CN103262729A - 一种修复退化草地的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种修复退化草地的方法。本发明提供的方法包括如下步骤:(1)在草地返青的时期,在待修复土地上犁出深度为10-15cm的沟;所述待修复土地为退化的草地;(2)将根茎冰草的根茎段移栽至步骤(1)得到的沟中并正常管理;所述根茎段满足如下条件(a)、(b)和(c):(a)为单根的根茎;(b)长度为5-30厘米;(c)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗。本发明解决了退化草地短期内难以快速建植多年生植被的难题,能够显著增加退化草地或沙地的植被盖度,可以改善土壤理化性质,改善和保护退化草原区的生态环境,具有综合的经济、生态和社会效益。

Description

一种修复退化草地的方法
技术领域
本发明涉及一种修复退化草地的方法,具体涉及利用根茎冰草根茎段繁殖技术修复退化草地的方法。
背景技术
草原退化是草原植被种类组成、数量、生产力和环境等综合指标的变化和降低过程,主要表现如下:草地植被成分中优势种、建群种逐渐衰退或消失,杂草入侵;优良牧草发育减弱,可食牧草产量降低;生境条件恶化,地面裸露,土壤旱化、沙化及盐碱化等。2008年召开的世界草地与草原大会(IGC&IRC)上,由多名中国学者所作的《中国草原研究和发展》的大会报告指出,受全球变暖、气候干旱等自然因素和人为过度利用等多重因素的影响,目前中国90%的天然草原出现不同程度的退化。近些年来,中国草原以每年约150万公顷的速度减少,而且这种趋势仍在持续。
草原地处半干旱和半湿润地带,是发展高效种植业的重要粮食生产区,也是发展畜牧业的重要场所,在不合理的开垦和过度放牧利用的情况下,极容易出现土地和草原的退化。从生态效益来看,草原的退化不仅危及草原本身的生态环境,由于表土风蚀所引起的沙尘暴甚至危及到几十公里乃至数千公里以外城乡的环境质量。从经济发展来看,在影响到自身畜牧业生产的可持续性发展的同时,也使草原周边农田的土壤生产力降低。
目前,东北草原的退化面积已近3/4,其中轻度退化的草地占东北草原面积的18.6%,中度退化的草地占19.3%,重度退化的草地占36%。东北草原退化所带来的负生产效应,最突出的为产草量下降,割草场由20世纪50年代的1500公斤/公顷下降到目前的1000公斤/公顷,草层高由50-60cm下降到20-30cm,植被盖度由85%下降到40%,密度下降了30%,从而使得草原土壤保水能力下降并造成干旱加剧。草原退化不仅严重地威胁着当地的农牧业生产和人民的生活,而且威胁着东北玉米带商品粮基地建设和中部各城市的生态环境安全,已成为亟待解决的区域性环境和农牧业持续发展问题。因此,经济可行的退化草地治理方法对保护草地资源及其持续发展和利用有着重要的意义。
根茎冰草(Agropyron michnoi)是一种多年生旱生具多分枝根茎的禾本科牧草,营养繁殖力强,属典型的无性系植物。根茎冰草的生态幅度很广,变异大,具体分布情况如下:在东北平原的典型草原区经常形成优势种;在针茅草原和羊草草原上多成为伴生种,有时成为亚优势种;在东北平原沙质土壤的林缘、林间、田边、路旁广泛分布;分布于非地带性植被的轻度盐碱化草甸上。根茎冰草的根系类型主要是根茎型,也出现少量根茎-疏丛型类型。根茎冰草返青早、枯黄迟、抗旱抗寒,具有保水和固沙作用,一年四季为各种家畜所喜食,具有很高的营养价值,是饲用价值很高的优良牧草,也可用作优良的固沙植物,同时也是我国重要的牧草种质资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种修复退化草地的方法,具体涉及利用根茎冰草根茎段繁殖技术修复退化草地的方法。
本发明提供的第一种修复退化的草地的方法,包括如下步骤:
