CN110476531A - 一种利用福寿螺提高土壤养分的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，将收集的福寿螺尽快低温冷冻致死、干燥至恒重并粉碎，然后将粉碎后的福寿螺粉按59～588kg/亩水平施用贫瘠土壤。本发明利用福寿螺粉施用于贫瘠土壤中，有效地提高了土壤总有机碳、总氮、氨态氮、硝态氮、有效磷等养分的含量。福寿螺是华南地区常见的入侵物种，来源广泛。本发明实现了“化害为利，变废为宝”目标，利用福寿螺中的营养成分，有效地提高了土壤养分，是一种环境友好型福寿螺利用技术。

Description

一种利用福寿螺提高土壤养分的方法
技术领域
本发明涉及外来入侵生物的资源化利用领域，更具体地涉及一种利用福寿螺提高土壤养分的方法。
背景技术
土壤是农业最基本的生产资料，是人类赖以生存的重要自然资源。我国农业由于长期复种、连作，重化肥轻有机肥的种植习惯，及大水漫灌、淹灌、不合理耕作、镇压等农耕措施，使得土壤出现不同程度的退化，土壤有机质降低，生产能力下降，土壤营养元素含量匮乏。目前常规提高土壤养分的方法主要为施加化肥或有机肥。
福寿螺具有繁殖迅速、食量大的特点，对水稻及生态环境危害极大，加之福寿螺是广州管圆线虫的主要寄主，被国际外来入侵物种专家委员会列为世界100种恶性外来入侵物种之一，我国国家环保部和中国科学院也将福寿螺列入了首批入侵中国的16种外来物种的“黑名单”。目前农业生产实践中采用的化学杀螺剂，不仅给农业生产带来严重的环境污染和农产品安全问题，而且导致福寿螺产生抗药性，并不能实现减少福寿螺卵块及降低其孵化率的目的。为了减少化学除螺剂的使用，降低防控成本提高农民收益，探索福寿螺在解决当前生态环境问题上的应用，实现福寿螺“以用促防”的无害化与资源化利用已成为研究焦点。
因此，亟需提供一种“以用促防”的技术手段，既能够资源化利用有害入侵生物福寿螺，又能够提高贫瘠土壤养分，提高农业生产力的方法。
发明内容
本发明旨在克服当前土壤营养元素含量匮乏的问题，提供一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，推进福寿螺废弃物在提高土壤养分上的资源化应用，另外，也可增强农民拾取福寿螺的积极性，从而达到“以用促防”的目的，即通过利用间接地防控福寿螺的入侵和扩散。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，具体包括以下步骤：
(1)将收集的福寿螺尽快低温冷冻致死、干燥至恒重并粉碎；
(2)将步骤(1)粉碎后的福寿螺粉按59～588kg/亩水平施用贫瘠土壤。
本发明通过实验室试验研究发现，在实验室试验中，将粉碎后的福寿螺粉与贫瘠土壤按2.5～25g kg-1水平施用于贫瘠土壤，可以提高贫瘠土壤中有机碳、总氮、氨态氮、硝态氮、有效磷等养分的含量，从而综合提高土壤养分。根据实验室试验的研究结果，结合研究团队多年的大田土壤营养利用研究经验，本发明发现在大田应用中，只有将福寿螺粉按59～588kg/亩水平施用贫瘠土壤，才能达到提高贫瘠土壤中有机碳、总氮、氨态氮、硝态氮、有效磷等养分的含量的作用。
优选地，将冷冻致死的福寿螺干燥至恒重并粉碎至80～100目。
在福寿螺的处理过程中，即福寿螺的冷冻、干燥、粉碎，应在短时间内完成，防止因处理不及时，死后的福寿螺变质腐烂。如果冷冻、干燥后的福寿螺不立即粉碎，可以将处理后的福寿螺保存与密闭干燥器或干燥室中，防止因回潮导致发酵腐烂等。
优选地，步骤(2)中所述贫瘠土壤的土地类型为旱地。
根据本发明的研究结果发现，福寿螺粉的添加量对于施用土壤中总有机碳、总氮、氨态氮、硝态氮、有效磷等养分的含量的影响作用完全不同，本发明需要将5种成分的结果进行综合，选择合适的添加量。优选地，步骤(2)中将福寿螺粉按350～588kg/亩水平施用贫瘠土壤。更优选地，步骤(2)中将福寿螺粉按588kg/亩水平施用贫瘠土壤。
优选地，步骤(2)中所述福寿螺粉的施用时间可选在休耕期，以达到在作物种植前，福寿螺粉被充分分解成为有效养分。
优选地，步骤(2)中所述福寿螺粉施用后，应结合当地气候(如气温、降雨量等)制定合适的补水方案，保证土壤有适宜的含水量，为土壤理化反应提供适宜条件。优选地，应按照2123～4247L/亩/周的用量向贫瘠土壤补充水份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，该方法通过短时间内将福寿螺制备成福寿螺粉，并按照特定的施用量施用到贫瘠土壤中，可以分别提高贫瘠土壤中有机碳、总氮、氨态氮、硝态氮、有效磷等养分的含量，从而综合提高土壤养分。另外，本发明还是一种福寿螺资源化利用且环境友好的贫瘠土壤改良技术，以及间接的“以用促防”的防控福寿螺技术。
附图说明
图1添加福寿螺粉及石灰对土壤总有机碳的影响。
图2添加福寿螺粉及石灰对土壤总氮的影响。
图3添加福寿螺粉及石灰对土壤氨态氮的影响。
图4添加福寿螺粉及石灰对土壤硝态氮的影响。
图5添加福寿螺粉及石灰对土壤有效磷的影响。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
(1)福寿螺粉的制备：采用人工拾取或其他工具(如网兜等)辅助拾取福寿螺(福寿螺可在福寿螺原产地及其入侵地获取)，获取后的福寿螺须冷藏运输，并放入低温(-80～-20℃)冰箱冷冻12～24小时至死；将冷冻致死后的福寿螺放入恒温烘箱85℃干燥8小时至恒重；将干燥后的福寿螺使用机械粉碎机粉碎至80～100目，得福寿螺粉。
(2)将0.5g kg-1水平的福寿螺粉与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例2
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)将1.0g kg-1水平的福寿螺粉与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例3
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)将2.5g kg-1水平的福寿螺粉与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例4
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)将25g kg-1水平的福寿螺粉与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例5
