CN108934251B - 祁连山高寒草甸草原改良为刈割草场的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高寒草甸草原改良为刈割草场的方法，针对干旱缺水问题，所述方法提供了通过引导(季节性融雪)洪水，并进行洪水净化，将净化后的水用于高寒草甸草原的供水；针对土壤养分不足，通过施加土壤改良剂进行调节，所述土壤改良剂包括沼液、腐殖类物质、微生物菌液、矿石粉末、植物有机料、铵盐、钾盐、含藻载体，集改良以及生态养护为一体，可以实现对植物的短期催肥、长期供养，并且通过特定的配伍促使草籽快速发芽生根，在尽可能短的时间内实现修复效果。

Description

祁连山高寒草甸草原改良为刈割草场的方法

技术领域

本发明涉及草原治理领域，特别涉及祁连山高寒草甸草原改良为刈割草场的方法。

背景技术

我国有各类天然草地4×10⁸hm²，占国土面积的41.7％，是世界上草地资源最多的国家之一。祁连山脉广泛分布着高寒草甸与高寒沼泽草地等天然植被类型，其中高寒草甸是祁连山脉主要的天然草地，也是主要的放牧草场。在全球气候变化的大背景下，以及人为因素的强烈驱动下，高寒草甸生态系统结构逐渐趋于简单化、功能脆弱化。高寒草甸草地退化的因素多种多样，包括自然因素(如干旱、风蚀、虫鼠害等)和人为因素(如过度放牧、重度刈割、滥垦、挖掘等)。近些年来，由于人为和自然因素的双重作用，祁连山脉部分地区草地出现了严重退化，部分地区甚至已经出现了沙化和荒漠化的趋势。高寒草甸草地退化日益严重，直接威胁着祁连山脉草地畜牧业的持续、稳定、协调发展和区域性经济可持续发展。为维护畜牧业的健康发展，有必要探寻高寒草甸草原改良为刈割草场的建设方案，对高寒草甸草原进行恢复治理。

基于高寒草甸草原向刈割草场的转化，需要明确退化草原的土壤状况及主要的限制因子。研究表明，随着高寒草地退化程度加剧，毒杂草大量出现，优质牧草显著减少。土壤环境特征也会随着地上植被的变化而改变，进而引起土壤微生物数量的变化。随着草地的退化程度加大，其中土壤有机质、速效磷和速效钾的含量以及土壤坚实度、湿度都在减小，土壤养分在极度退化条件下不能满足植物正常生长发育所需。而人工施肥就成为一种常用的草地改良措施，然而，过度施肥会导致土壤板结，对牧草生长短期有效，长期过量使用反而不利。

同时，在草地退化地区，水分是植物生长最主要的限制性因子之一，尤其是干旱年份的牧草生长所需的土壤有效水分更加缺乏。在祁连山脉高寒草甸草原，植物生长主要是基于雨养或灌溉条件的。基于雨养的条件，存在降雨不足，植物生长缓慢，供牧用量不足的缺陷；而基于灌溉条件，使得改良为刈割草场的成本较高(如高频次水输送所需设备成本、耗水成本、所需人力成本)，因此不适合在草原区大面积推广。

基于上述状况，亟需开发一种全面考虑高寒草甸草原现状、减少或缓解植物生长限制性因素、成本低且效果显著的改善方法，以使得祁连山高寒草甸草原改良为刈割草场，维护祁连山脉草地畜牧业的持续健康发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，针对干旱缺水问题，通过引导(季节性融雪)洪水，并进行洪水净化，将净化后的水用于高寒草甸草原的供水；针对土壤养分不足，通过施加土壤改良剂进行调节，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下技术方案：

