CN108781935B - 一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，先对玉米田进行翻耕整地且去除出苗杂草，再在玉米田中起垄，各田垄间开灌水沟渠，在田垄上开设多条相间隔的投放沟，将蚯蚓投放入投放沟用于抑制杂草种子萌发，用水湿润田垄土壤后，在投放沟上覆土，在投放沟之间的田垄上种植玉米。本发明提供的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，通过蚯蚓摄食土壤中的杂草种子以及高强度的生物耕作，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。

Description

一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法

技术领域

本发明属于农田中杂草防治的技术领域，涉及一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法。

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。

玉米是农业中主要的粮食作物，杂草是制约玉米生产的重要因素，对产量影响极大。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。

发明内容

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玉米田杂草的方法，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玉米田杂草的问题，该种方法能够有效降低玉米田中杂草的危害。

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玉米田杂草的方法，先对玉米田进行翻耕整地且去除出苗杂草，再在玉米田中起垄，各田垄间开灌水沟渠，在田垄上开设多条相间隔的投放沟，将蚯蚓投放入投放沟用于抑制杂草种子萌发，用水湿润田垄土壤后，在投放沟上覆土，在投放沟之间的田垄上种植玉米。

优选地，所述翻耕整地后玉米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进行调节。

优选地，所述翻耕整地后玉米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，所述去除出苗杂草为人工捡出已经出苗的杂草及地下根茎。

优选地，所述杂草种子为玉米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狗尾草、马唐、牛筋草、千金子、稗草、醴肠、小藜、凹头苋等玉米田主要杂草种子。

进一步优选地，所述杂草种子选自狗尾草、马唐、牛筋草、千金子、稗草、醴肠、小藜、凹头苋的杂草种子中的一种或多种混合。

优选地，所述投放沟与灌水沟渠同向且平行。

优选地，所述田垄的面积为100-150m²。

优选地，所述投放沟的数量为3-5条/垄。

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。

优选的，所述灌水沟渠的上口宽幅为30-45cm，下口宽幅为15-25cm，沟深为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。通过向玉米田投放适量的蚯蚓，利用蚯蚓对杂草种子的摄食特性，降低土壤中杂草种子数量，从而能够达到降低杂草危害的目的。

优选地，所述蚯蚓的投放量为200-1000kg/667m²。

优选地，所述蚯蚓的投放月份为每年3-6月。

优选地，所述蚯蚓的投放时间为17-19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≤30℃。

优选地，所述蚯蚓投放后禁止在玉米田中使用农药。

更优选地，所述农药为杀虫双、阿维菌素、敌百虫等。

优选地，所述蚯蚓投放后当年玉米田中的杂草可用浅耙人工耙除。

优选地，所述用水湿润田垄土壤后田垄土壤的含水率为60-80％。

优选地，所述种植玉米在蚯蚓投放后即可进行。

优选地，所述玉米包括有春玉米和夏玉米。

优选地，所述玉米的种植方式选自播种或小苗移栽中的一种。

优选地，所述玉米收获后无需翻耕，直接在原先土壤上继续种植后茬作物。充分利用蚯蚓的生物耕作的作用。

本发明第二方面提供一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法在防治玉米田中杂草的用途。

优选地，所述杂草为玉米田土壤中未萌发的杂草种子。

更优选地，所述杂草包括但不限于狗尾草、马唐、牛筋草、千金子、稗草、醴肠、小藜、凹头苋等玉米田主要杂草种子。

进一步优选地，所述杂草选自狗尾草、马唐、牛筋草、千金子、稗草、醴肠、小藜、凹头苋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玉米田杂草的方法，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玉米田杂草的危害。其根据蚯蚓生活特性，构建合适的生活环境，将蚯蚓蚓种放入玉米田。蚯蚓可摄食玉米田土壤中的杂草种子，特别是玉米田杂草中如狗尾草、马唐种子等，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玉米田杂草的方法，通过蚯蚓摄食玉米田土壤中的杂草种子，特别是玉米田杂草中如狗尾草、马唐种子，降低杂草危害，减少除草剂用量。同时蚯蚓活动还可以疏松土壤，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，从而改良土壤结构、增强土壤微生物活性和增加土壤肥力，改善玉米田生态环境。

本发明提供的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，简单易行，蚯蚓生物防治玉米田杂草是一个循序渐进的过程，具有一次投放，持续受益的效果，其生态效益和经济效益高，提高作物品质和产量，实现农业可持续发展。

