盐碱地植被快速恢复方法

1.本发明涉及盐碱化草地植被修复领域，尤其涉及盐碱地植被快速恢复方法。


背景技术：

2.受土壤盐碱化影响，草地植物生物多样性下降，生态系统稳定性、生产力和承载力下降，牧草产量、覆盖度降低；土壤方面养分流失、肥力下降，土壤结构变差，草地生态系统脆弱。草地盐碱化不仅影响区域生态环境，对于畜牧业发展也有显著的影响。
3.目前，盐碱化草地植被修复技术主要包括生物修复技术、物理修复技术和化学修复技术。生物修复技术主要是指通过人工干预或者自然演替的方式使草地植物群落向顶级群落进行演替，进而构成复杂的群落结构和功能，增加物种多样性，提高草地生态系统抵抗力，主要包括通过种植耐盐碱植物进行植被重建以及原生植物修复两种方式。物理修复措施主要是通过改善土壤物理结构，增加土壤渗透性和孔隙度，促进土壤盐分淋洗，减少盐分表聚的方式，来进行盐碱土壤修复。化学修复措施主要为添加化学改良剂到土壤当中，通过化学反应调整土壤盐分组成，改善土壤结构，以达到作物生长需求。为了提升盐碱地植被恢复效果，人们常常先对盐碱地进行物理和化学改良，再种植耐盐碱植物，但这些方法效果十分有限，且成本相对较高、植被恢复周期长。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供盐碱地植被快速恢复方法，解决了草种萌发期和幼苗期耐盐碱能力较低、土壤改良剂需求量较大的问题，将草种混合在土壤改良剂中，不与盐碱土壤直接接触，避免了草种萌发期、幼苗期潜在的盐碱胁迫；此外，施用的土壤改良剂能够集中主要成分改良草种根系周围的土壤，为根系创造良好生长环境的同时，还能提供营养物质。
5.本发明保护一种盐碱地植被快速恢复方法，包括如下步骤：
6.将土壤改良剂与草种混合均匀后播种在盐碱地土壤中，播种完毕后所述草种包裹在所述土壤调理剂中，经生长发育即可实现盐碱地植被快速恢复；
7.以重量份数计，所述土壤改良剂由下述组分组成：石膏25～35份、硫酸铝8～10份、硫磺粉2～4份、聚丙烯酰胺0.6～0.8份、微生物菌剂0.1～0.3份、有机物料50～60份。
8.作为优选，所述土壤调理剂为粉末状。
9.以重量份数计，所述土壤改良剂可由下述组分组成：
10.石膏30～35份、硫酸铝8～10份、硫磺粉3～4份、聚丙烯酰胺0.7～0.8份、微生物菌剂0.2～0.3份、有机物料50～57份。
11.在本发明的第一个实施例中，以重量份数计，所述土壤改良剂由下述组分组成：
12.石膏35份、硫酸铝8份、硫磺粉3份、聚丙烯酰胺0.7份、微生物菌剂0.3份、有机物料53份。
13.在本发明的第二个实施例中，以重量份数计，所述土壤改良剂由下述组分组成：
14.石膏35份、硫酸铝10份、硫磺粉4份、聚丙烯酰胺0.8份、微生物菌剂0.2份、有机物
料50份。
15.在本发明的第三个实施例中，以重量份数计，所述土壤改良剂由下述组分组成：
16.石膏30份、硫酸铝8份、硫磺粉4份、聚丙烯酰胺0.7份、微生物菌剂0.3份、有机物料57份。
17.上述的方法中，所述石膏中二水硫酸钙的质量百分含量可≥75％，如89％或85％；
18.所述聚丙烯酰胺可为阴离子型，分子量可≤400万(如300万或400万)，有效物质含量可≥90％(如95％)；
19.所述微生物菌剂的有效活菌数可≥2亿/g；
20.所述有机物料中有机质的质量百分含量可≥20％，如65％。
21.上述的方法中，所述石膏包括但不限于脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏；
22.所述微生物菌剂包括但不限于枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌；
23.所述有机物料包括但不限于腐熟农家肥(如腐熟羊粪)、腐熟作物秸秆、活化腐殖酸。
24.上述的方法中，所述土壤改良剂的施用量根据土壤盐碱程度确定；
25.轻度盐碱地：ph＜9时，所述土壤改良剂的施用量为200～300kg/亩；
26.中度盐碱地：9《ph《10时，所述土壤改良剂的施用量为300～400kg/亩，如400kg/亩；
27.重度盐碱地：ph》10时，所述土壤改良剂的施用量为400～500kg/亩，如450kg/亩或500kg/亩。
28.上述的方法中，所述草种可为耐盐碱的多年生植物和/或盐生植物；