(1)一种高寒草甸草原改良为刈割草场的方法，所述方法包括将水源聚集利用。

(2)根据上述(1)所述的方法，所述高寒草甸草原优选为祁连山高寒草甸草原，所述水源可以是河流水源、雨水汇集的水源，尤其是洪水。

(3)根据上述(1)所述的方法，所述方法包括按以下步骤将洪水聚集利用：

步骤1)，洪水汇集：在融雪洪水的出山口处构筑导流渠，将洪水引向草原干旱区方向；

步骤2)，洪水分流：在草原干旱区构筑疏流渠对导流渠进行分枝，使洪水在干旱地区分流；

步骤3)，洪水拦截和净化：在疏流渠前方构筑防护坝，通过施加前行阻力使洪水下渗，并以侧渗方式向下游蔓延，在渗透过程中实现洪水净化；

步骤4)，洪水蓄积：在洪水下游方向开设多处截面断层并形成沟渠，汇集侧渗析出的水，将水引入蓄积池，用于高寒草甸草原灌溉用水。

(4)根据上述(1)至(3)之一所述的高寒草甸草原改良为刈割草场的方法，还包括对高寒草甸草原施以种植禾本科植物的土壤改良剂，所述土壤改良剂包括以下重量配比的组分：

根据本发明提供的祁连山高寒草甸草原改良为刈割草场的方法，具有以下有益效果：

(1)构筑导流渠、疏流渠、防护坝和集水用沟渠将洪水收集、净化后收集利用，将自然灾害转化为可利用的自然资源，变废为宝，净化后的水资源可缓解草原干旱情况，沉积在疏流渠中的泥沙可用于干旱草原地区土壤增肥；

(2)本发明中提供的洪水收集利用方法为存在多洪水或季节性洪水且缺水地区提供了缓解干旱的新思路，为进行生态恢复提供了一条新的途径；

(3)本发明提供的土壤改良剂中采用沼液作为混合基质，并加入腐殖类物质，利于微生物快速生长代谢，且改善了种子表面微环境，促使种子发芽和种子内部的物质和能量的转化，从而使种子表现出提前发芽以及发芽率和发芽势的提高；

(4)本发明提供的土壤改良剂中开创性地加入了包膜草籽，旨在提供一种非常利于包膜草籽发芽的环境下，通过促进草籽发芽、生长实现长期的改良效果；

(5)本发明提供的土壤改良剂中含藻载体的加入可与微生物以及草籽共同作用，形成生态养护区域，可逐渐实现沙质或干旱环境的修复和改良；

(6)本发明提供的土壤改良剂中矿石粉末的使用，利用其吸附和支撑性能，可缓解土壤中水分和养分的流失，利于微生物代谢过程和植物生长过程中所需营养物质的传输；

(7)本发明使用的土壤改良剂配伍关系考究，集改良以及生态养护为一体，可以实现对植物的短期催肥、长期供养，并且通过特定的配伍促使草籽快速发芽生根，在尽可能短的时间内实现修复效果。

附图说明

图1示出本发明中用于洪水汇集-分流-拦截的导流渠、疏流渠和防护坝对应位置示意图；

图2示出本发明中洪水净化示意图。

附图标号说明：

100-导流渠；

110-弧形导流渠；

120-丁字坝；

200-疏流渠；

300-防护坝；

400-沟渠。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

我国祁连山脉高寒草甸草原存在不同程度的退化现象，退化的高寒草甸草原土壤水分和养分缺失，为实现植被再生，供给水分和养分必不可少。同时发现，祁连山脉的融冰化雪提供的丰沛的水量，是当地发展农业的重要水源；然而，部分地区融雪引发极大的季节性洪水，威胁人身安全，使田地减产，最终导致有村庄消失。季节性洪水通常流经干旱地区，流量大，由于得不到合理利用，形成旱涝交替局面，干旱地区植物覆盖面积无法维持或增加。因而，在对退化草原进行修复时，有必要对稀少的洪水资源进行合理利用，解决土壤存在的缺水问题。