附图说明

图1显示为投放蚯蚓后的玉米田杂草发生情况照片。

图2显示为不投放蚯蚓的常规玉米田杂草发生情况照片。

图3显示为种子萌发试验14天时狗尾草种子的萌发情况照片，其中，A为正常狗尾草种子在湿润细土上的萌发情况；B为正常狗尾草种子在湿润滤纸上的萌发情况；C为被蚯蚓取食后随粪便排出的狗尾草种子，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狗尾草30天时的效果照片，其中，A为2条蚯蚓生物防治狗尾草的效果；B为4条蚯蚓生物防治狗尾草的效果；C为6条蚯蚓生物防治狗尾草的效果；D为对照(CK)，无蚯蚓时狗尾草的生长情况。

图5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细土上的萌发情况；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。

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，并加入蒸馏水5毫升，A培养皿中加入1克过筛细土，然后撒入正常狗尾草种子20粒，B培养皿中直接在湿润滤纸上撒入正常狗尾草种子20粒，C培养皿中撒入被蚯蚓吞食过的狗尾草种子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3。由图3可知，图中A情况是将20粒正常狗尾草种子撒在1克湿润细土上进行发芽，其发芽率为100％。图中B情况是将20粒狗尾草种子撒在湿润滤纸上进行发芽，其发芽率为100％。图中C情况是将20粒被蚯蚓吞食过的狗尾草种子，经水洗干净后撒在湿润滤纸上进行发芽，其种子不萌发。从上述情况可知，狗尾草种子经蚯蚓吞食后，萌发率显著下降或延迟萌发。

实施例2

模拟自然条件研究不同密度蚯蚓对狗尾草的生物防治效果。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粒狗尾草种子于土表，然后分别加入0、2、4、6条蚯蚓进行试验，30天后统计狗尾草种子发芽数。具体结果见图4。由图4可知，图中A情况为2条蚯蚓生物防治狗尾草的效果，图中B情况为4条蚯蚓生物防治狗尾草的效果，图中C情况为6条蚯蚓生物防治狗尾草的效果，图中D情况为无蚯蚓时狗尾草的生长情况。从上述情况可知，随着适当投放量的蚯蚓加入，能够有效防治玉米田中的主要杂草狗尾草。

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培养皿中加入1克过筛细土，然后撒入正常马唐种子20粒，B培养皿中直接在湿润滤纸上撒入被蚯蚓吞食过的马唐种子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粒正常马唐种子撒在湿润细土上发芽，发芽率为80％。图中B情况是将20粒被蚯蚓吞食过的马唐种子经水洗干净后撒在湿润滤纸上进行发芽，其种子不萌发。从上述情况可知，马唐种子经蚯蚓吞食后，萌发率显著下降或延迟萌发。

实施例4

在上海市崇明区三星镇瀛西果蔬专业合作社，选取玉米田，土壤PH8.2，土壤含水率约35％，可溶性盐分含量为1.3‰，面积2.5亩，实行玉米-花菜轮作。先将玉米田翻耕整地，人工捡出已经出苗的杂草及地下根茎。再在玉米田中起垄，垄面积120m²，各田垄间开灌水沟渠，在田垄上开设3条相间隔的投放沟，投放沟与灌水沟渠同向且平行，投放沟的深度为15cm，投放沟的宽度为30cm。灌水沟渠的上口宽幅为40cm，下口宽幅为20cm，沟深为25cm。2016年5月的18-19点钟投放蚯蚓200kg/667m²到投放沟，蚯蚓的投放次数为1次，蚯蚓投放时的土壤温度≤30℃。用水湿润田垄土壤，使田垄土壤的含水率为60-80％，然后覆土。投放蚯蚓后10天播种玉米种子，当年7月于玉米生长期利用浅耙人工耙草一次。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玉米田为对照，其它农事操作同投放蚯蚓的玉米田。

2017年7月，采用随机取样计数法，调查投放蚯蚓玉米田和不投放蚯蚓玉米田中狗尾草、马唐的发生情况，每个试验区内取20个点，每个点1m²，记录玉米田狗尾草、马唐数量，具体结果见图1-2、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，玉米收获时，测定投放蚯蚓玉米田和不投放蚯蚓玉米田的产量情况，具体结果见表2。

