專利名稱：：農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于動物養(yǎng)殖業(yè)與農(nóng)業(yè)耕作業(yè)，特別是關(guān)于一種農(nóng)田作物種植與蚯蚓養(yǎng)殖非輪作情況下并實現(xiàn)農(nóng)田土壤生物耕作的技術(shù)。
背景技術(shù)：
：蚯蚓作為一種古老的生物在自然界已經(jīng)存在6億年之久了，是土壤中生物生物量最大的動物類群之一，在維持土壤生態(tài)系統(tǒng)功能中起著不可替代的作用。蚯蚓能疏松土壤，增加土壤有機質(zhì)并改善結(jié)構(gòu)，還能促進酸性或堿性土壤變?yōu)橹行酝寥?，增加磷、鉀等速效成分，使土壤適于農(nóng)作物的生長。由于蚯蚓含有豐富的蛋白質(zhì)，因此，用作畜、禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的飼料，都能取得增產(chǎn)的效果。蚯蚓在藥物學(xué)上也占有一定的地位，是常見的中藥材，有解熱、鎮(zhèn)痙、活絡(luò)、平喘、降壓和利尿等作用。目前，蚯蚓養(yǎng)殖還主要采用畜禽糞養(yǎng)殖蚯蚓，或采用作物秸稈與畜禽糞便來養(yǎng)殖蚯蚓的方法，目前蚯蚓主要有以下幾種養(yǎng)殖方式，養(yǎng)殖床養(yǎng)、缸養(yǎng)、盆養(yǎng)、池養(yǎng)、箱和筐養(yǎng)或塑料棚室養(yǎng)殖。蚯頓養(yǎng)殖在室內(nèi)與室外都可養(yǎng)殖，露地養(yǎng)殖由于施用有機物料容易引起二次污染，室內(nèi)養(yǎng)殖規(guī)模會受到制約且增加了生產(chǎn)成本。而利用農(nóng)田生產(chǎn)條件下進行蚯蚓養(yǎng)殖并實現(xiàn)農(nóng)田土壤生物耕作是解決農(nóng)業(yè)附加值低、減少環(huán)境污染、改善土壤質(zhì)量與促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項重要舉措。世界農(nóng)業(yè)發(fā)展史經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)三個階段。以高輸入和大量消耗能源為特征的現(xiàn)代化石油農(nóng)業(yè)，盡管在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率方面發(fā)揮了積極作用，但同時也帶來了許多問題，資源衰退、能源緊張、環(huán)境惡化、糧食短缺、人口膨脹成為困擾農(nóng)業(yè)發(fā)展的世界性五大難題。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)田機械化耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個重要內(nèi)容。農(nóng)田機械化耕作以適當(dāng)?shù)臋C電動力、作業(yè)機具和耕作技術(shù)對各種農(nóng)業(yè)用地進行土壤加工作業(yè)的過程，稱為農(nóng)田耕作機械化。農(nóng)田機械化耕作的目的是為了合理調(diào)節(jié)土壤的物理狀態(tài)與其影響，包括土壤的結(jié)構(gòu)性、土壤容重、機械阻力、導(dǎo)熱性、土壤水的分布、孔隙尺寸與分布、作物根系的生長、以及作物產(chǎn)量，其目的是通過改變土壤保水、導(dǎo)水、導(dǎo)氣、以及土壤溶質(zhì)遷移的性能，起到作物增產(chǎn)的效果。機械化耕作不僅能夠破壞阻礙雨水入滲的表層土壤結(jié)構(gòu)，提高雨水的入滲，減少表層徑流損失的同時增加了土壤的孔隙度，提供耕作層土壤的保水性能，從而為作物生長提供更多的可用水。合理的機械耕作能夠有效地調(diào)控土表的粗糙狀態(tài)，又可以減緩農(nóng)田的表土流失。而且，機械耕作也顯著地影響著優(yōu)勢流，直接關(guān)系到作物可用水和溶質(zhì)的遷移。另外，農(nóng)田機械化耕作還影響到微生物可利用性有機質(zhì)和養(yǎng)分的循環(huán)。隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，已形成多種農(nóng)田機械化耕作方式。根據(jù)耕作措施可分基本耕作機械和表土耕作機械(又稱輔助耕作機械)兩大類。基本耕作機械用于土壤的耕翻或深松耕，主要有鏵式犁、圓盤犁、鑿式松土機、旋耕機等；表土耕作機械用于土壤耕翻前的淺耕滅茬或耕翻后的耙地、耢耱、平整、鎮(zhèn)壓、打壟作畦等作業(yè)，以及休閑地的全面松土除草，作物生長期間的中耕、除草、開溝、培土等作業(yè)；主要包括各種耙、鎮(zhèn)壓器中耕機械等。