本发明的目的是提供一种高寒草甸草原改良为刈割草场的方法，所述方法包括将水源聚集利用。

所述高寒草甸草原优选为祁连山高寒草甸草原，所述水源可以是河流水源、雨水汇集的水源，尤其是洪水。

如图1和图2所示，当所述水源为洪水时，所述方法按以下步骤将洪水聚集利用：

步骤1)，洪水汇集：在融雪洪水的出山口处构筑导流渠100，将洪水引向草原干旱区域方向；

步骤2)，洪水分流：在草原干旱区域构筑疏流渠200对导流渠100分枝，使洪水在干旱区域分流；

步骤3)，洪水拦截和净化：在疏流渠200下游构筑防护坝300，通过施加前行阻力使洪水下渗，并以侧渗方式向下游蔓延，在渗透过程中实现洪水净化；

步骤4)，洪水蓄积：在洪水下游方向开设多处截面断层并形成沟渠400，汇集侧渗析出的水，将水引入蓄积池，用于高寒草甸草原灌溉用水。

本发明步骤1)中，由于融雪洪水在出山口处水势迅猛，直接构筑堤坝进行引导改道，会导致堤坝受到的洪水冲击力较强，造成冲垮堤坝。因而，在勘探洪水大致流经路线的基础上，在融雪洪水的出山口构筑一侧或两侧堤岸为中部外扩的弧形导流渠110，在出山口处减缓洪水流速，降低对导流渠的冲击。在弧形导流渠110后可延伸有直线型或曲线型导流渠，将洪水引向草原干旱区方向。

洪水在流经过程中会携带泥沙，为减少泥沙在导流渠中的沉积，优选将导流渠底部开设成斜坡状，上游地势高，下游地势低，斜坡坡度为i＝0.004～0.006，减缓泥沙沉积，使泥沙进入干旱区，用于再生植被生长基质。

进一步的，在导流渠100中构筑丁字坝120，所述丁字坝120的横截面为钝三角形，坝尾与导流渠100的堤岸相接，坝头为钝角状，伸向洪水中。丁字坝120构筑于弧形导流110渠中部之后，且迎水侧坝体与水流方向的夹角为150°～165°，靠后位置、钝三角形设计的丁字坝，受到洪水冲击后，通过产生回旋湍流带起底部泥沙，减少沉积。

构筑丁字坝的固体基材为石料，以金属石笼装填石料来构筑丁字坝。若固体基材以无规则堆积构筑丁字坝，则下部水体流速受抑情况突出，丁字坝受冲击力大、可承受洪水冲击的时期短，综合考虑洪水冲击力和对抑制泥沙沉降效果，石料采取级配方式填装到石笼中，使用于构筑坝底的石笼内填装大粒径石料，用于构筑坝顶的石笼内填装小粒径石料。同时发现，位于洪水底部的质粗大的泥沙，可穿过大粒径石料之间的空隙，继续向前流动，不产生堆积。

本发明步骤2)中，在导流渠100末端开设多条疏流渠200，进一步起到削峰的作用。多条疏流渠分流，将几乎全部的洪水多级分流到草原干旱地区中，降低了洪水位，减缓了流速，化解了洪灾。

多条疏流渠200的延伸方向一致，且最外两侧的疏流渠200前端超过导流渠100末端或与导流渠100末端相齐，防止洪水外溢；而中间的疏流渠200与导流渠100末端存在设定距离，不与导流渠100末端相接，使导流渠100中洪水分散进入多条疏流渠200中。

疏流渠为洪水的主要容纳场所，其数目不限于十条以内且长度通常较长，在下游防护坝阻挡洪水流动后，洪水下渗，但受下渗速度限制，疏流渠的构筑需满足洪水不外溢，不无引导性蔓延。

本发明步骤3)中，防护坝300的长度大于疏流渠200的横向总跨度，高度高于洪水水位，阻挡洪水前行。坝体纵断面为下宽上窄的阶梯形结构或梯形结构，坝体迎水面斜边延伸至坝底，有效减缓水浪和水流对坝体的冲击。坝体迎水面斜边的倾斜角度为30°～75°，优选为45°～65°。

