土著蚯蚓数量；保证橘园土壤肥力水平即土壤中有机质含量不低于15g/kg，全氮含量不低于1.00g/kg，土壤中土著蚯蚓数量不低于4条/m2(若土壤肥力情况和土壤中土著蚯蚓数量低于最小值时，人工改良土壤肥力和每年额外人工接种蚯蚓；若橘园中一条蚯蚓都没有，那么说明土壤环境太差，蚯蚓无法生存，即便接种的蚯蚓也会很快死亡，此时本专利是不适用的，需要先进行土壤改良后才能使用本专利的方法)；
3)控制柑橘树行两侧施肥沟上方的滴灌设施进行交替灌溉，诱导蚯蚓定向移动；控制滴灌的水量，保证维持滴灌设施下方施肥沟含水量在50％-70％；定向移动过程中，
当一侧灌溉时另一侧不进行灌溉时，此时蚯蚓由另一侧向一侧移动，并在一侧施肥沟中聚集；
当另一侧灌溉时一侧不进行灌溉时，此时蚯蚓由一侧向另一侧移动，并在另一侧施肥沟中聚集；
两侧交替进行灌溉的时间为30～90天(以保证蚯蚓能够完全进行迁移；若遇雨天，可适当延长滴灌交替时间)；诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作(若土壤肥力较高，土壤中蚯蚓数量较多，需持续1年及以上完成橘园生物耕作，显著改变柑橘树体根区土壤物理性状；若土壤肥力较低，土壤中蚯蚓数量较少，则需持续3年及以上完成橘园生物耕作，显著改变柑橘树体根区土壤物理性状)。
进一步地，所述步骤1)中，施肥沟的深度为30-60cm，宽度为40-80cm。
再进一步地，所述步骤1)中，所述有机物料应为腐熟的有机物料，有机物料中，碳氮比(C/N)为20-35，有机物料装入施肥沟后稍低于地表，在施肥沟上方覆土厚度为0-5cm与地表齐平。
再进一步地，所述有机物料为充分腐熟的牛粪和秸秆混合物；牛粪和秸秆重量比为3：1～2。
再进一步地，所述步骤2)，橘园土壤肥力即土壤有机质含量低于15g/kg，全氮含量低于1.00g/kg时，向橘园中添加有机肥，使橘园土壤肥力水平即土壤中有机质含量≥15g/kg，全氮含量≥1.00g/kg，从而保证诱导蚯蚓定向移动。
再进一步地，所述步骤2)中，若土壤中土著蚯蚓数量低于4条/m2时，每年在施肥沟的有机物料中额外接种蚯蚓，且接种蚯蚓的数量为3～20条/500g有机物料，所述接种蚯蚓为田地中捕捉的蚯蚓(土著蚯蚓)，或养殖场买的蚯蚓(商品蚯蚓)。
上述两种蚯蚓习性大大的不同。因此本专利优先用的土著蚯蚓，即从周边采集土著蚯蚓后用到橘园中。如果周边土著蚯蚓很难采集到(比如周边土著蚯蚓也很少，或者不想费事)，才考虑购买商品蚯蚓替代。
再进一步地，所述接种蚯蚓为养殖场买的蚯蚓(商品蚯蚓)，接种蚯蚓的数量为10～20条/500g有机物料；
或者，所述接种蚯蚓为田地中捕捉的蚯蚓(土著蚯蚓)，接种蚯蚓的数量为3～13条/500g有机物料。
本发明的原理：
(1)蚯蚓对土壤结构(孔道和团聚体)的形成作用极大。蚯蚓每天能吞食相当于自重5～30倍的土壤，留下大量蚓粪堆积在土表或者土壤内部土壤，这些蚯蚓粪具有良好的团聚结构，能显著降低土壤容重、增强土壤的保水能力。因此，蚯蚓是实现生物耕作的有效工具。
(2)蚯蚓以土壤中的有机物(包括腐殖物质和非腐殖物质)为食，大多趋向于生活在有机质丰富的区域。此外，蚯蚓最适的湿度大约在60％，干旱或淹水均会导致蚯蚓逃逸。因此，蚯蚓的生活特性让有机肥施用、灌溉等农艺措施诱导蚯蚓在土壤中定向移动成为可能。
本发明的有益效果：
1、本发明充分利用蚯蚓的生物学特性进行橘园土壤的生物耕作。相比传统橘园免耕，本发明改善了土壤物理结构；相比传统橘园机械清耕，本发明避免了耕作过程对柑橘树体根系造成的损伤，也降低了耕作成本。
2、本发明通过有机肥施用和改变灌溉模式来实现诱导蚯蚓定向移动，具有低改造成本的优势。
3、本发明中蚯蚓在定向移动过程中，其吞食、***过程亦能够将施肥沟中的有机物养分携带至树体根区，有利于促进柑橘树体对养分的吸收利用。
4、本发明通过诱导蚯蚓在树体两侧定向移动，相比传统农田饲养蚯蚓，特别强化了蚯蚓对树体根际区土壤的物理、化学和生物改良作用。
5、蚯蚓在生命活动中对土壤微生物群落结构的改变，亦能促进柑橘生长，提高树体抗病能力。
附图说明
图1为蚯蚓定向移动的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
实施例1