表1玉米－蚯蚓种养田与常规玉米种植田杂草发生情况对比

由表1可知，通过向玉米田投放蚯蚓200kg/667m²，狗尾草、马唐的田间密度和发生频率均明显降低，危害减轻。

表2投放蚯蚓对玉米产量的影响

处理	产量kg/667m<sup>2</sup>	增产率/％
			玉米-蚯蚓种养田	825.6	8.29
常规玉米种植田	762.4	-

由表2可知，玉米-蚯蚓种养区，由于控制了杂草的危害，以及蚯蚓对土壤的改良作用，玉米产量明显高于常规种植田，增产幅度为8.29％，经济效益和生态效益显著。

实施例5

在上海市奉贤区庄行镇某玉米种植田，选取玉米田，土壤理化性状为pH7.1，土壤含水率保持在30％，土壤可溶性盐分含量为1.0‰，面积2亩，实行玉米-花菜轮作。先将玉米田翻耕整地，人工捡出已经出苗的杂草及地下根茎。再在玉米田中起垄，垄面积100m²，各田垄间开灌水沟渠，在田垄上开设3条相间隔的投放沟，投放沟与灌水沟渠同向且平行，投放沟的深度为15cm，投放沟的宽度为30cm。灌水沟渠的上口宽幅为35cm，下口宽幅为22cm，沟深为28cm。2015年4月的傍晚18-19点钟投放蚯蚓250kg/667m²到投放沟，蚯蚓的投放次数为1次，蚯蚓投放时的土壤温度≤30℃。用水湿润田垄土壤，使田垄土壤的含水率为60-80％，然后覆土。投放蚯蚓后15天播种玉米种子，当年6月于玉米生长期利用浅耙人工耙草一次。实验期间不使用任何除草剂。

同时，以旁边不投放蚯蚓的玉米田为对照，其它农事操作同投放蚯蚓的玉米田。

2016年6月，采用随机取样计数法，调查投放蚯蚓玉米田和不投放蚯蚓玉米田狗尾草、马唐发生情况，每个试验区内取15个点，每个点1m²，记录玉米田狗尾草、马唐数量，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，记录玉米田投放蚯蚓和不投放蚯蚓后种植玉米的产量情况，具体结果见表4。

表3玉米－蚯蚓种养田与常规玉米种植田杂草发生情况对比

由表3可知，通过向玉米田投放蚯蚓250kg/667m²，狗尾草、马唐的田间密度和发生频率均明显降低，危害减轻。

表4投放蚯蚓对玉米产量的影响

处理	产量kg/667m<sup>2</sup>	增产率/％
			玉米-蚯蚓种养田	786.9	7.27
常规玉米种植田	733.6	－

由表4可知，玉米-蚯蚓种养区，由于控制了杂草的危害，以及蚯蚓对土壤的改良作用，蚯蚓投放区玉米产量明显高于常规栽培区，增产幅度为7.27％，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玉米田杂草的方法，通过蚯蚓摄食土壤中的杂草种子以及高强度的生物耕作，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。

Claims (9)

1.一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，先对玉米田进行翻耕整地且去除出苗杂草，再在玉米田中起垄，各田垄间开灌水沟渠，在田垄上开设多条相间隔的投放沟，将蚯蚓投放入投放沟用于抑制杂草种子萌发，用水湿润田垄土壤后，在投放沟上覆土，在投放沟之间的田垄上种植玉米；

所述蚯蚓的投放量为200-1000kg/667m²；

所述杂草种子为玉米田土壤中未萌发的杂草种子；

所述杂草种子选自狗尾草、马唐中的一种或两种混合；

蚯蚓可摄食玉米田土壤中的杂草种子，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。

2.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述翻耕整地后玉米田的土壤含水率保持在20-50％；所述翻耕整地后玉米田的土壤可溶性盐分含量≤4‰。

3.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述田垄的面积为100-150m²。

4.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述投放沟包括以下条件中任一项或多项：

A)所述投放沟与灌水沟渠同向且平行；

B)所述投放沟的数量为3-5条/垄；

C)所述投放沟的深度为10-15cm，所述投放沟的宽度为20-30cm。

5.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述灌水沟渠的上口宽幅为30-45cm，下口宽幅为15-25cm，沟深为20-30cm。

6.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述蚯蚓包括以下条件中任一项或多项：

1)所述蚯蚓为蚯蚓蚓种；

2)所述蚯蚓的投放月份为每年3-6月；

3)所述蚯蚓的投放时间为17-19点钟；

4)所述蚯蚓的投放次数为1次；

5)所述蚯蚓投放时的土壤温度≤30℃；

6)所述蚯蚓投放后禁止在玉米田中使用农药；

7)所述蚯蚓投放后当年玉米田中的杂草可用浅耙人工耙除；

8)所述种植玉米在蚯蚓投放后即可进行。

7.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述用水湿润田垄土壤后田垄土壤的含水率为60-80％。

8.根据权利要求1所述的一种利用蚯蚓生物防治玉米田杂草的方法，其特征在于，所述玉米收获后无需翻耕，直接在原先土壤上继续种植后茬作物。

9.根据权利要求1-8任一所述的防治方法在防治玉米田中杂草的用途。

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