一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法与流程

本发明属于农田杂草防治的
技术领域：
，涉及一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法。
背景技术：
杂草是农业生产的大敌，其危害体现在：1)与农作物争水、肥、光能等；2)侵占地上和地下部空间，影响作物光合作用，干扰作物生长；3)是作物病害、虫害的中间寄主；4)降低农作物产量和品质。我国现有杂草1400余种，其中对我国粮食、蔬菜等作物安全造成重要影响的有60多种。据统计，我国每年因为杂草危害而导致的粮食损失达到2亿吨，占我国农业总产量的11％左右。化学除草剂的使用，虽然在一定程度上控制了杂草的危害，但也带来一些新的问题，比如说农业环境面源污染、除草剂药害导致的作物减产、抗性杂草危害以及除草剂残留导致的农产品安全问题等。因此，生物防治技术的研发已经越来越受到关注。生物防治是利用有益生物或其他生物来抑制或消灭有害生物的一种防治方法，它利用了生物物种间的相互关系，以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物，生物防治最大的优点是不污染环境，局限是防效缓慢，19世纪以来，生物防治在世界许多国家有了迅速发展。生物防治包括利用微生物、寄生性天敌或捕食性天敌防治等。杂草生物防治方面也有很多的成功案例，如利用水葫芦象甲防治水葫芦、利用广聚萤叶甲防治豚草等。蚯蚓作为一种古老的生物在自然界已经存在6亿年之久，是土壤中生物量最大的动物类群之一，在维持土壤生态系统功能中起着不可替代的作用。蚯蚓能松土，增加土壤有机质，改善土壤结构，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，使土壤适于农作物生长。蚯蚓含有丰富的蛋白质，可用作畜、禽和水产养殖业的饲料。蚯蚓还是一种珍贵的中药材，具有解热、镇痉、活络、平喘、降压和利尿等作用。水稻是我国最主要的粮食作物之一，全国65％以上人口以稻米为主食，水稻丰歉直接关系到粮食丰歉和国家粮食安全。杂草是制约水稻生产的重要因素，对产量影响极大。据统计，全国稻田杂草有200余种，其中发生普遍、为害严重、最常见的杂草有40多种。种植方式不同杂草的发生种类也不一样，如旱直播稻田主要危害杂草为稗草、马唐、牛筋草、狗尾草、碎米莎草、醴肠等，水直播稻田主要危害杂草为稗草、千金子、耳叶水苋、异型莎草等，移栽稻田主要危害杂草为稗草、鸭舌草、耳叶水苋、异型莎草等。当前生产上主要依靠化学除草剂进行防除，化学除草剂的长期大量使用容易引起除草剂药害、抗药性上升，农业面源污染等问题。如千金子对氰氟草酯的抗性、稗草对五氟磺草胺的抗性等以及2甲4氯、双草醚等对水稻的药害，上述问题均对水稻生产安全带来了隐患。技术实现要素：鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法，用于解决现有技术中缺乏利用蚯蚓而非传统物理化学方法控制水稻田杂草的问题，该种方法能够有效降低水稻田中杂草的危害。为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法，将水稻收割后，在稻田中开挖沟渠，在沟渠之间的田面上开设多条相间隔的投放沟，将蚯蚓投放入投放沟，用水湿润田面土壤后，在投放沟上覆土，来年对稻田漫灌，利用水淹法收获蚯蚓后，翻耕整地种植水稻。优选地，所述稻田为水稻田。优选地，所述稻田的土壤含水率保持在20-50％。