在湖北省宜昌市柑橘主产区进行，实施地柑橘品种为13年盛果期无核椪柑，土壤有机质含量为16.3g/kg，全氮含量为1.14g/kg，土壤较肥沃。土壤中蚯蚓种群密度为6条/m2。
(1)每年采果后在柑橘树行两侧(A侧、B侧)沿树冠滴水线外侧挖施肥沟，施肥沟深50cm，宽60cm。
(2)在施肥沟中施入充分腐熟的牛粪、秸秆混合物，有机物料C/N为32。在施肥沟上方覆土约5cm与地表齐平。
(3)在施肥沟正上方设置滴灌设施。
(4)依据树体需求，柑橘树行两侧(A侧、B侧)施肥沟上方的滴灌设施分别交替进行灌溉，控制滴灌的水量，保证维持滴灌设施下方施肥沟含水量在50％-70％之间，从而诱导蚯蚓定向移动。连续晴天A、B侧交替进行灌溉的时间间隔为40天，若遇雨天则适当延长；诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作
实施例2
实施地点及基本情况同实施例1。
(1)每年采果后在柑橘树行两侧(A侧、B侧)沿树冠滴水线外侧挖施肥沟，施肥沟深50cm，宽60cm。
(2)在施肥沟中施入商品有机肥，有机物料C/N为28。在施肥沟上方覆土约5cm与地表齐平。
(3)在施肥沟正上方设置滴灌设施。
(4)依据树体需求，柑橘树行两侧(A侧、B侧)施肥沟上方的滴灌设施分别交替进行灌溉，控制滴灌的水量，保证维持滴灌设施下方施肥沟含水量在50％-70％之间，从而诱导蚯蚓定向移动。连续晴天A、B侧交替进行灌溉的时间间隔为40天，若遇雨天则适当延长，诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作
与此同时在相邻区域开展对照实施例，包括常规机械翻耕实施例1与免耕实施例1。其中常规机械翻耕实施例1为采果后在行间地表施商品有机肥，之后进行45c深度机械翻耕。其中免耕实施例1为沿树体滴水线进行穴施商品有机肥。各实施例除文中所述区别外，其余农艺措施均按照当地常规柑橘管理方式进行。实施例连续执行3年后，分别在树体株间与行间取土壤样，取样时避开施肥沟，对土样进行分析测定。采果期采集果实样品，进行产量与品质分析测定。表1-1显示，行间土壤中，翻耕例1容重显著低于其它实施例，但有机质、全氮、速效磷和速效钾显著高于其他实施例。这与有机物料直接翻耕与土壤混合有关。行间土壤容重和有机质、全氮、速效磷、速效钾含量在实施例1、实施例2和免耕例1之间无显著差别，但可以发现实施例1和实施例2在一定程度上提高了行间土壤肥力。从株间土壤来看，实施例1和实施例2的土壤容重显著低于翻耕例1和免耕例1，说明该发明诱导蚯蚓实现了生物耕作，改善了株间土壤的物理结构。此外，实施例1和实施例2的土壤有机质、速效磷和速效钾含量亦显著高于翻耕例1和免耕例1，说明该发明中蚯蚓在树体行间的迁移过程促进了施肥沟中养分的扩散运移，这有利于提高植物根系对养分的吸收利用。
表1-2显示，各实施例的果实产量、单果重、果形指数和可食率并无显著区别，但实施例1和实施例2增加了果实的可溶性固形物含量和Vc含量，这说明该发明有助于提高柑橘果实品质。
表1-1土壤理化性质变化
注：同一列数字后标有不同字母代表实施例之间差异显著(P<0.05)。
表1-2柑橘果实产量及品质变化
注：TTS指可溶性固形物含量；同一列数字后标有不同字母代表实施例之间差异显著(P<0.05)。
实施例1、实施例2说明该发明在土壤较为肥沃、蚯蚓密度较大的柑橘园中，能够诱导土著蚯蚓实现生物耕作，并提高柑橘果实品质。
实施例3
在云南省玉溪市柑橘主产区进行，实施地柑橘品种为8年冰糖橙，土壤有机质含量为8.25g/kg，全氮含量为0.87g/kg，土壤肥力一般。土壤中存在有土著蚯蚓，但种群密度小于1条/m2。
(1)每年采果后在柑橘树行两侧(A侧、B侧)沿树冠滴水线外侧挖施肥沟，施肥沟深40cm，宽50cm。
(2)在施肥沟中施入有机物料，该有机物料为50％充分腐熟的牛粪、烟沫、糖泥与50％的新鲜蚯蚓粪混合而成，有机物料C/N为26。在施肥沟上方覆土约3cm与地表齐平。
(3)在施肥沟正上方设置滴灌设施。
(4)依据树体需求，柑橘树行两侧(A侧、B侧)施肥沟上方的滴灌设施分别交替进行灌溉，控制滴灌的水量，保证维持滴灌设施下方施肥沟含水量在50％-70％之间，从而诱导蚯蚓定向移动。连续晴天A、B侧交替进行灌溉的时间间隔为30天，若遇雨天则适当延长；诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作
