CN107446583A - 一种黑粘土土壤改良剂基质材料及东部草原植被受损区的植生土改良方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑粘土土壤改良剂基质材料，用于东部草原植被受损区的植生土改良，其包括：复合生物有机肥，生物纤维材料，以及复合微生物菌剂。另一方面公开了一种东部草原植被受损区的植生土改良方法，上述任意一项所述黑粘土土壤改良剂基质材料与黑粘土按3～7:100的比例混合的比例混合,覆在需要修复的坡面上,覆土的厚度为8～10cm。本发明的有益效果：明显改善土壤理化性质,增加土壤活性,打破土壤板结，提高土壤透气性，提高植物出苗率,促进植被生长，增加植被覆盖度，恢复原生态等功能。
Description
技术领域
本发明涉及植被修复土壤改良，尤其涉及一种黑粘土土壤改良剂基质材料及东部草原植被受损区的植生土改良方法。
背景技术
本部分中的陈述仅仅提供了与本发明公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。
近年来，由于东部草原区大型煤电基地等露天矿的高强度持续开发活动造成的植被破坏和生态脆弱需要开展生态修复。但是由于东部草原区种植土壤缺乏，黑粘土的物理性状很差,遇水极粘,有风便干,失水后容易形成坷垃,坚硬如石。在雨季，由于黑粘土容重大,孔隙度及非毛管孔隙度低,湿服性强,心土渗水弱,土内排水不良,容易形成内涝黑黏土肥力很低，不具备植物生长所需的物理特性、肥力条件和生物活性，自然条件下，植物难以生长。
故急需采取有效措施进行植被修复土壤改良。然而要在这种土壤进行生态修复,不仅发苗困难,还影响植株的发育以及后期的生长。因此,探讨黑粘土的利用改良途径,必须要利用好黑黏土资源，将其由废弃物转变为优质的种植土，采取有效措施对黑黏土改良利用；对于东部草原植被受损区生态修复,具有重要的生产意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种黑粘土土壤改良剂基质材料及东部草原植被受损区的植生土改良方法。
本发明的技术解决方案是：一种黑粘土土壤改良剂基质材料，用于东部草原植被受损区的植生土改良，其包括：复合生物有机肥，生物纤维材料，以及复合微生物菌剂。
所述复合微生物菌剂包括菌种嗜麦芽窄食单胞菌、假单胞菌、以及放线菌, 添加量有效活菌数5亿/克；嗜麦芽窄食单胞菌、假单胞菌、以及放线菌添加比例为1:1:2。
其中复合生物有机肥96～97％，以及复合微生物菌剂3～4％。
一种东部草原植被受损区的植生土改良方法，上述任意一项所述黑粘土土壤改良剂基质材料与黑粘土按3～7:100的比例混合的比例混合,覆在需要修复的坡面上,覆土的厚度为8～10cm。
一种东部草原植被受损区的植生土改良方法，将上述黑粘土土壤改良剂基质材料与黑粘土、沙土按3～7:70:30的比例混合,覆在需要修复的坡面上,覆土的厚度为8～10cm。
本发明的有益效果：明显改善土壤理化性质,增加土壤活性,打破土壤板结，提高土壤透气性，提高植物出苗率,促进植被生长，增加植被覆盖度，恢复原生态等功能。
具体实施方式
1.基质材料的特点和主要功效
根据对黑粘土的营养成分分析结果，经多次实验，得到一份黑粘土土壤改良剂基质材料配方，复合生物有机肥，生物纤维材料，复合微生物菌剂。优选地，各营养含量添加百分比为：复复合生物基质材料96～97％，复合微生物菌剂 3～4％。将所述土壤改良剂与黑粘土按3～7:100的比例混合(或土壤改良剂与黑粘土、沙土按3～7:70:30)的比例混合混合,覆在需要修复的坡面上,根据现场地质地貌、土壤条件的差别以及恢复的要求不同,覆土的厚度为8～10cm。
根据本发明的实施例,本发明中的复合生物有机肥，能快速补充黑粘土中缺乏的有机质、速效氮、总氮、速效磷和速效钾的含量，有利于增加土壤肥力, 为作物生长提供营养成份。
根据本发明的实施例,本发明中土壤改良剂加入生物纤维材料和黑粘土加沙土处理方式，能改善土壤的团粒结构，阻断毛细通道，改良土壤团块化现象，固定土壤里的水分，保持土壤湿度，降低黑粘土粘板僵的特点，为微生物生长提供温床。
2.复合微生物菌剂的特点和主要功效
复合微生物菌剂包括以下3种菌种嗜麦芽窄食单胞菌、假单胞菌、放线菌, 添加量有效活菌数5亿/克，嗜麦芽窄食单胞菌、假单胞菌、放线菌添加比例为 1:1:2。
本发明构建了一种适应黑粘土的复合微生物菌剂，包括嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)、放线菌(Actinomycete)。这3种菌是由创面生态修复工程技术中心研究优选出的，能有效的适应黑粘土的理化性质并融入黑粘土本土菌群中发挥作用，同时具有解磷、解钾、固氮，产吲哚乙酸(IAA),含ACC脱氨酶能力，如表1。对恢复和增加黑粘土土壤肥力,长期改善植被营养和提高植被覆盖度起重要作用，多功能复合微生物菌剂是实现黑粘土土壤生态系统恢复的关键桥梁。
表1单菌株功能试验结果表