土壤耕作機械按動力傳遞方式有非驅(qū)動型和驅(qū)動型兩類。非驅(qū)動型土壤耕作機械主要依靠牲畜或拖拉機的牽引力進行作業(yè)，其工作部件與機體之間沒有相對運動，或只在土壤反力作用下作被動旋轉(zhuǎn)或彈跳運動，如鏵式犁、圓盤犁、鑿式松土機、圓盤耙等；驅(qū)動型土壤耕作機械除由動力牽引作前進運動外，其工作部件同時由動力驅(qū)動作往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式運動，如旋耕機、動力鍬、旋轉(zhuǎn)鋤、旋轉(zhuǎn)犁等。有些土壤耕作機械能一次完成兩項或多項土壤耕作作業(yè)，稱為聯(lián)合耕作機，如耕耙犁、種床整備機等。近些年來，隨著我國對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重視程度的不斷增加，糧食蔬菜等作物產(chǎn)量得到很大提高。但由于長期對土地的大肆掠取，造成農(nóng)田土壤物質(zhì)與能量的收支失衡，土壤肥力日趨下降，土地得不到休養(yǎng)生息，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)惡化，嚴重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進一步提高。因此，為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，保護性耕作機械化技術(shù)應(yīng)運而生，在改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件，增強農(nóng)業(yè)增長后勁方面發(fā)揮了重要作用。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化能大幅度提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，提高了勞動生產(chǎn)效率，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。因此，農(nóng)田機械化耕作技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義，是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作制度的一次重大變革。但無論是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式還是現(xiàn)代保護性機械化耕作方式都是建立在現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)之上的石油農(nóng)業(yè)。其特點是購置農(nóng)業(yè)機械成本高，需要消耗日益緊張的能源，同時機械化耕作技術(shù)在提高土壤質(zhì)量、改善土壤結(jié)構(gòu)和提高作物產(chǎn)量方面效益還不高。農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面是保證農(nóng)業(yè)土壤維持一個良好的生物、物理與化學(xué)狀態(tài)。土壤的質(zhì)量直接關(guān)系到糧食的豐產(chǎn)和農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。合理的耕作方式能夠為作物生長提供一個最佳的生存環(huán)境，同時保證在化肥農(nóng)藥低投入量下提高土壤生產(chǎn)力。王三平等提出了一種種植與養(yǎng)殖的輪作方法，它是種植6-8壟玉米，再用與種玉米相同面積的土地設(shè)置蚯蚓床養(yǎng)殖蚯蚓，兩者交替輪作，構(gòu)成了生態(tài)農(nóng)業(yè)新的發(fā)展模式(專利號20081005523.1)，這種是在種植與養(yǎng)殖輪作模式下建立的方法，2007年-2008年我國糧食增產(chǎn)幅度在0.7%-5.4%，但近年來耕種面積連年調(diào)減，因此，為保障耕地面積，提高農(nóng)田產(chǎn)出收益，探索一種新型農(nóng)田作物種植與蚯蚓養(yǎng)殖非輪作模式與生物耕作技術(shù)，替代農(nóng)田機械化耕作方式，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能替代農(nóng)田機械化耕作的生物耕作技術(shù)，即農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作技術(shù)，解決機械化帶來的能源緊張、經(jīng)濟效益低下、化肥造成的面源污染等問題，同時能改良土壤結(jié)構(gòu)、增強土壤生物活性和增加土壤肥力，可減少化肥用量與改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。