(1)在草地返青的时期,在待修复土地上犁出深度为10-15cm的沟;所述待修复土地为退化的草地;
(2)将根茎冰草的根茎段移栽至步骤(1)得到的沟中并正常管理;
所述根茎段满足如下条件(a)、(b)和(c):(a)为单根的根茎;(b)长度为5-30厘米;(c)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗。
所述步骤(1)中,所述沟的宽度可为10-15cm,沟距可为40-50cm。
所述步骤(2)中,所述移栽的方法可为:将所述根茎段放入所述沟中,根茎段间的距离为5-10cm,覆土压实。
所述根茎冰草的根茎段的获得方法具体如下:在根茎冰草成片分布的草原(可为东北地区的草原,具体可为吉林地区的草原,更具体可为吉林西部的草原)上采集根茎冰草的根茎段;所述采集按照相互平行的条带状进行,条带宽度为20cm,条带深度为15-20cm(即根茎冰草的根茎分布的深度),各条带间的距离为50cm,将挖出的根茎以及与根茎相连的上一年的分蘖株一同捡拾,修剪后得到所述根茎段。
所述步骤(2)中,进行移栽前,可向所述根茎段上喷洒土壤抗旱保水剂。
所述步骤(2)中,进行移栽前,可向所述沟中浇透水。
所述退化的草地可为退化的盐碱化草甸(pH为7.1-8.5)、退化的草甸草原或退化的沙地。
本发明提供的第二种修复退化的草地的方法,包括如下步骤:
(1)在草地返青的时期,在待修复土地上犁出深度为10-15cm的沟;所述待修复土地为退化的草地;
(2)将根茎冰草的根茎段和根茎型禾草的根茎段移栽至步骤(1)得到的沟中并正常管理;
所述根茎冰草的根茎段满足如下条件(a)、(b)和(c):(a)为单根的根茎;(b)长度为5-30厘米;(c)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗;
所述根茎型禾草的根茎段满足如下条件(d)、(e)和(f):(d)为单根的根茎;(e)长度为5-30厘米;(f)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗。
所述根茎冰草的根茎段和所述根茎型禾草的根茎段的数量比可为(4-6):1,具体可为5:1。
所述步骤(1)中,所述沟的宽度可为10-15cm,沟距可为40-50cm。
所述步骤(2)中,所述移栽的方法可为:将所述根茎冰草的根茎段和所述根茎型禾草的根茎段放入所述沟中,根茎段间的距离为5-10cm,覆土压实。
所述根茎冰草的根茎段的获得方法具体如下:在根茎冰草成片分布的草原(可为东北地区的草原,具体可为吉林地区的草原,更具体可为吉林西部的草原)上采集根茎冰草的根茎段;所述采集按照相互平行的条带状进行,条带宽度为20cm,条带深度为15-20cm(即根茎冰草的根茎分布的深度),各条带间的距离为50cm,将挖出的根茎以及与根茎相连的上一年的分蘖株一同捡拾,修剪后得到所述根茎段。
所述根茎型禾草的根茎段的获得方法具体如下:在根茎型禾草成片分布的草原(可为东北地区的草原,具体可为吉林地区的草原,更具体可为吉林西部的草原)上采集根茎型禾草的根茎段;所述采集按照相互平行的条带状进行,条带宽度为20cm,条带深度为15-20cm(即根茎冰草的根茎分布的深度),各条带间的距离为50cm,将挖出的根茎以及与根茎相连的上一年的分蘖株一同捡拾,修剪后得到所述根茎段。
所述步骤(2)中,进行移栽前,可向所述根茎冰草的根茎段和所述根茎型禾草的根茎段上喷洒土壤抗旱保水剂。
所述步骤(2)中,进行移栽前,可向所述沟中浇透水。
所述退化的草地为退化的盐碱化草甸(pH为7.1-8.5)、退化的草甸草原或退化的沙地。
本发明还保护根茎冰草在修复退化的草地中的应用。所述退化的草地为退化的盐碱化草甸(pH为7.1-8.5)、退化的草甸草原或退化的沙地。