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)将50g kg-1水平的福寿螺粉与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例6
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)将100g kg-1水平的福寿螺粉与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例7
将0.5g kg-1水平的生石灰与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例8
将1.0g kg-1水平的生石灰与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例9
将2.5g kg-1水平的生石灰与贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，盆中装入混合物(添加物+贫瘠土壤)的重量为2千克。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
实施例10
将2千克贫瘠土壤混合物装入口径为200mm，底部直径为180mm，高度为260mm由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料圆柱形盆中，作为空白对照组(CK)。PVC盆底部有孔，底部配有托盘，在PVC盆的内底部放置滤纸以防止土壤或福寿螺的粉颗粒损失。每周向PVC盆提供约400ml去离子水，在温室中培养120天。在实验结束时用土钻取表面至底部的土壤，冷藏运输至实验室，立即将土样利用四分法均匀地分为三份，一部分4℃保存、一部分-20℃保存，另一部分室内风干备用。
测定实施例1-10实验结束时的土壤的有机碳、总氮、氨态氮、硝态氮、有效磷等养分的含量，结果如图1-5所示。对比结果发现：施用福寿螺粉时，能够提高土壤有机碳(TOC)、总氮(TN)、氨态氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)，对土壤有效磷(AP)，在施用水平为100g kg-1时，其含量出现明显降低，这是因为福寿螺粉含有丰富的蛋白质、氨基酸等，其分解为葡萄糖、无机氮等释放到土壤中，进而提高土壤TOC、TN、NH4-N和NO3-N等；而当施用水平为100gkg-1时，土壤呈弱碱性，此时过多的CaCO3会吸附土壤有效磷，导致有效磷含量降低。
实施例11
一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，具体包括以下步骤：
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)在野外大田实际应用时，在作物种植前的一个月，将福寿螺粉按照588kg/亩的用量均匀抛洒于需要修复的贫瘠土壤中，使用高速旋耕机使福寿螺粉剂与土壤充分混合，15天后，再次使用翻犁进行翻耕，使土壤表层的福寿螺粉与下层土壤充分混合，进而加速福寿螺粉在土壤中分解。福寿螺粉施用后，应结合当时、当地气候(如气温、降雨量等)制定合适的补水方案，保证土壤有适宜的含水量，为土壤理化反应提供适宜条件。优选地，应按照2123～4247L/亩/周的用量向贫瘠土壤补充水份。
实施例12
一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，具体包括以下步骤：
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)在野外大田实际应用时，应在作物种植前的一个月，将福寿螺粉按照59kg/亩的用量均匀抛洒于需要修复的贫瘠土壤中，使用高速旋耕机使福寿螺粉剂与土壤充分混合，15天后，再次使用翻犁进行翻耕，使土壤表层的福寿螺粉与下层土壤充分混合，进而加速福寿螺粉在土壤中分解。福寿螺粉施用后，应结合当时、当地气候(如气温、降雨量等)制定合适的补水方案，保证土壤有适宜的含水量，为土壤理化反应提供适宜条件。优选地，应按照2123～4247L/亩/周的用量向贫瘠土壤补充水份。
实施例13
一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，具体包括以下步骤：
(1)福寿螺粉的制备：同实施例1。
(2)在野外大田实际应用时，应在作物种植前的一个月，将福寿螺粉按照350kg/亩的用量均匀抛洒于需要修复的贫瘠土壤中，使用高速旋耕机使福寿螺粉剂与土壤充分混合，15天后，再次使用翻犁进行翻耕，使土壤表层的福寿螺粉与下层土壤充分混合，进而加速福寿螺粉在土壤中分解。福寿螺粉施用后，应结合当时、当地气候(如气温、降雨量等)制定合适的补水方案，保证土壤有适宜的含水量，为土壤理化反应提供适宜条件。优选地，应按照2123～4247L/亩/周的用量向贫瘠土壤补充水份。
以上结果表明，该发明不仅能够提供一种有效提高土壤养分的方法，还能通过福寿螺的资源化利用，间接地防控福寿螺的入侵和扩散。该方法降低福寿螺的防治成本，增加农民收入，刺激农民收集福寿螺的积极性，实现了“化害为利，变废为宝”环境友好型利用目标。

Claims (7)

1.一种利用福寿螺提高土壤养分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将收集的福寿螺尽快低温冷冻致死、干燥至恒重并粉碎成粉；
(2)将步骤(1)粉碎后的福寿螺粉按59～588kg/亩水平施用贫瘠土壤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中粉碎是指将福寿螺粉碎至80～100目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中贫瘠土壤土地类型为旱地。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中将福寿螺粉按350～588kg/亩水平施用贫瘠土壤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中将福寿螺粉按588kg/亩水平施用贫瘠土壤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述福寿螺粉的施用时间选在休耕期。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中福寿螺粉施用后，按照2123～4247 L/亩/周的用量向贫瘠土壤补充水份。
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