本发明优选地功能菌株：嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)、放线菌(Actinomycete)，经实验能有效增加两黑粘土中速效磷、速效钾、速效氮，实验结果如表2和表3。
由表2和表3可以看出，这三株菌分解黑粘土中难溶性磷分解为可溶性磷，其中放线菌解磷效果最好。三株菌能分解黑粘土中难溶性钾分解为可溶性钾，其中放线菌和假单胞菌解钾效果最好。三株菌能在黑粘土中固氮，其中嗜麦芽窄食单胞菌和假单胞菌固氮效果最好。这三株菌还具有产生长素的能力植到种皮或是植物根系时，会合成并分泌IAA(生长素)，新合成的IAA将会被植物体吸收形成内源生长素，从而刺激植物细胞的分裂与延长。这三株菌还具有ACC脱氨酶能力，可以提高植物抗逆性。
表2 3株菌改良黑粘土1实验结果表
表3 3株菌改良黑粘土2实验结果表
实施例1：
黑粘土营养成分分析
实施例取样地点位于内蒙古呼伦贝尔地区,矿区内及周边地区的生态环境破坏严重,大面积的黑粘土废弃边坡，需要开展生态修复。在2016年11月和 2017年4月多次次取样分析黑粘土样品营养成分。
检测得到黑粘土的营养成分：有机质含量3.7～11.1(g/kg)，总氮含量 0.6～1.8(g/kg)，速效氮含量0.17～0.21(g/kg)，总磷含量0.26～0.320(g/kg)，速效磷含量0.01～0.03(g/kg)，总钾含量6.8～24.5(g/kg)，速效钾0.1～0.2 含量(g/kg)，其土壤养分属于5～6级。土壤养分较缺乏，尤其有机质、速效氮、总氮、速效磷和速效钾偏低,限制了植被生长。
由此可见黑粘土改良主要应着重于土壤养份肥力和物理性质的改良，应该增加有机质含量,增施有机肥和复合肥，适当加沙加纤维素降低粘板僵，扩大黑粘土蓄水容积,防涝又防旱,促进植被生长，恢复生态环境。
实施例2
黑粘土种植实验及结果分析
按上述技术方案利用黑粘土开展种植实验。
实施例2的黑粘土土样根据本发明相关内容进行对照试验和分析。种植试验过程中,控制土壤基质添加量为单一变量,其他条件如施工条件、过程、养护管理、浇水次数等变量控制不变。
对照组填充黑粘土,实验组填充相等重量的黑粘土和不同比例土壤改良剂混合,混合后作为试验土壤基质。对照组与实验组均添加相同质量相同比例的植物种子,根据内蒙古当地的气候特点,植物种子选择紫花苜蓿、批碱草、紫穗槐、柠条，波斯菊五种比例混合。
在对照组和实验组坡面分别做6个盆,进行以下指标的监测一个月时的植物出苗率、微生物数量变化、施工前与施工后1个月土壤有机质、速效氮、总氮、速效磷和速效钾指标检测,将检测结果进行对比分析，结果见下表。
表4实施30天后出苗率对照表
表5实施21天微生物数量对照表
表6实施30天有机质含量对照表
表7实施30天后总氮含量对照表
表8实施30天后速效氮含量对照表
表9实施30天后速效磷含量对照表
表10实施30天后速效钾含量对照表
结论由上述结果对照分析可见,添加该发明土壤改良剂的土壤基质其各项指标明显高于对照组。
出苗率：可以看出黑粘土加入改良剂后对植物的发芽率有明显的提高效果添加土壤改良剂的，全部试验组出苗率明显高于对照组。
土壤有效养分：可以看出黑粘土加入改良剂并种植30天后土壤中有机质含量、速效磷含量有明显的提升效果，速效氮和速效钾含量还高于原黑粘土。全部试验组有机质、速效氮、速效磷和速效钾指标明显高于对照组。
生物量：黑粘土加入改良剂并种植30天后植被生物量和微生物数量有明显的提升效果，全部试验组植被数量和种类和微生物数量明显高于对照组。
综上,该发明用于东部草原区大型煤电基地生态修复的黑粘土改良剂的应用,能明显改善土壤理化性质,增加土壤活性,打破土壤板结，提高土壤透气性，提高植物出苗率,促进植被生长，增加植被覆盖度，恢复原生态等功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种黑粘土土壤改良剂基质材料，用于东部草原植被受损区的植生土改良，其特征在于包括：复合生物有机肥，生物纤维材料，以及复合微生物菌剂。
2.根据权利要求1所述的黑粘土土壤改良剂基质材料，其特征在于：所述复合微生物菌剂包括菌种嗜麦芽窄食单胞菌、假单胞菌、以及放线菌,添加量有效活菌数5亿/克；嗜麦芽窄食单胞菌、假单胞菌、以及放线菌添加比例为1:1:2。
3.根据权利要求1所述的黑粘土土壤改良剂基质材料，其特征在于：其中复合生物有机肥96～97％，以及复合微生物菌剂3～4％。
4.一种东部草原植被受损区的植生土改良方法，其特征在于，将权利要求1至权利要求3任意一项所述黑粘土土壤改良剂基质材料与黑粘土按3～7:100的比例混合的比例混合,覆在需要修复的坡面上,覆土的厚度为8～10cm。
5.一种东部草原植被受损区的植生土改良方法，其特征在于，将权利要求1至权利要求3任意一项所述黑粘土土壤改良剂基质材料与黑粘土、沙土按3～7:70:30的比例混合,覆在需要修复的坡面上,覆土的厚度为8～10cm。
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