本发明还保护根茎冰草和根茎型禾草在修复退化的草地中的应用。所述退化的草地为退化的盐碱化草甸(pH为7.1-8.5)、退化的草甸草原或退化的沙地。
以上任一所述退化的草地可为东北地区退化的草地,具体可为吉林地区退化的草地,更具体可为吉林西部退化的草地。以上任一所述退化的草地可为内蒙古地区退化的草地。
根茎冰草种子小而轻,千粒重仅为2-3g,种子内贮藏的营养物质较少,具有结实率低、产量低、萌发率低的“三低”现象。根茎冰草的地下根茎等多年生部位具有旺盛的营养繁殖的生物学特点,可通过根茎和分蘖节等多年生部位的快速扩展来增加种群的数量和扩大种群的空间,从而在尽可能短的时间里,在退化草地上快速的建植起多年生禾草的植被,以达到植被恢复、割制干草和收获种子的生态效应和经济效应的双重效果。本发明利用根茎冰草根茎的营养繁殖力和扩展能力,通过移栽根茎冰草的根茎段来恢复不同程度退化的草地,具有操作方法简单、效果快速明显、大面积推广容易、后续效果显著及可持续的特点,特别是恢复成本低廉,在对原有根茎冰草草地破坏极小且可自行恢复的前提下,快速建立起新的根茎冰草草地。同时,由于根茎冰草为多年生草本,具有可持续多年生长的特点,从而节省了大量的人力、物力和财力。同时,可对已建成的根茎冰草草地进行刈割和收获种子获得双重的经济效益。
本发明提供的方法可以在退化的盐碱草地、退化的沙质草地和典型草原区栗钙土退化草地等根茎冰草的分布区广泛推广使用。
本发明解决了退化草地短期内难以快速建植多年生植被的难题,能够显著增加退化草地或沙地的植被盖度,可以改善土壤理化性质,改善和保护退化草原区的生态环境,具有综合的经济、生态和社会效益。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验,均设置五次重复实验,结果取平均值。
根茎冰草:杨允菲,郑慧莹,李建东.放牧干扰对根茎冰草无性系种群年龄结构的影响.植物生态学报,2001,25(1):71-75.。
根茎型禾草(羊草):李海燕,杨允菲.松嫩平原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的年龄结构.生态学报,2004,24(10):2171-2177.。
实施例1、应用根茎冰草修复吉林省西部退化的盐碱草甸
一、适时整地
5月初(此时草地已返青),对吉林西部退化的盐碱化草甸(pH值在7.1-8.5之间)进行浅翻耙和平整土地,之后用自动犁犁出相互平行的浅沟,沟的深度为10cm,沟的宽度为15cm,沟距为40cm,为根茎段移栽做好准备。
二、根茎冰草的根茎段的采集
在吉林西部的根茎冰草成片分布的天然草原上采集根茎冰草的根茎段。采集时,按照相互平行的条带状进行采集,条带宽为20cm,条带深度为15-20cm(即根茎冰草的根茎分布的深度),各条带间的距离为50cm。将挖出的根茎以及与根茎相连的上一年的分蘖株一同捡拾后尽快放入塑料袋中并在遮荫处存放。平整好所挖区域以为其恢复提供有力条件。
三、根茎冰草的根茎段的处理
取步骤二得到的根茎,将相互交错生长的根茎剪成单根的根茎,将单根根茎进行修剪,得到长度为5-30厘米且具有至少一个分蘖节活动芽、至少一个根茎活动芽、至少一个分蘖节冬性苗或至少一个根茎冬性苗的根茎段。注意保护活动芽和冬性苗,以增加芽或苗的萌发数量。
将修剪得到的根茎段装入塑料袋中存放,由于吉林西部地区春期气候较干燥,需向袋中喷洒适量的水以防止根茎段萎蔫,喷水量以根茎段在1-2天内保持湿润为宜。
四、移栽
将步骤三得到的根茎段运至步骤一中已翻耙好的草地上进行移栽。移栽前,向已犁好的沟中浇透水,然后将整理好的根茎段直接放入已浇水的沟中,根茎段间的距离为5-10cm,及时覆土压实。
五、后期管理