該技術(shù)管理簡便，可操作性強，可實現(xiàn)一次性投入，多年受益等特點。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了以下技術(shù)方案—種農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，在符合下述養(yǎng)殖條件的環(huán)境下養(yǎng)殖蚯蚓1)農(nóng)田土壤含水率保持20%-70%;2)壟間排灌溝；3)在壟間或田間地頭處筑適量下雨時供蚯蚓逃生用的土坡；4)將蚯頓頓種放入農(nóng)田后養(yǎng)殖。所述土壤含水率為土壤中水分的重量占干土重量的百分比。當(dāng)農(nóng)田土壤含水量較低和土壤較為干燥時，可結(jié)合作物需水情況通過農(nóng)田灌溉等常規(guī)手段控制。所述土坡為高于耕地O.2-1.0m、面積5.0-15.01112左右，每畝地要筑5-15個。較佳的，土坡整理為龜背形。較佳的，為進一步提高蚯蚓產(chǎn)量，可適當(dāng)喂養(yǎng)飼料。飼料來源主要為粉碎的作物秸稈、廄肥、畜禽糞便、商品性有機肥、套(間)作作物、種植綠肥或牧草。除作物秸稈還田外，每年每畝可施用有機性肥料1000kg以上，根據(jù)季節(jié)作物茬口安排時施用。蚯頓頓種的投放量一般為100-1000kg每畝農(nóng)田。蚯蚓飼養(yǎng)后，收集方法是采用炒熟的麩皮添加少量炒熟的豆餅粉制作誘餌，分點狀撒于土壤表面，對蚯蚓實現(xiàn)誘捕。每畝地蚯蚓誘餌可撒于多處，每處誘餌重量為lkg-10kg。本發(fā)明適合飼養(yǎng)的蚯蚓蚓種包含藥用蚯蚓和動物性飼料蚯蚓。適用于旱生糧食、蔬菜、果林等農(nóng)田養(yǎng)殖，如玉米、花菜、芋艿的養(yǎng)殖。本發(fā)明的農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法還可用于改良農(nóng)田土壤。由于蚯蚓在土壤中的活動，可以使土壤疏松、同時又由于秸稈、有機肥使用，可以大大減少化肥用量，因此，使用該技術(shù)2年后一般農(nóng)田可以免耕作，只根據(jù)栽培作物要求起壟、開溝等配套作業(yè)方式，進行作物移栽和直播，減少了農(nóng)田機械化犁鏵翻耕等作業(yè)方式。本發(fā)明的有益效果為1:蚯頓產(chǎn)出率高每畝耕地鮮蚯頓產(chǎn)出率為1:5以上。2:管理方便蚯蚓放置簡便，只需要把蚯蚓放入田間即可，蚯蚓飼料除作物秸稈外，可施用廄肥和商品性等有機肥，施肥可根據(jù)作物茬口安排有機肥做基肥施用，技術(shù)易操作掌握，省時、省力。3:經(jīng)濟效益好每畝農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖凈利潤3000元以上，且節(jié)省了農(nóng)田耕作成本，同時生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量好，因此，直接的經(jīng)濟效益和潛在的經(jīng)濟效益十分顯著。4:生態(tài)效益好由于蚯蚓活動，可以使土壤疏松和增加土壤肥力，即可減輕農(nóng)田化肥使用所造成的農(nóng)業(yè)面源污染問題，又能節(jié)約大量的能源。因此，農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖具有良好的生態(tài)效益。具體實施例方式實施例中列舉的種農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法適用于旱生糧食、蔬菜、果林等農(nóng)田養(yǎng)殖，農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作技術(shù)包含藥用蚯蚓和動物性飼料蚯頓，以及蚯蚓養(yǎng)殖技術(shù)與生物耕作技術(shù)。其特點在于要求農(nóng)田耕作層土壤保持濕潤，土壤含水量保持在20-70%，作物壟間排灌溝通暢，在壟間或田間地頭處每畝地要筑高于耕地0.2-1.Om、面積5.0-15.0m2左右的龜背形土坡5-15個，以使下雨時供蚯蚓逃生用；每畝蚯蚓可放置重量為100-1000kg;蚯蚓喂養(yǎng)飼料來源主要為粉碎的作物秸稈、廄肥、畜禽糞便、商品性有機肥、套(間)作作物、種植綠肥或牧草。除作物秸稈還田外，每年每畝可施用有機性肥料1000kg以上，根據(jù)季節(jié)作物茬口安排時施用。