防护坝以石块或砂石构筑，侧面均铺设生态混凝土，坝体上部设置凹槽，凹槽中撒放种植土或洪水中泥沙，移栽多年生灌木或乔木幼苗，或者连根带土移植附近土著种的多年生植物。

洪水受阻后下渗，经过渗透形成了储存大量地下水的地下水库，通过土地将水吸住，既化解了洪灾，又有效防止了水分蒸发。表土下通常为砂石、土壤、砾石等混合物组成的砂土层，在下渗过程中，受砂土层过滤或吸附，洪水中杂质与水分离，使得洪水得到净化。洪水继续下渗过程中，受到阻力愈大，通过侧渗向下游渗透，进一步净化洪水，实现清洪分流。

洪水下渗后，泥沙沉积在疏流渠中，由于疏流渠位于干旱区域，可将泥沙清出疏流渠后，就近分散施加于干旱土地，为干旱沙化土壤增肥，便于后续植物种植。

本发明步骤4)中，在洪水下游方向开设多处截面断层并形成沟渠400，所述沟渠400深度可达到或超过表土层下的砂土层，侧渗流动的水由截面断层处流出，汇集得到可再利用的清水。

本发明中洪水再利用的方法结合祁连山脉(或其他存在季节性洪水山脉)形成季节性洪水的特点，将洪水资源化，通过引导、阻拦、渗透净化措施，得到纯净水源，可有效缓解草原干旱情况，为高寒草甸草原改良为刈割草场提供条件。

本发明中，退化高寒草甸草原还存在土壤养分不足问题。为解决这一问题，本发明人经过大量研究，提供了一种有效改善土壤养分缺失、且促进禾本科牧草生长的土壤改良剂。

所述土壤改良剂包括以下重量配比的组分：

本发明提供的土壤改良剂中，选择了具有特定配伍关系的各种改良组份。这些组份按照既定的配伍关系配比后即可形成非常利于植物生长的环境。

其中，所述有机料液为沼液。沼液含有丰富的营养元素、氨基酸、腐植酸、生长素、水解酶、维生素等生物活性物质，具有生物肥料和生物农药的双重特性。将沼液作为有机肥施用，不仅能够提高植物生长质量、改善土壤品质，而且还可以减少化肥和农药的施用，提高资源利用效率，且沼液获得方式便利，成本低，可大面积施用。在土壤改良剂中，沼液还起到混合多种固体物料的作用，不需额外加水，即可将得到物料均匀混合的土壤改良剂。

腐殖类物质包括腐叶土和腐殖质，腐叶土中含有腐殖质和适宜腐殖质活性的基质土，且价廉易得，其中，基于500重量份的有机料液，腐殖质30-60重量份、腐叶土40-70重量份，腐殖类物质总量不少于90重量份。腐殖类物质经发酵或其它处理可得到腐殖酸、黄腐酸、褐腐酸和胡敏素，这些物质对植物生长有益，可以显著促使土壤颗粒的聚合，提高土壤颗粒的吸附能力，阻止地表水的径流和土壤侵蚀，形成更多的孔隙，进而改善土壤的通透性；同时，还可调节土壤pH值，抓取锌、钙等中微量元素，不会因为土壤偏酸或偏碱而降低了被植物吸收的有效性，也即减少了淋溶流失，提高了肥效；更重要的是，产生的腐殖酸还具有生物催化剂的功能，可以促进植物体内多种新陈代谢反应，进而促进植物合成更多的叶绿素、糖、氨基酸等等，植物生长更健康；腐殖酸还可作为植物根系生长的刺激素，促进植物根系生长。在本发明土壤改良剂中，沼液、腐殖质和腐叶土共同存在，相当于多种微生物的培养基，成分非常利于微生物快速生长代谢，且改善了种子表面微环境，促使种子发芽和种子内部的物质和能量的转化，从而使种子表现出提前发芽以及发芽率和发芽势的提高。