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。当稻田土壤含水率较低、土壤较为干燥时，可通过灌溉等常规手段进行调节。优选地，所述稻田的土壤可溶性盐分含量≤4‰。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。优选地，各所述沟渠同向且平行。所述沟渠用于排出稻田的积水或用于漫灌时灌水。所述沟渠能够保障蚯蚓生存环境，使怕水的蚯蚓避免水淹。优选的，所述沟渠的宽度为20-30cm，深度为30-50cm。优选地，所述沟渠之间的田面面积为100-150m2。优选地，所述投放沟与沟渠同向且平行。优选地，所述投放沟的数量为3-5条/田面。优选地，所述投放沟的深度为10-15cm，所述投放沟的宽度为20-30cm。优选地，所述蚯蚓为蚯蚓蚓种。蚯蚓是杂食性动物，除了玻璃、塑胶和橡胶不吃，其余如腐殖质、动物粪便、土壤细菌、真菌等都吃。水稻收割后，通过向稻田投放适量的蚯蚓，利用蚯蚓对杂草种子的摄食以及摄食后对种子发芽力的破坏，降低土壤中具有萌发能力的杂草种子数量，从而达到减轻稻田杂草危害的目的。优选地，所述蚯蚓的投放量为500-1000kg/667m2。优选地，所述蚯蚓的投放月份为每年10-12月。优选地，所述蚯蚓的投放时间为15-17点钟。优选地，所述蚯蚓的投放次数为1次。优选地，所述蚯蚓投放时的土壤温度≥5℃。优选地，所述杂草为稻田土壤中未萌发的杂草种子。更优选地，所述杂草种子包括但不限于稗草、千金子、狗尾草、马唐、牛筋草、丁香蓼、耳叶水苋、碎米莎草等稻田主要杂草种子。进一步优选地，所述杂草种子选自稗草、千金子、狗尾草、马唐、牛筋草、丁香蓼、耳叶水苋、碎米莎草的杂草种子中的一种或多种混合。优选地，所述用水湿润田面土壤后田面土壤的含水率为60-80％。优选地，所述漫灌的时间为投放蚯蚓后的来年5-6月。优选地，所述漫灌是指将稻田或沟渠灌满水。所述水淹法收获蚯蚓是指，利用蚯蚓怕水淹的习性，使蚯蚓爬出土表，再采集收取。优选地，所述水稻的种植时间为每年5-6月。优选地，所述水稻的种植在蚯蚓收获后即可进行。优选地，所述水稻的种植方式选自直播或插秧中的一种。本发明第二方面提供一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法在防治水稻田中杂草的用途。优选地，所述杂草为水稻田土壤中未萌发的杂草种子。更优选地，所述杂草种子包括但不限于稗草、千金子、狗尾草、马唐、牛筋草、丁香蓼、耳叶水苋、碎米莎草等水稻田主要杂草种子。进一步优选地，所述杂草种子选自稗草、千金子、狗尾草、马唐、牛筋草、丁香蓼、耳叶水苋、碎米莎草的杂草种子中的一种或多种混合。如上所述，本发明提供的一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法，在蚯蚓实现规模化养殖的基础上，根据农业生产和蚯蚓生活习性以及现代农业生态环境建设需求，进一步利用蚯蚓生物防治而非传统物理化学方法控制水稻田杂草的危害。其根据蚯蚓生活特性，构建合适的生活环境，水稻收割后，将蚯蚓蚓种放入水稻田。蚯蚓可摄食水稻田土壤中的杂草种子，特别是水稻田杂草中如稗草、千金子、狗尾草、马唐、牛筋草、丁香蓼、耳叶水苋、碎米莎草种子等，种子被蚯蚓取食后，一部分被消化，一部分随粪便排出体外，随蚯蚓粪便排出的杂草种子受蚯蚓体内酶和消化液的影响，绝大部分失去萌发能力或极大的延迟萌发，从而达到降低杂草危害的目的。