CN110810338B - 利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，该方法在柑橘园中沿等高线构筑多条平行生态沟；向生态沟内填充经堆肥后充分腐熟的有机物料；向有机物料中接种蚯蚓形成混合物；生态沟中混合物稍低于地面，在生态沟上方覆薄土与地面持平；在柑橘园中播种绿肥，利用生态沟上方形成的天然植物篱笆实现面源污染减排；绿肥收获后原地翻压，实现橘园土壤培肥。本发明同时实现了面源污染减排与土壤培肥两个目的，相比传统单一的施肥改进或水土保持工程，具有简单易操作、低成本、见效快的优势。
Description
技术领域
本发明涉及坡地橘园土壤培肥及面源污染减排技术领域，具体涉及一种利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法。
背景技术
柑橘是世界上广泛种植的果树之一，也是中国南方分布较广的果树品种之一。近年来，大规模的坡地经过开发成为柑橘园，极大的促进了我国柑橘产业的发展。然而，坡地更容易受径流冲刷的影响，水土流失严重，并造成土壤有机质含量低、有效养分缺乏、土块板结、保水保肥能力差等问题，不利于柑橘树根系生长。与此同时，坡地土壤中N、P等养分随径流大量流失，也造成了严重的面源污染等环境问题。
土壤是柑橘生长的基础，如何在进行橘园土壤培肥的同时，减少橘园水土流失及养分流失造成的面源污染，是柑橘生产中亟待解决的重要问题。
目前，广泛采用的橘园土壤培肥方法均集中在施肥方式的改进上，包括定量施肥、有机肥替代、绿肥种植等，却很少在土壤培肥的同时考虑水土保持，因此常常出现一边施肥，一边养分流失的情况。坡地果园水土保持及面源污染防治方面，采用的措施则集中在修筑坡式梯田、挖撩壕、植物篱等工程技术方面，亦较少考虑对土壤培肥的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，该方法整合了土壤培肥措施和水土流失防治工程措施，在橘园中构筑等高线蚯蚓生态沟并结合绿肥种植，以实现橘园土壤培肥的同时消减橘园面源污染的目的。
为实现上述目的，本发明所设计一种利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，包括以下步骤：
1)在柑橘园中沿等高线构筑多条平行生态沟；并向生态沟内填充经堆肥充分腐熟的有机物料；并向有机物料中接种蚯蚓形成混合物；；生态沟中的混合物稍低于地面，在生态沟表面覆薄土后与地面持平；
2)在柑橘园中种植绿肥。
进一步地，所述步骤1)中，蚯蚓生态沟构筑的时间为每年的3～5月。
再进一步地，所述步骤1)中，蚯蚓生态沟的深度为20-40cm，宽度为30-60cm；相邻蚯蚓生态沟之间的距离与柑橘树株距保持一致且当年设置生态沟的位置应较上一年生态沟位置上移1-1.5m，在设置生态沟时应避开柑橘树树盘。
再进一步地，所述步骤1)中，生态沟中的有机物料，其C/N在25～35之间，其pH值在6.0～8.0之间，其含水率在60％～70％之间。
再进一步地，所述步骤1)中，有机物料中接种蚯蚓品种为赤子爱胜蚓，接种密度不低于50条/m2。
再进一步地，所述步骤2)中，绿肥应为豆科植物，其选自紫花苜蓿、紫云英、箭筈豌豆和光叶苕子，绿肥避开柑橘树树盘后进行全园播种，播种密度应为常规播种密度的1.5～2倍。
再进一步地，所述绿肥在10-11月收割后进行原位翻压。
本发明的原理：
1)橘园土壤培肥原理：
生态沟中的有机物料本身就是一种极好的有机肥料，施用后能够极大的改良土壤、培肥土壤。生态沟中的蚯蚓在土壤与生态沟之间来回穿插，促进了生态沟中养分与有机质的扩散，实现当年生态沟周边土壤的培肥。生态沟每年更换位置，本发明实施3-5年后即对橘园土壤进行了一次整体的有机肥施用，实现整个橘园土壤的培肥。此外，绿肥收割后翻入土中，蚯蚓作为分解者，其生命活动促进绿肥腐解，实现橘园土壤培肥。
2)面源污染减排原理：
蚯蚓通过提高土壤中可利用养分含量，对植物根系的刺激作用，以及对根际微生物的作用显著促进植物生长。最新研究显示，蚯蚓存在能够增加植物约23％的地上生物量。因此，蚯蚓生态沟上方的植物生长速度显著高于周边土壤，形成一个生物量更高、植株密度更高、植株株高更高的天然植物篱，从而起到减少水土流失、减少面源污染的作用。此外，蚯蚓吞食土壤并排泄大量蚓粪，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，减轻水土流失。
