CN106068741B - 一种石质山地客土扩蓄造林的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石质山地客土扩蓄造林的方法，首先挖造异形坑，然后在异形坑中进行客土置换并添加生物扩蓄增容剂，同时进行补灌水源准备，最后经苗木准备、苗木移栽、生根强化处理、覆盖保水系列措施完成石质山地的扩蓄造林生态工程。本发明能够改善石质山地原生碎屑岩团粒结构，增加土壤水库有效库容，扩大土壤蓄水能力，增强降水的有效性与苗木的抗旱性，有利于充分发挥土壤水库对天然降水的调蓄功能，提高石质山地困难立地造林的成活率与存活率，加快森林资源的培育，改善山区生态环境。

Description

一种石质山地客土扩蓄造林的方法

技术领域

本发明涉及困难立地抗旱造林技术领域，特别涉及一种在石质山地客土扩蓄造林的作业技术体系。

背景技术

目前，随着造林绿化工程建设的不断推进，困难立地造林已经成为林业生态工程建设的硬骨头。困难立地，从环境的角度讲，意思就是在一些艰难的条件下把当地的生态环境进行改善；从类型的角度讲，困难立地是指造林困难的立地类型，包括高陡荒坡、风沙侵蚀沙地、石漠化山地、滨海滩涂、干热河谷、干旱贫瘠石质山地、盐碱地、崩塌滑坡泥石流堆积、水岸涨落带、重污染土地、采矿迹地、尾矿堆积场、道路高陡边坡和弃渣场等类型，其植被稀少、侵蚀强烈。在我国北方困难立地一般是指干旱贫瘠石质山地、盐碱地、荒漠等自然条件差的土地或者地形复杂的地块。

石质山地造林困难关键在于造林苗木成活与存活困难，其难点包括种苗匮乏、地理位置偏僻、降水稀少、空气干燥、大气干旱、土壤干旱、土壤水分有效性（土壤持水能力）低、苗木蒸散强烈、苗木根系再生困难等。

我国北方困难立地多处于干旱和半干旱地区，本地区植被稀少、土壤瘠薄，水成为限制植物分布的主要环境因子，一般干旱地区年降雨量少于250mm，半干旱地区年降雨量为250-500mm。

水是生命之源，是苗木移植成活、种子直播出苗的第一要素，降水稀少固然成为石质山地立地条件严酷的重要方面，其他环境因子则严重降低了雨水的有效性，导致石质山地立地条件更加严酷。其中，石质山地土壤贫瘠，粒径组成和孔隙结构不良，土壤水肥持蓄能力低下，有效水分含量常处于亏缺水平。其次，石质山地植被稀少，晴天裸露地表温度高，土壤水分散失强烈。石质山地所在地区往往气候干旱、空气干燥，缺少植被的地面风力较强，进一步加速了土壤水分的散失。空气干燥、地表温度高、风力大直接消弱了林木幼苗的存活能力，造成幼苗严重失水，灼伤苗木茎叶。另外，高耗水的次生荆条灌丛，与林木幼苗争水严重，减少了苗木可利用水资源量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石质山地客土扩蓄造林的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种石质山地客土扩蓄造林的方法，首先挖造异形坑，然后在异形坑中进行客土置换并添加生物扩蓄增容剂，同时进行补灌水源准备，最后经苗木准备、苗木移栽、生根强化处理、覆盖保水系列措施完成石质山地的扩蓄造林生态工程。

作为本发明的一种优选技术方案，所述挖异形坑为在石质山地的坡地上沿等高线自上而下挖半月型坑，此半月型坑上部为0.5-2米长的直线，半月型坑两侧及下部呈半圆形，半圆形部分的半径不小于半月型坑上部直线的60％，且此半圆形部分内部外高内低，最低处净深不小于半月型坑上部直线的40％。

作为本发明的一种优选技术方案，所述客土采用能够减少苗木土坨与异形坑风化岩土介质间差异、降低土-砂界面对水分运移影响、增加异形坑内岩土容水持水能力的外来人工土壤或沙壤土或壤土。