本发明提供的一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法，通过蚯蚓摄食水稻田土壤中的杂草种子，特别是水稻田杂草中如稗草、千金子、狗尾草、马唐、牛筋草、丁香蓼、耳叶水苋、碎米莎草种子，最终减少土壤中具有发芽活力的杂草种子数量，减轻来年种植水稻时田间杂草危害，减少除草剂用量，改良土壤结构，提高作物品质和产量。同时蚯蚓活动还可以改善土壤理化性状，增加土壤肥力，减少化肥使用量，增强土壤微生物活性等。本发明提供的一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法，简单易行，蚯蚓生物防治水稻田杂草是一个循序渐进的过程，其生态效益和经济效益高，可提高作物品质和产量，实现农业可持续发展。附图说明图1显示为种子萌发试验14天时千金子种子的萌发情况照片，其中，a为正常千金子种子在湿润滤纸上的萌发情况；b为被蚯蚓取食后随粪便排出的千金子种子，经水洗干净后在湿润滤纸上的萌发情况。图2显示为种子萌发试验14天时稗草种子的萌发情况照片，其中，a为正常稗草种子在湿润滤纸上的萌发情况；b为被蚯蚓取食后随粪便排出的稗草种子，经水洗干净后在湿润滤纸上的萌发情况。图3显示为种子萌发试验14天时马唐种子的萌发情况照片，其中，a为正常马唐种子在湿润滤纸上的萌发情况；b为被蚯蚓取食后随粪便排出的马唐种子，经水洗干净后在湿润滤纸上的萌发情况。图4显示为不同密度蚯蚓生物防治马唐30天时的效果照片，其中，a为对照(ck)，无蚯蚓时马唐的生长情况；b为1条蚯蚓生物防治马唐的效果；c为2条蚯蚓生物防治马唐的效果；d为4条蚯蚓生物防治马唐的效果。图5显示为种子萌发试验14天时牛筋草种子的萌发情况照片，其中，a为正常牛筋草种子在湿润细滤纸上的萌发情况；b为被蚯蚓取食后随粪便排出的牛筋草种子，经水洗干净后在湿润滤纸上的萌发情况。图6显示为不同密度蚯蚓生物防治牛筋草30天时的效果照片，其中，a为对照(ck)，无蚯蚓时牛筋草的生长情况；b为1条蚯蚓生物防治牛筋草的效果；c为2条蚯蚓生物防治牛筋草的效果；d为4条蚯蚓生物防治牛筋草的效果。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。实施例1采用培养皿法开展试验，取直径10厘米的培养皿若干，内置3层滤纸，加入蒸馏水5毫升，a培养皿中撒入千金子种子20粒，b培养皿中撒入被蚯蚓吞食过的千金子种子20粒。然后将培养皿置于同一个人工气候箱中进行萌发试验，气候箱温度25℃，相对湿度75％，光照和黑暗各12小时，14天后统计种子发芽数，整个试验重复4次，具体结果见图1。由图1可知，图中a情况是将20粒正常的千金子种子撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为65％。图中b情况是将20粒被蚯蚓吞食后随粪便排出体外的千金子种子，经水洗干净后撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为26.32％。从上述情况可知，千金子种子经蚯蚓取食随粪便排出后，发芽率显著下降。实施例2采用培养皿法开展试验，取直径10厘米的培养皿若干，内置3层滤纸，并加入蒸馏水5毫升，a培养皿中撒入稗草种子20粒，b培养皿中撒入被蚯蚓吞食过的稗草种子20粒。然后将培养皿置于同一个人工气候箱中进行萌发试验，气候箱温度25℃，相对湿度75％，光照和黑暗各12小时，14天后统计种子发芽数，整个试验重复4次，具体结果见图2。由图2可知，图中a情况是将20粒正常的稗草种子撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为90％。