29.所述耐盐碱的多年生植物可为豆科植物和/或禾本科植物；
30.所述豆科植物可为紫花苜蓿、草木犀和田菁中的至少一种；
31.所述禾本科植物可为羊草、披碱草和星星草中的至少一种；
32.所述盐生植物可为盐地碱蓬和镰叶碱蓬中的至少一种。
33.上述的方法中，所述播种的时间可为每年雨季(6～7月)来临之前。
34.上述的方法中，所述播种的方式可为条施，行距可为15～30cm(如20～30cm、20cm或30cm)，播种后覆土，厚度可为1～3cm(如1.5～2cm)；
35.所述播种可为单播或混播，单播时所述草种的用量可如下：轻度盐碱地2～3kg/亩，中度盐碱地3～4kg/亩，重度盐碱地4～5kg/亩；混播时所述草种的用量可如下：由2～3种草种混合后进行播种，当2种草种混播时，每种草种的播种量按其单播量的60％～70％计算；当3种草种混播时，每种草种的播种量按其单播量的40％～50％计算。
36.进一步地，所述方法在所述播种之前还可包括如下步骤：首先将盐碱地进行深翻，深度为25～30cm，然后进行耙地，土壤颗粒直径≤3cm，最后进行平整，高差
±
10cm。可选地，所述盐碱地为重度盐碱地，所述方法在所述平整后还包括灌水洗盐，采用漫灌方式，灌水量为60～200方/亩，浸泡1～3天后将地表剩余的水全部排出去。
37.进一步地，所述方法在所述播种后还可包括如下步骤：在所述草种出苗后1个月左右(如7月中旬)，将化肥条施在两行植株的中间位置土壤中，施肥后覆土厚度2～5cm(如2～3cm)，距离植株根系7～15cm(如8～10cm)，施用纯氮8～15kg/亩(如8kg/亩、9kg/亩)。
38.本发明具有如下有益效果：
39.(1)本发明将草种包裹在土壤改良剂中同时条施可降低成本，在草种萌发期与盐碱土壤形成物理隔离可降低盐碱胁迫，施用的土壤改良剂在消减土壤盐碱障碍的同时还能为植物生长提供养分，提高草种的出苗率与成活率，从而可实现盐碱地植被快速恢复。
40.(2)本发明方法可降低盐碱地地块土壤ph、碱化度、钠吸附比，提高有机质含量，增加鲜草产量。
具体实施方式
41.下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
42.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
43.实施例1
44.松嫩平原重度盐碱地。在吉林省松原市乾安县余字乡署字村采集了0-20cm土层的土壤，带回实验室开展土箱模拟试验。供试土壤平均ph值为10.2，全盐量为1.2g/kg，为重度苏打碱土。
45.在自制土箱中装填25cm厚的上述供试土壤，将其一分为二，分别设置为试验组和对照组，每个处理3次重复。其中，试验组在土箱的中部位置处开一条深度为8cm、顶部宽15cm的v字形种植沟，在沟内施入草种与土壤改良剂的混合物，然后进行覆土，深度为1cm。供试草种为田菁、沙打旺、披碱草和盐地碱蓬的混合物，各80粒。土壤改良剂按下述质量比例进行配置：脱硫石膏35份、硫酸铝8份、硫磺粉3份、聚丙烯酰胺0.7份、微生物菌剂0.3份、有机肥53份，施用量折合田间为450kg/亩。
46.其中，脱硫石膏中二水硫酸钙的含量为89％，采购自国电吉林白城龙华热电厂；聚丙烯酰胺为阴离子型，分子量为400万，有效物质含量95％，采购自山东辰达化工有限公司；微生物菌剂为枯草芽孢杆菌，有效活菌数≥2亿/g，采购自内蒙古金沃缘肥业有效公司；活化腐殖酸的有机质含量为65％，采购自内蒙古蒙跃生物科技有限公司。
47.对照组除了不施用土壤改良剂外，其他操作方式与试验组一致。
48.播种后立即进行灌溉，灌水量折合田间为80方/亩，此后每隔5天进行一次补水，每次补水量为10方/亩。试验持续进行了30天，期间共补水5次，总灌水量折合田间为130方/亩。实验室温度保持在20℃以上，播种后第4～15天为出苗高峰期，在第20天时统计各种草种的出苗率，结果详见表1。
49.表1、实施例1中草种出苗率
[0050][0051]
注：同列数字后面的不同字母表示差异达到显著水平(p《0.05)。
[0052]
从表1中可以看出，采用本发明方法进行盐碱地植被恢复，田菁、沙打旺、披碱草和盐地碱蓬的出苗率得到显著提升。与对照组相比，试验组田菁、沙打旺、披碱草和盐地碱蓬的出苗率分别提高了35、41、49和47个百分点，四种草种的平均出苗率高出了43个百分点。