作为本发明的一种优选技术方案，所述客土置换采取部分置换模式，操作时保留异形坑周边枯枝落叶、山地表层土壤及下层扰动风化岩土，将这部分保留下的原生碎屑岩土壤与客土按重量比（5-10）:3充分混合后人工导入异形坑内；同时控制客土处于异形坑的底部与侧部，异形坑中心部位为客土与原生土壤的混合物，异形坑的表层不置换客土，保持原生碎屑岩土壤。

作为本发明的一种优选技术方案，所述原生碎屑岩土壤与客土按重量比7:3充分混合后人工导入异形坑内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述生物扩蓄增容剂按如下方法配制：采用食用菌废料、煤矸石、活性碳为主料，经过粉碎后加入辅料尿素、磷酸二氨、钙镁磷肥、硫酸锌及硼砂，再与EM菌混合进行腐熟发酵，干燥即得。

作为本发明的一种优选技术方案，所述生物扩蓄增容剂的配方按重量份数计包括：食用菌废料30、煤矸石55、活性炭7、EM菌固体菌剂1.5、尿素1、磷酸二氨2、钙镁磷肥3、硫酸锌0.3、硼砂0.2。

作为本发明的一种优选技术方案，所述补灌水源准备为根据造林地块位置远近、面积大小及水源实际情况，修建永久或临时蓄水池并配备水泵和管线，满足造林地浇灌用水；对于附近无水源的项目区，设置长距离管道或配备水罐水车类水利设施，同时结合集雨设施建设，充分利用雨水节灌补灌。

作为本发明的一种优选技术方案，所述苗木移栽作业包括带土坨运输、苗木定植与苗木剪枝；所述带土坨运输为起苗时保持土坨直径在苗木根茎的8-10倍，将土坨外侧根剪断，并用草绳包扎结实；在装卸车及运输过程中，保持轻拿轻放；所述苗木定植为根据苗木土坨大小，在经客土置换并添加生物扩蓄增容剂的异形坑内挖植树穴，先将土坨周围的线绳、编织袋包裹物去除，然后将带有土坨的苗木放入到所挖的植树穴中，分层回填压实并保持土坨上方至少有10cm的土层，定值后立即浇水；所述苗木剪枝为在定杆以上分枝40cm处剪枝，即保留40cm的分枝，以调整树行、均衡树势、减少蒸腾，降低风速对苗木摇晃所带来的不利影响，提高移栽苗木的成活率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述生根强化处理为分两次利用生根粉剂对定植苗木进行灌根处理，第一次灌根后隔1周再灌第二次；作业时控制每次灌根均在灌溉后的第二天进行，并采取打孔根灌的方式进行，以大幅提高生根粉的利用效率。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的方法能够改善石质山地原生碎屑岩团粒结构，增加土壤水库有效库容，扩大土壤蓄水能力，增强降水的有效性与苗木的抗旱性，有利于充分发挥土壤水库对天然降水的调蓄功能，提高石质山地困难立地造林的成活率与存活率，加快森林资源的培育，改善山区生态环境，实现区域的绿化与美化；同时，本发明所用物料价格便宜且施工成本低廉，使大规模应用成为可能，真正能够广泛应用于我国北方土石山区绿山富民生态环境建设中。

本发明的异形坑具有重要作用，此异形坑是在石质山地的坡地上沿等高线自上而下挖半月型坑，半月型坑两侧及下部呈半圆形，半圆形部分的半径不小于半月型坑上部直线的60％，其内部外高内低且最低处净深不小于半月型坑上部直线的40％，这样的设置能够有效固定苗木，收集雨水，增强苗木根层岩土的持水能力和增强苗木根系向岩体裂隙伸展的能力。