图中b情况是将20粒被蚯蚓吞食后随粪便排出体外的稗草种子，经水洗干净后撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为72.99％。从上述情况可知，稗草种子经蚯蚓取食随粪便排出后，发芽率下降。实施例3采用培养皿法开展试验，取直径10厘米的培养皿若干，内置3层滤纸，并加入蒸馏水5毫升，a培养皿中撒入马唐种子20粒，b培养皿中撒入被蚯蚓吞食过的马唐种子20粒。然后将培养皿置于同一个人工气候箱中进行萌发试验，气候箱温度25℃，相对湿度75％，光照和黑暗各12小时，14天后统计种子发芽数，整个试验重复4次，具体结果见图3。由图3可知，图中a情况是将20粒常规的马唐种子撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为75％。图中b情况是将20粒被蚯蚓吞食后随粪便排出体外过的马唐种子，经水洗干净后撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为34.14％。从上述情况可知，马唐种子经蚯蚓取食随粪便排出后，发芽率显著下降。实施例4模拟自然条件研究不同密度蚯蚓对马唐的生物防治效果。取直径18厘米的塑料盒若干，内置高温消毒土500克，加入蒸馏水250毫升，每盆撒入50粒马唐种子于土表，然后分别加入0、1、2、4条蚯蚓进行试验，30天后统计马唐种子发芽数。具体结果见图4。由图4可知，图中a情况为无蚯蚓时马唐的生长情况，图中b情况为1条蚯蚓生物防治马唐的效果，图中c情况为2条蚯蚓生物防治马唐的效果，图中d情况为4条蚯蚓生物防治马唐的效果。从上述情况可知，随着适当投放量的蚯蚓加入，能够有效控制马唐的危害。实施例5采用培养皿法开展试验，取直径10厘米的培养皿若干，内置3层滤纸，并加入蒸馏水5毫升。a培养皿中加入1克过筛细土，然后撒入常规牛筋草种子20粒，b培养皿中直接在湿润滤纸上撒入被蚯蚓吞食过的牛筋草种子20粒，然后将培养皿置于人工气候箱中进行萌发试验，气候箱温度25℃，相对湿度75％，光照和黑暗各12小时，14天后统计种子发芽数，整个试验重复4次，具体结果见图5。由图5可知，图中a情况是将20粒正常牛筋草种子撒在湿润细土上发芽，发芽率为100％。图中b情况是将20粒被蚯蚓吞食后随粪便排出体外的牛筋草种子经水洗干净后撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为48.75％。从上述情况可知，牛筋草种子经蚯蚓取食随粪便排出后，发芽率显著下降。实施例6模拟自然条件研究不同密度蚯蚓对牛筋草的生物防治效果。取直径18厘米的塑料盒若干，内置高温消毒土500克，加入蒸馏水250毫升，每盆撒入50粒牛筋草种子于土表，然后分别加入0、1、2、4条蚯蚓进行试验，30天后统计牛筋草种子发芽数。具体结果见图6。由图6可知，图中a情况为无蚯蚓时牛筋草的生长情况，图中b情况为1条蚯蚓生物防治牛筋草的效果，图中c情况为2条蚯蚓生物防治牛筋草的效果，图中d情况为4条蚯蚓生物防治牛筋草的效果。从上述情况可知，随着适当投放量的蚯蚓加入，能够有效控制牛筋草的危害。实施例7在上海市崇明区三星镇瀛西果蔬专业合作社，选取水稻田，土壤ph8.1，含水率40％，土壤可溶性盐分含量1.2‰，面积2.5亩，实行水稻-蚯蚓轮作。2016年11月中旬收割水稻后，先在稻田开挖同向且平行的沟渠，然后在沟渠之间的田面上开设3条相间隔的投放沟，投放沟与沟渠同向且平行，投放沟的深度为15cm，宽度为30cm。沟渠的宽度为30cm，深度为30cm。