移栽后,密切关注根茎段中芽的萌发和苗的生长情况。吉林西部春季少雨,如不下雨,应再次及时补水。在其定居生长的第一年,应及时进行人工除草,尤其是一年生杂草,以减少种间竞争,加快其生长和扩展速度。如当年雨季降雨充沛,部分分蘖株当年便可抽穗结实。在根茎冰草生长的第二年及其生长年限内,因其生长快速旺盛,且耐旱能力强,其竞争力高于一年生杂草,依其自然生长即可。根茎冰草在移栽后的第二年便可形成单优的群落,可采收种子以增加收益。移栽后第二年9月末,进行取样测定。取样时,将50cm×50cm的样方框沿两条移栽沟平行放置,挖出样方框内根茎冰草的地上地下部分,5次重复。经室内计数和测定,根茎冰草分蘖株密度为1691.2株/m2(生殖株约占42.3%),分蘖株生物量为414.34g/m2,根茎累积长度为4542.08cm/m2,根茎生物量为15.29g/m2。3-5年后该人工草地依然存在,根茎冰草还是优势种,且长势良好。
实施例2、应用根茎冰草修复吉林省西部退化的沙地
一、适时整地
5月初(此时草地已返青),在吉林西部退化的沙地上用自动犁犁出相互平行的浅沟,沟的深度为15cm,沟的宽度为15cm,沟距为50cm,为根茎段移栽做好准备。
二、根茎冰草的根茎段的采集
同实施例1的步骤二。
三、根茎冰草的根茎段的处理
同实施例1的步骤三。
四、移栽
同实施例1的步骤四。
五、后期管理
移栽后,密切关注根茎段上的芽的萌发和苗的生长情况。吉林西部春季少雨,如不下雨,应再次及时补水。在其定居生长的第一年,应及时进行人工除草,尤其是一年生杂草,以减少种间竞争,加快其生长和扩展速度。如当年雨季降雨充沛,部分分蘖株当年便可抽穗结实。在根茎冰草生长的第二年及其生长年限内,因其生长快速旺盛,且耐旱能力强,其竞争力高于一年生杂草,依其自然生长即可。根茎冰草在移栽后的第二年便可形成单优的群落,覆盖住裸露的沙地,可采收种子以增加收益。移栽后第二年9月末,进行取样测定,方法同实施例1的步骤五。根茎冰草分蘖株密度为2095.2株/m2(生殖株约占44.3%),分蘖株生物量为541.78g/m2,根茎累积长度为6073.04cm/m2,根茎生物量为22.64g/m2。3-5年后该人工草地依然存在,根茎冰草还是优势种,且长势良好。
实施例3、应用根茎冰草和根茎型禾草(羊草)修复吉林省西部退化的草甸草原
一、适时整地
5月初(此时草地已返青),在吉林西部退化的草甸草原上进行浅翻耙和平整土地,之后用自动犁犁出相互平行的浅沟,沟的深度为15cm,沟的宽度为15cm,沟距为40cm,为根茎段移栽做好准备。
二、根茎冰草的根茎段的采集
同实施例1的步骤二。
三、根茎冰草的根茎段的处理
同实施例1的步骤三。
四、根茎型禾草的根茎段的采集
在吉林西部的根茎型禾草成片分布的天然草原上采集根茎型禾草的根茎段。采集方法同与实施例1的步骤二中采集根茎冰草的根茎段的方法。
五、根茎型禾草的根茎段的处理
取步骤二得到的根茎,按照实施例1的步骤三中根茎冰草的根茎段的处理方法进行处理,得到根茎型禾草的根茎段。
六、移栽
其它同实施例1的步骤四,差异仅在于:将根茎冰草和根茎型禾草混合移栽,两者比例约为根茎冰草:根茎型禾草=5:1(根茎段的数量比),以增加恢复草地群落的多样性。
七、后期管理
同实施例1的步骤五。
移栽后第二年9月末,进行取样测定,方法同实施例1的步骤五。根茎冰草分蘖株密度为1959.2株/m2(生殖株约占45.6%),分蘖株生物量为63.57g/m2,根茎累积长度为7634.8cm/m2,根茎生物量为36.17g/m2。根茎型禾草分蘖株密度为272.8株/m2(生殖株约占7.8%),分蘖株生物量为170.10g/m2,根茎累积长度为5222.88cm/m2,根茎生物量为43.78g/m2。3-5年后该人工草地依然存在,根茎冰草和根茎型禾草还是优势种,且长势良好。
实施例4、应用根茎冰草修复吉林省西部退化的沙地
一、适时整地
同实施例2的步骤一。
二、根茎冰草的根茎段的采集
同实施例1的步骤二。