本发明利用外地土壤对原生岩土进行部分置换，客土处于异形坑的底部与侧部，异形坑中心部位为客土与原生土壤的混合物，异形坑的表层不置换客土而保持原生碎屑岩土壤；操作时保留异形坑周边枯枝落叶、山地表层土壤及下层扰动风化岩土，将这部分保留下的原生碎屑岩土壤与客土按重量比7:3充分混合后人工导入异形坑内；本发明的客土置换方法能够有效的减少苗木土坨与异形坑风化岩土介质间的差异，降低土—砂界面对水分运移的影响，增加异形坑内岩土的容水能力、持水能力，同时减少下渗到异形坑周边及下部的水分。

本发明的生物扩蓄增容剂具有改善土壤的团粒结构的特效，能够显著增加土壤水库的有效库容和扩大土壤的蓄水能力，具有十分优越的实用性能和突出的技术进步性；其采用食用菌废料、煤矸石、活性碳为主料，经过粉碎后加入辅料尿素、磷酸二氨、钙镁磷肥、硫酸锌及硼砂，再与EM菌混合进行腐熟发酵制备，事实上，其不仅适用于本发明，还可以广泛推广到农林种植的诸多领域，具有很高的技术和经济价值。

附图说明

图1是本发明异形坑的布置结构示意图。

图2是客土的组成结构示意图。

具体实施方式

以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。

实施例1、石质山地客土扩蓄造林的系统化方法。

本发明的系统化方法包括如下步骤：

A、首先挖造异形坑，在石质山地的坡地上沿等高线自上而下挖半月型坑，此半月型坑上部为1米长的直线，半月型坑两侧及下部呈半圆形，半圆形部分的半径为半月型坑上部直线的60％，且此半圆形部分内部外高内低，最低处净深不小于半月型坑上部直线的40％；相关结构参见附图1；

B、然后在异形坑中进行客土置换，客土采用能够减少苗木土坨与异形坑风化岩土介质间差异、降低土-砂界面对水分运移影响、增加异形坑内岩土容水持水能力的外来人工土壤或沙壤土或壤土；操作时采取部分置换模式，保留异形坑周边枯枝落叶、山地表层土壤及下层扰动风化岩土，将这部分保留下的原生碎屑岩土壤与客土按重量比7:3充分混合后人工导入异形坑内，同时控制客土处于异形坑的底部与侧部，异形坑中心部位为客土与原生土壤的混合物，异形坑的表层不置换客土，保持原生碎屑岩土壤；相关结构示意参见附图2；

C、然后在异形坑中添加生物扩蓄增容剂，此生物扩蓄增容剂按如下方法配制：采用食用菌废料、煤矸石、活性碳为主料，经过粉碎后加入辅料尿素、磷酸二氨、钙镁磷肥、硫酸锌及硼砂，再与EM菌混合进行腐熟发酵，干燥即得；其中生物扩蓄增容剂的最优配比（按重量份数计）为：食用菌废料30、煤矸石55、活性炭7、酵素菌（EM菌）1.5、尿素1、磷酸二氨2、钙镁磷肥3、硫酸锌0.3、硼砂0.2；

D、然后进行补灌水源准备，根据造林地块位置远近、面积大小及水源实际情况，修建永久或临时蓄水池并配备水泵和管线，满足造林地浇灌用水；对于附近无水源的项目区，设置长距离管道或配备水罐水车类水利设施，同时结合集雨设施建设，充分利用雨水节灌补灌；

E、然后进行苗木准备，坚持乡土树种与引进驯化树种相结合、乔灌相结合、绿化与美化相结合的原则，防止树种单一化同时保持和增强生态系统的稳定性，提高绿化档次与景观功能；

F、然后进行苗木移栽作业，包括带土坨运输、苗木定植与苗木剪枝；其中带土坨运输为起苗时保持土坨直径在苗木根茎的8-10倍，将土坨外侧根剪断，并用草绳包扎结实；在装卸车及运输过程中，保持轻拿轻放；苗木定植为根据苗木土坨大小，在经客土置换并添加生物扩蓄增容剂的异形坑内挖植树穴，先将土坨周围的线绳、编织袋包裹物去除，然后将带有土坨的苗木放入到所挖的植树穴中，分层回填压实并保持土坨上方至少有10cm的土层，定值后立即浇水；苗木剪枝为在定杆以上分枝40cm处剪枝，即保留40cm的分枝，以调整树行、均衡树势、减少蒸腾，降低风速对苗木摇晃所带来的不利影响，提高移栽苗木的成活率；