2016年11月下旬15-17点钟投放蚯蚓500kg/667m2到投放沟，投放次数1次，投放时土壤温度≥5℃，用水湿润田面土壤，使田面土壤的含水率为60-80％，然后覆土。2017年5月底通过漫灌利用水淹法收获蚯蚓，然后翻耕整地后再种植直播水稻。实验期间不使用任何除草剂。同时，以合作社内不投放蚯蚓的水稻田为对照，其它农事操作同投放蚯蚓的水稻田。2017年6月初，采用随机取样计数法，调查水稻-蚯蚓轮作田和水稻常规种植田杂草发生情况，每块田取20个点，每个点1m2，记录杂草种类、数量和危害等级，具体结果见表1。表1中危害等级1级表示杂草有发生，但不构成危害；2级表示轻度危害；3级表示中度危害；4级表示较重的危害。另外，水稻收割时，测定水稻-蚯蚓轮作田和水稻常规种植田的产量情况，具体结果见表2。表1水稻－蚯蚓轮作田与常规水稻种植田杂草发生情况对比由表1可知，通过向稻田投放蚯蚓500kg/667m2，稗草、千金子、马唐、牛筋草的田间密度和发生频率均明显降低，危害减轻。而醴肠的田间密度和发生频率没有明显变化，即本发明中的防治方法对其没有明显防治效果。表2水稻-蚯蚓轮作对稻田产量的影响处理产量kg/667m2增产率/％水稻-蚯蚓轮作田625.47.32水稻常规种植田579.6-由表2可知，水稻-蚯蚓轮作稻田，由于减轻了杂草的危害，以及蚯蚓对土壤的改良作用，水稻产量明显高于常规种植田，增产幅度为7.32％，经济效益和生态效益显著。实施例8在上海市奉贤区庄行镇某水稻种植田，土壤ph7.2，含水率42％，可溶性盐分含量1.0‰，面积2亩，实行水稻-蚯蚓轮作。2016年11月中旬，水稻收割后，先对水稻田开挖同向且平行的沟渠，沟渠之间的田面面积100m2，然后在田面上开设3条相间隔的投放沟，投放沟与沟渠同向且平行，投放沟的深度为15cm，宽度为30cm。沟渠的宽度为25cm，深度为30cm。2016年11月底16-17点钟投放蚯蚓600kg/667m2到投放沟，投放次数1次，投放时土壤温度≥5℃，用水湿润田面土壤，使田面土壤的含水率为60-80％，然后覆土。2017年5月底，通过漫灌利用水淹法收获蚯蚓，然后翻耕整地后再种植直播水稻。实验期间不使用任何除草剂。同时，以旁边不投放蚯蚓的水稻田为对照，其它农事操作同投放蚯蚓的水稻田。2017年6月上旬，采用随机取样计数法，调查投放蚯蚓水稻田和不投放蚯蚓水稻田杂草发生情况，每块田取15个点，每个点1m2，记录稻田杂草种类和数量，具体结果见表3。表3中危害等级1级表示杂草有发生，但不构成危害；2级表示轻度危害；3级表示中度危害；4级表示较重的危害。另外，水稻收割时，测定水稻-蚯蚓轮作田和水稻常规种植田的产量情况，具体结果见表4。表3水稻-蚯蚓轮作田与水稻常规种植田杂草发生情况对比由表3可知，通过向稻田投放蚯蚓600kg/667m2，稗草、千金子、马唐、牛筋草的田间密度和发生频率均明显降低，危害减轻。而醴肠的田间密度和发生频率没有明显变化，即本发明中的防治方法对其没有明显防治效果。表4投放蚯蚓对水稻产量的影响处理产量kg/667m2增产率/％水稻-蚯蚓种养田652.36.09水稻常规种植田612.6－由表4可知，水稻-蚯蚓轮作稻田，由于控制了杂草的危害，以及蚯蚓对土壤的改良作用，水稻-蚯蚓轮作稻田产量明显高于常规栽培区，增产幅度为6.09％，经济效益和生态效益显著。综上所述，本发明提供的一种利用蚯蚓生物防治稻田杂草的方法，通过蚯蚓摄食土壤中的杂草种子，降低杂草危害，减少除草剂用量，改良土壤结构，提高作物品质和产量，实现农业可持续发展。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页12