本發(fā)明是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和蚯蚓土壤生活特點以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)需求，而建立的農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作技術(shù)。它本著提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益、減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染和管理要求簡便等特點，將蚯蚓引入到農(nóng)田生產(chǎn)，同時提出的農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖和生物耕作技術(shù)，經(jīng)過田間試驗，該技術(shù)可改善土壤質(zhì)量、增強土壤生物活性以及提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，改善了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。實施例1蚯蚓飼養(yǎng)條件土壤含水量保持在30-70%;作物壟間排灌溝通暢；在壟間或田間地頭處每畝地要筑高于耕地O.2-1.0m、面積5.0_15.On^左右的龜背形土坡5-15個，以使下雨時供蚯蚓逃生用；每畝蚯頓可放置重量為100-lOOOkg;蚯蚓喂養(yǎng)飼料來源主要為粉碎的作物秸稈、廄肥、畜禽糞便、商品性有機肥、套(間)作作物、種植綠肥或牧草。除作物秸稈還田外，每年每畝施用有機性肥料1000kg以上，根據(jù)季節(jié)作物茬口安排時施用。收集方法是采用炒熟的麩皮添加少量炒熟的豆餅粉，分點狀撒于土壤表面，每畝地蚯頓誘佴可撒于10處左右，每處誘佴重量為lkg-10kg。表1不同飼料來源對蚯頓產(chǎn)出的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注同一欄中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05);不同大寫字母表示差異極顯著(P<O.Ol)，下同。表1進行了不同來源性飼料投入對蚯蚓產(chǎn)出的影B向，結(jié)果表明，在每畝蚯蚓投入100kg和飼料投入2000kg相同水平下，豬糞蚯頓產(chǎn)量達842kg/667i^，其次是牛糞處理，蚯蚓產(chǎn)量為720kg/667m2，雞糞、羊糞和秸稈處理蚯蚓產(chǎn)量分別為716kg/667m2、584kg/667m2和519kg/667m、幾種飼料處理以豬糞處理蚯頓產(chǎn)出最高，與對照、羊糞和秸稈處理相比達極顯著差異水平。表2農(nóng)田蚯頓養(yǎng)殖對玉米和花菜產(chǎn)量的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>處理玉米產(chǎn)量kg/畝花菜產(chǎn)量kg/畝機械化耕作539abA1407bAB蚯蚓生物耕作628bB1692cB表2數(shù)據(jù)說明，農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖提高了玉米與花菜產(chǎn)量，蚯蚓養(yǎng)殖農(nóng)田玉米、花菜產(chǎn)量每畝分別達628kg和1692kg，機械化耕作農(nóng)田玉米、花菜產(chǎn)量分別為539kg和1407kg，而未耕作農(nóng)田玉米、花菜最低，分別為470kg和1210kg。蚯蚓養(yǎng)殖農(nóng)田玉米每畝產(chǎn)量分別比機械化耕作農(nóng)田、未耕作農(nóng)田提高16.5%和33.6%;花菜每畝產(chǎn)量分別比機械化耕作農(nóng)田、未耕作農(nóng)田提高20.2%和39.8%，增產(chǎn)效果特別顯著。表3農(nóng)田蚯頓養(yǎng)殖對土壤質(zhì)量的影響處理容重g/cm3總空隙度%毛管空隙度%有機質(zhì)g/kg陽離子交換量me/100g土壤松緊度未耕作1.2554.7943.571.2820.8緊實機械耕作1.2355.3543.981.2821.1較緊實生物耕作1.2156.6845.031.3022.3松軟從表3可以看出，農(nóng)田養(yǎng)殖蚯蚓改善了土壤質(zhì)量，蚯蚓養(yǎng)殖后土壤容重、總空隙度、毛管空隙度、土壤有機質(zhì)含量、陽離子交換量分別為1.21g/cm3、56.68%、45.03%、1.30%和22.3me/100g土，而機械耕作土壤其值分別為1.23g/cm3、55.35%、43.98%、1.28%和21.lme/100g土，未耕作土壤為1.25g/cm3、54.79%、43.57%、1.28%和20.8me/100g土，蚯蚓養(yǎng)殖后土壤容重比機械耕作和未耕作土壤有所降低，而總空隙度、毛管空隙度、土壤有機質(zhì)含量、陽離子交換量比機械耕作和未耕作土壤升高，說明農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖可以改善土壤質(zhì)量。