三、根茎冰草的根茎段的处理
同实施例1的步骤三。
四、移栽
将步骤三得到的根茎段运至步骤一中已翻耙好的草地上进行移栽,步骤如下:
(1)移栽前,向根茎段上喷洒土壤抗旱保水剂。
(2)移栽前,向已犁好的沟中浇透水,然后将完成步骤(1)的根茎段直接放入已浇水的沟中,根茎段间的距离为5-10cm,及时覆土压实。
土壤抗旱保水剂:哈尔滨东农旱作节水技术有限公司;登记证号:农肥(2010)临字4936号。
五、后期管理
移栽后,密切关注芽的萌发和苗的生长情况,因移栽时进行了浇水,同时又使用了土壤抗旱保水剂,不需再次补水。在根茎冰草生长第一年的雨季,需及时除掉一年生杂草,以减少种间竞争。如当年雨季降雨充沛,部分分蘖株当年便可抽穗结实。在根茎冰草生长的第二年及其生长年限内,因其耐旱能力强,生长快速旺盛,其竞争力高于一年生杂草,不再需要除杂草,依其自然生长即可。移栽后的第二年生长季末期,根茎冰草便可形成单优的群落,覆盖住裸露的沙地,并可采收种子来增加收益。移栽后第二年9月末,进行取样测定,方法同实施例1的步骤五。根茎冰草分蘖株密度为2228.8株/m2(生殖株约占50.0%),分蘖株生物量为576.76g/m2,根茎累积长度为6344.56cm/m2,根茎生物量为23.65g/m2。3-5年后该人工草地依然存在,根茎冰草还是优势种,且长势良好。

Claims (9)

1.一种修复退化的草地的方法,包括如下步骤:
(1)在草地返青的时期,在待修复土地上犁出深度为10-15cm的沟;所述待修复土地为退化的草地;
(2)将根茎冰草的根茎段移栽至步骤(1)得到的沟中并正常管理;
所述根茎段满足如下条件(a)、(b)和(c):(a)为单根的根茎;(b)长度为5-30厘米;(c)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述沟的宽度为10-15cm,沟距为40-50cm。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述移栽的方法为:将所述根茎段放入所述沟中,根茎段间的距离为5-10cm,覆土压实。
4.一种修复退化的草地的方法,包括如下步骤:
(1)在草地返青的时期,在待修复土地上犁出深度为10-15cm的沟;所述待修复土地为退化的草地;
(2)将根茎冰草的根茎段和根茎型禾草的根茎段移栽至步骤(1)得到的沟中并正常管理;
所述根茎冰草的根茎段满足如下条件(a)、(b)和(c):(a)为单根的根茎;(b)长度为5-30厘米;(c)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗;
所述根茎型禾草的根茎段满足如下条件(d)、(e)和(f):(d)为单根的根茎;(e)长度为5-30厘米;(f)具有至少一个分蘖节活动芽和/或至少一个根茎活动芽和/或至少一个分蘖节冬性苗和/或至少一个根茎冬性苗。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述根茎冰草的根茎段和所述根茎型禾草的根茎段的数量比为4-6:1。
6.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述沟的宽度为10-15cm,沟距为40-50cm。
7.如权利要求4或5或6所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述移栽的方法为:将所述根茎冰草的根茎段和所述根茎型禾草的根茎段放入所述沟中,根茎段间的距离为5-10cm,覆土压实。
8.根茎冰草在修复退化的草地中的应用。
9.根茎冰草和根茎型禾草在修复退化的草地中的应用。
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