微生物菌液为将放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌中的一种或多种培养发酵后的菌液，优选为多种菌混合使用，每克微生物菌液中微生物数量为1*10⁶～10⁹。

微生物菌液与有机生物肥料以及腐植类物质作用后，会产生一系列代谢产物，通过对空间和营养的竞争及产生多种抑菌抗虫类物质，起到防病抗虫的目的。另外，还可刺激作物生长发育，提高作物抗逆性，促进种子发芽、根系生长发育。

矿石粉末包括砾石粉、沸石粉、方解石粉、火山石粉、蛭石粉等任意一种或多种，优选为多种矿石粉末混合使用，更优选为沸石粉和蛭石粉混合使用，如基于500重量份的有机料液，沸石粉20-40重量份、蛭石粉20-40重量份。矿石粉末特别是沸石粉和蛭石粉比表面积大、开孔率高且惰性，具有吸附和贮存水分的能力，有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量，由于质地硬，在土壤中还具有一定支撑作用，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程。

微生物的繁殖和植物的生长需要提供长期的养分，基于环保和资源的合理利用，本发明经过研究发现，在土壤改良剂中加入多组分、多层次吸收/分解性的植物有机料，可解决此问题。植物有机料包括草炭、植物秸秆粉末和木屑，其中，基于500重量份的有机料液，草炭80-120重量份、植物秸秆粉末120-160重量份、木屑40-60重量份，植物秸秆粉用量最大，其次为草炭，最后为木屑。植物有机料可被微生物分解，草炭和植物秸秆粉末中养分可相对较快被植物吸收，木屑需要较长时间分解，因而可为植物提供长效养分。按照上述配比制成的植物有机料，为经过多次的实验所得，具有上述配比的植物有机料，可以实现对植物的短期催肥、长期供养，尤其适用于对禾本科植物的促生。

进一步地，本发明的土壤改良剂中微生物菌液与植物有机料的重量配比为1：(9～14)。本发明人发现，在此配比范围内，可实现对植物的高效供养，明显促进植物的长期有效生长。

为满足退化的草原土壤对速效磷和速效钾的需求，以及氮素对植物的促生作用，向所述土壤改良剂中加入铵盐和钾盐。所述铵盐选自碳酸氢铵、硝酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸铵；所述钾盐选自硫酸钾、硝酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、磷酸钾、三聚磷酸钾。基于500重量份的有机料液，铵盐为10-20重量份；钾盐为10-20重量份。上述配比的铵盐和钾盐，配合其他组分(如有机料液、植物有机料)中的N、K和P元素，可满足对速效N、K和P的需求，以及长期对N、K和P的获取，又不会造成如钾盐过量使植物早衰和诱发缺锌症等降低产量和品质的问题。

为实现草原土壤的生态多样性，提高抗沙化能力，本发明还包括向含有微生物菌液的土壤改良剂中进一步加入含藻载体。含藻载体为负载有共球藻、假共球藻、列丝藻、伪枝藻、鞘丝藻、微鞘藻、粘球藻和念珠藻中的两种或者两种以上的高分子聚合材料。鉴于共球藻、假共球藻、列丝藻、伪枝藻、鞘丝藻以及微鞘藻等具有较强的繁殖能力以及抗逆性能力，同时，多为地衣类共生种，该几种藻类的组合可体现出增效的效果，因此，优选采用上述的几种藻类作为繁殖种。另外，含藻载体优选具有较好的保水能力，且易于流动的高分子聚合材料如高吸水树脂，旨在提高藻类的生存能力以及传播性能。

本申请中，开创性地配伍了沼液、腐殖类物质、矿石粉末、微生物菌液、含藻载体组成的改良组份，该几种组份混合搭配后，意外地发现可以有效低缩短包膜草籽的发芽时间，特别是禾本科包膜草籽的发芽时间，更为关键的是，该组合对于待改良土质的保水性和透气性的具有非常显著地提高。