G、最后进行生根强化处理、覆盖保水系列措施完成石质山地的扩蓄造林生态工程，其中生根强化处理为分两次利用生根粉剂对定植苗木进行灌根处理，第一次灌根后隔1周再灌第二次；作业时控制每次灌根均在灌溉后的第二天进行，并采取打孔根灌的方式进行，这样可以减少上层土壤对药液的吸收，直接到达需要刺激发根的部位。

实施例2、异形坑优化实施方案（参见附图1）。

第一、异形坑间距：有条件的地方，基本上是4×4m，呈品字形分布；无条件的地方，可以根据石质山地实际情况加大其间距；

第二、异形坑的结构与尺寸：异形坑的上部呈直线，长1米；两侧及下部呈半圆状，半径长0.8米，深50cm左右；

第三、异形坑的制作过程：a—将异形坑土壤层移至其上部，并暂时储存起来；b—将异形坑下部岩石层挖至埋深50cm处，并将岩土放置于其下边缘，作为异形坑的挡水边界；c—将暂时储存在异形坑上部的土壤，及其上部本身的土壤，再次回填至异形坑内，同时添加、混合一定量的有机肥（鸡粪、营养有机土等）；

本发明的异形坑能够固定苗木收集雨水，增强苗木根层岩土的持水能力，增强苗木根系向岩体裂隙伸展的能力。

实施例3、客土比例优化研究。

从提高岩土持水能力的角度讲，客土置换回填越多越好，但是还要注意岩土入渗能力的变化，另外，从实际施工的角度讲，客土置换回填越少越好，这就形成了一对矛盾；解决这对矛盾的目标就是，在尽量少的置换回填客土、不过分降低岩土的入渗能力的情况下，尽可能多的提高岩土的持水能力；以田间持水量与渗透系数为主要指标，对外地土壤置换原生碎屑岩的持水能力进行了比对研究，并确定了外地土壤与原生碎屑岩（壤土）的最佳比例。

具体实验方案为，首先准备原生碎屑岩与外地土壤（壤土）若干；其次，按照重量比，对碎屑岩与外地土壤（壤土）进行不同比例的混合；再次，分别装入测试环刀中，在保持不同处理重量相等的条件下，分别测定其饱和含水量、田间持水量及导水率等指标。

实验结果表明（表1），原生碎屑岩与外地土壤（壤土）的比例为7:3时，综合效果较好。

表1 不同比例条件下岩土水理特性测定结果

实施例4、客土结构优化研究（参见附图2）。

在石质山地上开挖异形坑，其边界是开放的，存在大小不等的各种透水风化裂隙，为了在提高岩土持水能力的同时，不会过分降低岩土的入渗能力，同时考虑到防止深层渗透与侧渗现象的发生，异形坑内的原生碎屑不能全部置换为外地土壤，外地土壤主要处于异形坑的底部与侧部，异形坑中心部位为外地土壤与原生碎屑岩的混合物，异形坑的表层不置换外地土壤，保持原生碎屑岩。

实施例5、生物扩蓄增容剂的添加比例研究。

原生碎屑岩与外地土壤（壤土）按照比例（7:3）充分混合后，再按照5%的重量比添加生物扩蓄增容剂，以进一步改善岩土的团粒结构，增加土壤水库的有效库容，扩大岩土的蓄水能力。经过研究对比，最终确定了生物扩蓄增容剂的最优配比（按重量份数计）：食用菌废料30、煤矸石55、活性炭7、酵素菌（EM菌）1.5、尿素1、磷酸二氨2、钙镁磷肥3、硫酸锌0.3、硼砂0.2。