且農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖后土壤較松軟，有利于作物根系生長，提高了作物產(chǎn)權(quán)利要求一種農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，在符合下述養(yǎng)殖條件的環(huán)境下養(yǎng)殖蚯蚓1)農(nóng)田土壤含水率保持20％-70％；2)壟間排灌溝；3)在壟間或田間地頭處筑適量下雨時供蚯蚓逃生用的龜背形土坡；4)將蚯蚓蚓種放入農(nóng)田后養(yǎng)殖。2.如權(quán)利要求1所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，其特征在于所述龜背形土坡為高于耕地0.2-1.0m、面積5.0-15.0m2，每畝地要筑5_15個。3.如權(quán)利要求1所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，其特征在于所述蚯蚓蚓種的投放量為每畝農(nóng)田100-1000kg。4.如權(quán)利要求l-3任一所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，其特征在于養(yǎng)殖蚯蚓時還適當(dāng)喂養(yǎng)飼料。5.如權(quán)利要求4所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，其特征在于所述飼料選自粉碎的作物秸稈、廄肥、畜禽糞便、商品性有機肥、套(間)作作物或種植綠肥或牧草。6.如權(quán)利要求5所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，其特征在于所述飼料除作物秸稈還田外，每年每畝施用有機性肥料1000kg以上。7.如權(quán)利要求l-6任一所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，其特征在于蚯蚓飼養(yǎng)后的收集方法為采用炒熟的麩皮添加炒熟的豆餅粉，分點狀撒于土壤表面，對蚯蚓實現(xiàn)誘捕。8.如權(quán)利要求l-7任一所述農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法用于改良農(nóng)田土壤。全文摘要本發(fā)明是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和蚯蚓土壤生活特點以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)需求，而建立的農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作方法，特別是一種種植與養(yǎng)殖非輪作條件下進行蚯蚓養(yǎng)殖與生物耕作的方法。為在符合下述養(yǎng)殖條件的環(huán)境下養(yǎng)殖蚯蚓農(nóng)田土壤含水率保持20％-70％；壟間排灌溝；在壟間或田間地頭處筑適量下雨時供蚯蚓逃生用的龜背形土坡；將蚯蚓蚓種放入農(nóng)田后養(yǎng)殖。本發(fā)明的方法本著提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益、減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染和管理要求簡便等特點，將蚯蚓引入到農(nóng)田生產(chǎn)，同時提出的農(nóng)田蚯蚓養(yǎng)殖和生物耕作技術(shù)，經(jīng)過田間試驗，該技術(shù)可改善上壤質(zhì)量、增強土壤生物活性以及提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，改善了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。文檔編號A01N65/44GK101731184SQ20091019928公開日2010年6月16日申請日期2009年11月24日優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日發(fā)明者呂衛(wèi)光,張惠蘭,李雙喜,袁大偉,鄭憲清,陶曉斌申請人:上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院;上海富年藥材有限公司