优选地，土壤改良剂中还加有包膜草籽，所述包膜草籽为表面包覆有腐殖类物质、草炭和沸石粉末的草籽，所述草籽为禾本科草籽，包括冷地早熟禾草籽、草地早熟禾草籽、黑麦草草籽、苇状羊茅草籽、羊草草籽、垂穗披碱草草籽、或中间偃麦草草籽中的一种或多种。基于500重量份的有机料液，包膜草籽为10-15重量份。

本申请优选的包膜草籽多为具有在干旱条件下易于繁殖的种类，而且上述的多种草籽，其发芽生根后，生长的过程中，会形成非常庞大的根系，利于固土固沙。选择包膜草籽，且加入特定配伍关系的腐殖类物质、草炭和沸石粉末后，包膜会产生抑菌、防虫、有机无机养分、生长促进因子等相关成分；同时组分间协同作用还兼具通气、保水、保肥、缓释的效果，实现促进草籽发芽、防病虫害、增产增效。

该土壤改良剂用于土壤修复时，即可形成藻类、微生物以及草籽非常良好的生态环境，在微生物和藻类大量繁殖的过程中，草原底层土质的理化环境会慢慢得到修复，并且微生物代谢过程中产生大量的有益代谢物，为草籽的生根发芽提供了保障，随着时间的推移，待草籽根系稳定后，即可形成生态养护区域，通过植物生态养护的形式实现沙质环境的修复和改良。

本发明中，土壤改良剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1)，将设定量的腐殖类物质、植物有机料、矿石粉末、铵盐和钾盐加入有机料液中，堆积发酵3-5天；

步骤2)，将微生物菌液与含藻载体加入步骤1)体系中，进行混合搅拌，得到预用混料；

步骤3)，使用于土壤前，将包膜草籽与预用混料混合，得到土壤改良剂。

步骤3)中，包膜草籽的制备步骤，具体包括：

步骤3-1)，在淀粉中加入温度为85-95℃的水，持续搅拌，得到淀粉质量浓度为4-6％的淀粉溶液；

步骤3-2)，将草籽与重量为其4-5倍的所述淀粉溶液混匀，阴干后得到初包膜草籽；

步骤3-3)，将所述初包膜草籽加入至重量为初包膜草籽2-3倍且由草炭、沸石粉末和腐殖类物质以(4-5)：(2-3)：1重量比组成的混合物中，搅拌混匀后阴干，得到包膜草籽。

利用上述方法制成的包膜草籽，搭配本申请土壤改良剂中的其他组份后，其可以促使草籽快速发芽发芽，且还赋予种子多种抗性，保证草籽具有良好的生长态势。

本发明中土壤改良剂的施用方式为：对拟恢复区域进行翻耕，将混有包膜草籽的土壤改良剂深埋深度5～6cm后覆土，经灌溉，草籽发芽生长。

本发明针对高寒草甸草原改良为刈割草场所面临的水分、养分缺失问题，分别提供了可持续发展利用的方法，采用上述方法可促进草籽发芽及持续良好生长，逐渐改善高寒草甸草原退化现状，为刈割草场的建设提供可能。

实施例

实施例1洪水聚集再利用

洪水汇集：勘探洪水在出山口附近的大致流经路线，沿流经路径在融雪洪水的出山口构筑一侧为中部外扩的弧形导流渠，距离出山口稍远处以直线型导流渠连接弧形导流渠，将洪水引向草原干旱区方向。同时，导流渠开设成斜坡状，上游地势高，下游地势低，斜坡坡度为i＝0.006，并在弧形导流渠中后段和直线型导流渠中构筑钝三角状丁字坝，坝头为钝角为160°，丁字坝配合坡度设计，减少泥沙沉积；

洪水分流：在草原干旱区域构筑10条疏流渠对导流渠分枝，疏流渠长达50～100公里，多条疏流渠的延伸方向一致，且最外两侧的疏流渠前端超过导流渠末端或与导流渠末端相齐，中间的疏流渠与导流渠末端存在设定距离，使导流渠中洪水分散进入多条疏流渠中；