本发明的方法能够改善石质山地原生碎屑岩团粒结构，增加土壤水库有效库容，扩大土壤蓄水能力，增强降水的有效性与苗木的抗旱性，有利于充分发挥土壤水库对天然降水的调蓄功能，提高石质山地困难立地造林的成活率与存活率，加快森林资源的培育，改善山区生态环境，实现区域的绿化与美化；同时，本发明所用物料价格便宜且施工成本低廉，使大规模应用成为可能，真正能够广泛应用于我国北方土石山区绿山富民生态环境建设中。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (7)

1.一种石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：首先挖造异形坑，然后在异形坑中进行客土置换并添加生物扩蓄增容剂，同时进行补灌水源准备，最后经苗木准备、苗木移栽、生根强化处理、覆盖保水系列措施完成石质山地的扩蓄造林生态工程；

所述挖异形坑为在石质山地的坡地上沿等高线自上而下挖半月型坑，此半月型坑上部为0.5-2米长的直线，半月型坑两侧及下部呈半圆形，半圆形部分的半径不小于半月型坑上部直线的60％，且此半圆形部分内部外高内低，最低处净深不小于半月型坑上部直线的40％；

所述客土置换采取部分置换模式，操作时保留异形坑周边枯枝落叶、山地表层土壤及下层扰动风化岩土，将这部分保留下的原生碎屑岩土壤与客土按重量比（5-10）:3充分混合后人工导入异形坑内；同时控制客土处于异形坑的底部与侧部，异形坑中心部位为客土与原生土壤的混合物，异形坑的表层不置换客土，保持原生碎屑岩土壤；

所述生物扩蓄增容剂按如下方法配制：采用食用菌废料、煤矸石、活性碳为主料，经过粉碎后加入辅料尿素、磷酸二氨、钙镁磷肥、硫酸锌及硼砂，再与EM菌混合进行腐熟发酵，干燥即得。

2.根据权利要求1所述的石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：所述客土采用能够减少苗木土坨与异形坑风化岩土介质间差异、降低土-砂界面对水分运移影响、增加异形坑内岩土容水持水能力的外来人工土壤或沙壤土或壤土。

3.根据权利要求1所述的石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：所述原生碎屑岩土壤与客土按重量比7:3充分混合后人工导入异形坑内。

4.根据权利要求1所述的石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：所述生物扩蓄增容剂的配方按重量份数计包括：食用菌废料30、煤矸石55、活性炭7、EM菌固体菌剂1.5、尿素1、磷酸二氨2、钙镁磷肥3、硫酸锌0.3、硼砂0.2。

5.根据权利要求1所述的石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：所述补灌水源准备为根据造林地块位置远近、面积大小及水源实际情况，修建永久或临时蓄水池并配备水泵和管线，满足造林地浇灌用水；对于附近无水源的项目区，设置长距离管道或配备水罐水车类水利设施，同时结合集雨设施建设，充分利用雨水节灌补灌。

6.根据权利要求1所述的石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：所述苗木移栽作业包括带土坨运输、苗木定植与苗木剪枝；所述带土坨运输为起苗时保持土坨直径在苗木根茎的8-10倍，将土坨外侧根剪断，并用草绳包扎结实；在装卸车及运输过程中，保持轻拿轻放；所述苗木定植为根据苗木土坨大小，在经客土置换并添加生物扩蓄增容剂的异形坑内挖植树穴，先将土坨周围的线绳、编织袋包裹物去除，然后将带有土坨的苗木放入到所挖的植树穴中，分层回填压实并保持土坨上方至少有10cm的土层，定值后立即浇水；所述苗木剪枝为在定杆以上分枝40cm处剪枝，即保留40cm的分枝，以调整树行、均衡树势、减少蒸腾，降低风速对苗木摇晃所带来的不利影响，提高移栽苗木的成活率。

7.根据权利要求1所述的石质山地客土扩蓄造林的方法，其特征在于：所述生根强化处理为分两次利用生根粉剂对定植苗木进行灌根处理，第一次灌根后隔1周再灌第二次；作业时控制每次灌根均在灌溉后的第二天进行，并采取打孔根灌的方式进行，以大幅提高生根粉的利用效率。