本发明的有益效果：
1)本发明同时实现了橘园土壤培肥和面源污染减排两个目的，相比传统单一的施肥改进或水土保持工程，具有简单易操作、低成本、见效快的优势。
2)相比坡地工程改造，本发明可在成年的橘园中实施，具有更广的适用范围。
3)本发明中蚯蚓生态沟上方高生物量、高密度、高株高的植物，沿橘园坡地等高线形成多条平行的天然植物篱，充分体现了面源污染防治技术的生态性，也具有较高的观赏性。
4)本发明中蚯蚓在移动过程中，其吞食、排泄过程促进土壤养分扩散，其分解者特性加速绿肥腐解，其趋根性将养分携带至树体根区改善树体营养状况。
5)本发明中的生态沟为蚯蚓提供了一个带状的庇护所，当橘园土壤环境不良时，生态沟的微环境能够保证蚯蚓的存活，进而保证本发明的实施效果。
附图说明
图1为利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法示意图。
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
在湖北省某柑橘基地(柑橘品种为10年无核椪柑)利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，包括以下步骤：
(1)第一年4月上旬在柑橘园中沿等高线挖掘多条平行的生态沟，生态沟深度为30cm，宽度为30cm，相邻蚯蚓生态沟之间距离与柑橘树株间距一致；
(2)在生态沟中填入经过堆肥充分发酵腐熟的牛粪，其C/N为27，pH值为6.8，含水率64％，并在牛粪中接种赤子爱胜蚓，接种密度为60条/m2；在生态沟上方覆薄土与地面持平；
(3)第一年4月中旬在柑橘园中避开柑橘树树盘全园播种紫花苜蓿，播种量为1.5kg/亩(常规播种量的1.5倍)。在10月下旬进行收割，就地翻压；
(4)第二年操作同第一年，但蚯蚓生态沟挖掘位置较第一年上移1.5m。
实施例2
在实施例1相邻柑橘(柑橘品种为10年无核椪柑)地利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，包括以下步骤：
(1)第一年4月上旬在柑橘园中沿等高线挖掘多条平行的生态沟，生态沟深度为30cm，宽度为30cm，相邻蚯蚓生态沟之间距离与柑橘树株间距一致；
(2)在生态沟中填入经过堆肥充分发酵腐熟的牛粪，其C/N为27，pH值为6.8，含水率64％，并在牛粪中接种赤子爱胜蚓，接种密度为60条/m2；在生态沟上方覆薄土与地面持平；
(3)第一年4月中旬在柑橘园中避开柑橘树树盘全园播种光叶苕子，播种量为3kg/亩(常规播种量的1.5倍)，在10月下旬进行收割，就地翻压；
(4)第二年操作同第一年，但蚯蚓生态沟挖掘位置较第一年上移1.5m。
实施例3
在实施例1相邻柑橘地进行，柑橘品种为10年无核椪柑，
(1)第一年4月上旬在柑橘园中沿等高线挖掘多条平行的生态沟，生态沟深度为30cm，宽度为30cm，相邻蚯蚓生态沟之间距离与柑橘树株间距一致；
(2)在生态沟中填入经过堆肥充分发酵腐熟的牛粪、秸秆和鸡粪的混合物，其C/N为33，pH值为7.2，含水率66％，并在混合物中接种赤子爱胜蚓，接种密度为60条/m2；在生态沟上方覆薄土与地面持平；
(3)第一年4月中旬在柑橘园中避开柑橘树树盘全园播种紫云英，播种量为8kg/亩(常规播种量的2倍)，在10月下旬进行收割，就地翻压；
(4)第二年操作同第一年，但蚯蚓生态沟挖掘位置较第一年上移1.5m。
实施例4
在实施例1相邻柑橘地进行，柑橘品种为10年无核椪柑，
(1)第一年4月上旬在柑橘园中沿等高线挖掘多条平行的生态沟，生态沟深度为30cm，宽度为30cm，相邻蚯蚓生态沟之间距离与柑橘树株间距一致。
(2)在生态沟中填入经过堆肥充分发酵腐熟的牛粪、秸秆和鸡粪的混合物，其C/N为33，pH值为7.2，含水率66％，并在混合物中接种赤子爱胜蚓，接种密度为60条/m2；在生态沟上方覆薄土与地面持平。
(3)第一年4月中旬在柑橘园中避开柑橘树树盘全园播种箭筈豌豆，播种量为7kg/亩(常规播种量的2倍)，在10月下旬进行收割，就地翻压；
(4)第二年操作同第一年，但蚯蚓生态沟挖掘位置较第一年上移1.5m。
对照例
在实施例1相邻柑橘地进行，柑橘品种为10年无核椪柑，保持原有种植模式不做任何改变。
实施例实施效果分析：