(5)在施肥沟中接种蚯蚓养殖场购买的赤子爱胜蚓，接种量约为15条/500g有机物料。
与此同时在相邻区域开展对照免耕实施例2。其中免耕实施例2为沿树体滴水线进行穴施有机物料(同实施例3)。各实施例除文中所述区别外，其余农艺措施均按照当地常规柑橘管理方式进行。实施例连续执行2年后，分别在树体株间与行间取土壤样，取样时避开施肥沟，对土样进行分析测定。采果期采集果实样品，进行产量与品质分析测定。表2-1显示，实施例3与免耕例2相比，行间土壤中与株间土壤容重、有机质、全氮均无显著变化，这可能和实施年限较短有关(2年)。但即便如此亦能够发现实施例3相比免耕例2土壤容重有下降趋势，有机质和全氮含量有提高趋势，说明该发明诱导蚯蚓实现了生物耕作，改善了土壤性质。表2-2显示，实施例3柑橘果实可滴定酸含量显著高于免耕例2，实施例3柑橘果实TTS含量亦高于免耕例2，说明该发明有助于提高柑橘果实品质。
表2-1土壤理化性质变化
注：同一列数字后标有不同字母代表实施例之间差异显著(P<0.05)。
表2-2柑橘果实产量及品质变化
注：TTS指可溶性固形物含量；同一列数字后标有不同字母代表实施例之间差异显著(P<0.05)。
实施例3说明该发明在土壤肥力一般、蚯蚓密度较低的柑橘园中，能够诱导额外接种的蚯蚓实现生物耕作，并提高柑橘果实品质。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (7)
1.一种利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在柑橘树行两侧沿树冠滴水线外侧挖施肥沟并在施肥沟正上方设置滴灌设施，然后在施肥沟中施入有机物料；
2)检测橘园土壤肥力情况和土壤中土著蚯蚓数量；保证橘园土壤肥力水平即土壤中有机质含量不低于15g/kg，全氮含量不低于1.00g/kg，以及土壤中土著蚯蚓数量不低于4条/m2；
3)控制柑橘树行两侧施肥沟上方的滴灌设施进行交替灌溉，诱导蚯蚓定向移动；控制滴灌的水量，保证维持滴灌设施下方施肥沟含水量在50％-70％；定向移动过程中，
当一侧灌溉时另一侧不进行灌溉时，此时蚯蚓由另一侧向一侧移动，并在一侧施肥沟中聚集；
当另一侧灌溉时一侧不进行灌溉时，此时蚯蚓由一侧向另一侧移动，并在另一侧施肥沟中聚集；
两侧交替进行灌溉的时间为30～90天；诱导蚯蚓在树体两侧来回移动，从而实现橘园的生物耕作。
2.根据权利要求1所述利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：所述步骤1)中，施肥沟的深度为30-60cm，宽度为40-80cm。
3.根据权利要求1所述利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述有机物料应为腐熟的有机物料，有机物料中，碳氮比C/N为20-35，有机物料装入施肥沟后稍低于地表，在施肥沟上方覆土厚度为0-5cm与地表齐平。
4.根据权利要求3所述利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：所述有机物料为充分腐熟的牛粪和秸秆混合物；牛粪和秸秆重量比为3：1～2。
5.根据权利要求1所述利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：所述步骤2)，橘园土壤肥力即土壤有机质含量低于15g/kg，全氮含量低于1.00g/kg时，向橘园中添加有机肥。
6.根据权利要求5所述利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：所述步骤2)中，若土壤中土著蚯蚓数量低于4条/m2时，每年在施肥沟的有机物料中额外接种蚯蚓，且接种蚯蚓的数量为3～20条/500g有机物料，所述接种蚯蚓为田地中捕捉的蚯蚓或养殖场买的蚯蚓。
7.根据权利要求6所述利用水肥诱导蚯蚓定向移动进行橘园生物耕作的方法，其特征在于：所述接种蚯蚓为养殖场买的蚯蚓，接种蚯蚓的数量为10～20条/500g有机物料；
或者，所述接种蚯蚓为田地中捕捉的蚯蚓，接种蚯蚓的数量为3～13条/500g有机物料。
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