[0053]
实施例2
[0054]
松嫩平原中度和重度盐碱地。试验地点位于吉林省松原市乾安县余字乡岁字村，时间为2020年5月～2020年9月。试验地总面积1365亩，0～20cm土壤ph值为9.1～10.3，全盐量为1.8～12.7g/kg，碱化度为22.8～90.6％，土壤na

、co
32-和hco
3-离子含量较高，为典型的苏打盐碱土。土壤基础养分含量相对较低，有机质含量为3.7～7.2g/kg，全氮含量为0.4～1.1g/kg，有效磷含量为0.5～5.4g/kg，速效钾含量为83.4～159.7mg/kg。
[0055]
由于试验地盐碱程度分布不均匀，因此，根据采集的基础土壤样品的ph值进行空间插值分析，将试验地划分为中度(9《ph《10)和重度(ph》10)两个不同盐碱程度区域。每个区域再划分为对照地块和试验地块，其中，对照地块采用传统方法，试验地块采用本发明方法。
[0056]
在本实施例中，中度盐碱地面积826亩，其中50亩为对照地块，776亩为试验地块。重度盐碱地面积539亩，其中50亩为对照地块，489亩为试验地块。
[0057]
s1、平整土地：所有地块均先用铧式犁进行深翻，深度为25～30cm。然后，用圆盘耙将土坷垃进行破碎，土壤颗粒直径≤3cm，耙地后地面平整，高差
±
10cm。
[0058]
s2、配制土壤改良剂：称取脱硫石膏35份、硫酸铝10份、硫磺粉4份、聚丙烯酰胺0.8份、微生物菌剂0.2份、腐殖酸50份，用搅拌机充分混合均匀后，配置成粉末状的土壤改良剂。
[0059]
其中，脱硫石膏中二水硫酸钙的含量为89％，采购自国电吉林白城龙华热电厂；聚丙烯酰胺为阴离子型，分子量为400万，有效物质含量95％，采购自山东辰达化工有限公司；微生物菌剂为枯草芽孢杆菌，有效活菌数≥2亿/g，采购自内蒙古金沃缘肥业有效公司；活化腐殖酸的有机质含量为65％，采购自内蒙古蒙跃生物科技有限公司。
[0060]
s3、确定土壤改良剂用量：中度盐碱地中，上述改良剂的施用量为400kg/亩。重度盐碱地中，上述改良剂的施用量为500kg/亩。
[0061]
s4、选择草种：中度盐碱地选择披碱草、草木犀和盐地碱蓬进行混播，每种草种的播种量均为1.5kg/亩，总播种量为4.5kg/亩；重度盐碱地选择星星草、田菁和镰叶碱蓬混播，每种草种的播种量均为2kg/亩，总播种量为6kg/亩。
[0062]
s5、播种：6月1～5日播种，操作方式如下：
[0063]
试验地块：播种前，用搅拌机将不同盐碱程度所需的土壤改良剂与草种混合均匀，形成混合物。即：每亩中度盐碱地将400kg土壤改良剂与4.5kg草种混合均匀，重度盐碱地将500kg土壤改良剂与6kg草种混合均匀。此后，用播种机将上述混合物条播在平整后的土地中，行距20cm，覆土厚度1.5～2cm。
[0064]
对照地块：播种前，用抛撒机将所需的土壤改良剂均匀抛撒在土表后，用旋耕机将其与表层0～15cm土壤混合均匀后，再条播草种，行距及覆土深度与试验地块相同。
[0065]
s6、施肥：2020年7月15～17日，用施肥机械将复合肥条施在两行植株的中间位置土壤中，施肥后覆土厚度2～3cm，距离植物根系8～10cm。复合肥采购自当地农资市场，氮磷钾含量比例为30：10：11，施肥量为30kg/亩，折合纯氮9kg/亩。
[0066]
s7、收割牧草：9月7～10日收割，收割时，在试验地块和对照地块内，分别选择5个具有代表性的1m
×
1m样方，测定牧草鲜草产量。同时，采用五点采样法，在牧草生长行内采集5个混合土样，采样深度0～20cm，测定土壤盐碱指标和有机质含量，结果如表2所示。
[0067]
表2、实施例2土壤盐碱指标、有机质含量和鲜草产量
[0068][0069]
注：同列数字后面的不同字母表示差异达到显著水平(p《0.05)。
[0070]
从表2中可以看出，采用本发明方法进行盐碱地植被恢复，在第一年就取得了显著效果。在中度盐碱地块中，与对照地块相比，试验地块0～20cm土壤ph降低了0.7个单位，碱化度降低了21.1个百分点，有机质含量提高了43.1％，鲜草产量增加了76.2％，但盐分含量无明显差异。在重度盐碱地块中，与对照地块相比，试验地块0～20cm土壤ph降低了0.6个单位，碱化度降低了35.6个百分点，有机质含量提高了34.8％，鲜草产量增加了133.3％。