第三年4月初，在各实施例柑橘园中按1m*1m进行网格布点，采集各点0-30cm土壤，混合均匀作为该实施例的土壤样品。测定土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量和速效钾含量，结果如表1所示。实施例1、实施例2相比对照例显著提高了土壤有机质含量和土壤全氮含量，此外，实施例1、实施例2也表现出更高的碱解氮含量、速效磷含量和速效钾含量。表1数据说明，本发明的实施能够有效的改善橘园肥力，实现土壤培肥。
表1不同实施例土壤养分含量变化情况
注：同一列数据后标有不同字母表示存在显著差异(p<0.05)
第二年11月上旬，在各实施例柑橘园中随机选取5株柑橘，进行产量测定，并对柑橘单果重、可溶性总糖、Vc含量和可食率进行测定，结果如表2所示。实施例1、实施例2相比对照例提高了柑橘果实的产量，提高了柑橘果实中的可溶性总糖含量、Vc含量和可食率。表2数据说明本发明的实施有利于提高橘园生产力，并有助于改善果实品质。
表2不同实施例柑橘果实产量及果实品质变化情况
注：同一列数据后标有不同字母表示存在显著差异(p<0.05)
第二年绿肥盛花期，在实施例1和实施例2橘园中，分别在蚯蚓生态沟上及土壤上对绿肥生物量和株高进行测定，结果如表3所示。无论种植紫花苜蓿或光叶苕子，蚯蚓生态沟上方面的植物生物量、株高均显著高于土壤上方的植物。表3数据说明本发明的实施能够有效提高蚯蚓生态沟上方的植株长势，并通过更高的植物生物量、更高的株高在蚯蚓生态沟上方形成一道天然的植物篱。
表3实施例不同采样点的绿肥生长情况
注：同一实施例中，同一列数据后标有不同字母表示存在显著差异(p<0.05)
第二年7月，共产生降雨2次，期间采用径流小区法测定当月各实施例径流量和土壤流失量，采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定水样总氮浓度，采用钼酸铵分光光度法测定水样总磷浓度，结果如表4所示。相比对照例，实施例1和实施例2均显著降低了径流量、土壤流失量，此外，径流中的总磷平均浓度和总氮平均浓度较对照例也有显著的下降。表4数据说明，本发明的实施能够有效的减少橘园中径流的产生，并有效消减径流中所携带的养分，本发明的实施能够有效实现橘园面源污染减排。
表4不同实施例径流产生量、土壤流失量及径流中总氮、总磷浓度
注：同一列数据后标有不同字母表示存在显著差异(p<0.05)
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 (3)
1.一种利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）每年的3~5月，在柑橘园中沿等高线构筑多条平行生态沟；并向生态沟内填充经堆肥充分腐熟的有机物料；并向有机物料中按接种密度不低于50条/m2接种赤子爱胜蚓形成混合物；生态沟中的混合物稍低于地面，在生态沟表面覆薄土后与地面持平；其中，生态沟的深度为20-40 cm，宽度为30-60 cm；相邻生态沟之间的距离与柑橘树株距保持一致且当年设置生态沟的位置应较上一年生态沟位置上移1-1.5m，在设置生态沟时应避开柑橘树树盘；
2）在柑橘园中种植绿肥且蚯蚓生态沟上方的植物生长速度显著高于周边土壤，形成一个生物量更高、植株密度更高、植株株高更高的天然植物篱，绿肥应为豆科植物，其选自紫花苜蓿、紫云英、箭筈豌豆和光叶苕子，绿肥避开柑橘树树盘后进行全园播种，播种密度应为常规播种密度的1.5~2倍。
2.根据权利要求1所述利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，其特征在于：所述步骤1）中，生态沟中的有机物料，其C/N在25~35之间，其pH值在6.0~8.0之间，其含水率在60%~70%之间。
3.根据权利要求1所述利用蚯蚓生态沟配合绿肥种植实现坡地橘园土壤培肥及面源污染减排的方法，其特征在于：绿肥在10-11月收割后进行原位翻压。
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| 三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较;韩上;《华中农业大学学报》;20140131;第62-66页 * |
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