[0071]
实施例3
[0072]
河套灌区重度盐碱地。试验地点位于内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗王爱召镇万胜营子村，时间为2021年5～9月。试验区总面积30亩，0～20cm土壤平均ph平均值为9.11，含盐量为14.6g/kg，钠吸附比为41.6，为中度盐碱地，盐碱双害严重。土壤基础养分含量相对较低，有机质含量为7.4g/kg，铵态氮含量为14.2mg/kg，硝态氮含量为17.7mg/kg，有效磷含量为10.3mg/kg，速效钾含量为169.4mg/kg。
[0073]
试验开始前，将试验区划分为6个田块，每个田块面积约为5亩，周边修筑田埂。设置试验区和对照区，每个区包括3个田块。其中，试验区采用本发明方法，对照区采用传统方法。操作方式如下：
[0074]
s1、平整土地：所有地块均先用铧式犁进行深翻，深度为25～30cm。然后，用圆盘耙将土坷垃进行破碎，土壤颗粒直径≤3cm，耙地后地面平整，高差
±
8cm。然后灌溉洗盐，采用漫灌方式，灌水量为180方/亩，浸泡2天后将地表剩余的水全部排出去。
[0075]
s2、配制土壤改良剂：称取脱硫石膏30份、硫酸铝8份、硫磺粉4份、聚丙烯酰胺0.7份、微生物菌剂0.3份、有机肥57份，用搅拌机充分混合均匀后，配置成粉末状的土壤改良剂。
[0076]
其中，脱硫石膏中二水硫酸钙的含量为85％，采购自内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司；聚丙烯酰胺为阴离子型，分子量为300万，有效物质含量为95％，采购自山东辰达化工有限公司；微生物菌剂为枯草芽孢杆菌，有效活菌数≥2亿/g，采购自内蒙古金沃缘肥业有效公司；羊粪的有机质含量为65％，采购自内蒙古牧羊人有机肥生产有限责任公司。
[0077]
s3、确定土壤改良剂用量：上述改良剂的施用量为350kg/亩。
[0078]
s4、选择草种：选择披碱草和田菁进行混播，每种草种的播种量均为1.8kg/亩，总播种量为3.6kg/亩。
[0079]
s5、播种：5月28日播种，操作方式如下：
[0080]
试验地块：播种前，用搅拌机将不同盐碱程度所需的土壤改良剂与草种混合均匀，
形成混合物。即：将350kg土壤改良剂与3.6kg草种混合均匀。此后，用播种机将上述混合物条播在平整后的土地中，行距30cm，覆土厚度1.5～2cm。
[0081]
对照地块：播种前，用抛撒机将所需的土壤改良剂均匀抛撒在土表后，用旋耕机将其与表层0～15cm土壤混合均匀后，再条播混合后的草种，行距及覆土深度与试验地块相同。
[0082]
s6、施肥：2021年7月12日，用施肥机械将复合肥条施在两行植株的中间位置土壤中，施肥后覆土厚度2～3cm，距离植物根系8～10cm。复合肥采购自当地农资市场，氮磷钾含量比例为20：10：15，施肥量为40kg/亩，折合纯氮8kg/亩。
[0083]
s7、收割牧草：9月2日收割，收割时，在试验地块和对照地块的每个小区内，选择具有代表性的1m
×
1m样方，测定牧草鲜草产量。同时，采用五点采样法，在牧草生长行内采集混合土样，每个小区采集一个土样，采样深度为0～20cm，测定土壤盐碱指标和有机质含量，结果如表3所示。
[0084]
表3、实施例3土壤盐碱指标、有机质含量和鲜草产量
[0085][0086]
注：同列数字后面的不同字母表示差异达到显著水平(p《0.05)。
[0087]
从表3中可以看出，采用本发明方法进行盐碱地植被恢复，在第一年就取得了显著效果。与对照地块相比，试验地块0～20cm土壤ph降低了0.4个单位，钠吸附比降低了28.4％，有机质含量提高了22.8％，鲜草产量增加了81.8％，但全盐量无明显差异。
[0088]
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本技术欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本技术中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。