洪水拦截和净化：在疏流渠下游构筑防护坝，坝体迎水面斜边的倾斜角度为45°，防护坝以石块构筑，侧面均铺设生态混凝土，坝体上部设置凹槽，凹槽中连根带土移植附近土著种的多年生植物，洪水受阻后下渗，通过土地将水吸住，在下渗过程中，受砂土层过滤或吸附，洪水中杂质与水分离，后通过侧渗向下游渗透，进一步实现清洪分流。

洪水蓄积利用：在洪水下游方向开设多处截面断层并形成沟渠，汇集侧渗析出的水，将水引入蓄积池，用于高寒草甸草原灌溉用水。

实施例2土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质40重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共24重量份；沸石粉20重量份、蛭石粉40重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末130重量份、木屑40重量份；磷酸铵10重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂12重量份；包膜草籽(冷地早熟禾草籽)15重量份，1重量份为250g。

土壤改良剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1)，将上述设定量的腐殖质、腐叶土、草炭、植物秸秆粉末、木屑、沸石粉、蛭石粉、铵盐和钾盐加入有机料液中，堆积发酵3-5天；

步骤2)，将微生物菌液与含藻载体加入上述发酵后的体系中，进行混合搅拌，得到预用混料；

步骤3)，使用于土壤前，将包膜草籽与预用混料混合，得到土壤改良剂。

步骤3)中，包膜草籽的制备步骤，具体包括：

步骤3-1)，在淀粉中加入温度为85-95℃的水，持续搅拌，得到淀粉质量浓度为4％的淀粉溶液；

步骤3-2)，将草籽与重量为其4倍的所述淀粉溶液混匀，阴干后得到初包膜草籽；

步骤3-3)，将所述初包膜草籽加入至重量为初包膜草籽2倍且由草炭、沸石粉末和腐殖质+腐叶土以4：3：1重量比组成的混合物中，搅拌混匀后阴干，得到包膜草籽。

实施例3土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质50重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共21重量份；沸石粉40重量份、蛭石粉20重量份、火山石粉20重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末140重量份、木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂15重量份；包膜草籽(冷地早熟禾草籽)15重量份，1重量份为250g。

土壤改良剂和包膜草籽的制备方法同实施例2。

对比例

对比例1土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共21重量份；沸石粉40重量份、蛭石粉20重量份、火山石粉20重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末140重量份、木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂15重量份；包膜冷地早熟禾草籽15重量份。不额外加入腐殖类物质，1重量份为250g。

土壤改良剂和包膜草籽的制备方法同实施例2。

对比例2土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质50重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共5重量份；沸石粉40重量份、蛭石粉20重量份、火山石粉20重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末140重量份、木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂15重量份；包膜冷地早熟禾草籽15重量份，1重量份为250g。

土壤改良剂和包膜草籽的制备方法同实施例2。

对比例3土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质50重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共21重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末140重量份、木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂15重量份；包膜冷地早熟禾草籽15重量份，1重量份为250g。不加入矿石粉末。

土壤改良剂和包膜草籽的制备方法同实施例2。

对比例4土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质50重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共21重量份；木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂15重量份；包膜冷地早熟禾草籽15重量份，1重量份为250g。植物有机料中不含草炭和植物秸秆粉末。

土壤改良剂和包膜草籽的制备方法同实施例2。

对比例5土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质50重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共21重量份；沸石粉40重量份、蛭石粉20重量份、火山石粉20重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末140重量份、木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；包膜冷地早熟禾草籽15重量份，1重量份为250g。不加入含藻载体。

土壤改良剂和包膜草籽的制备方法同实施例2。

对比例6土壤改良剂的制备

土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液500重量份；腐殖质50重量份、腐叶土50重量份；放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸盐还原菌(各菌均等份配制，每克数量约4*10⁸)共21重量份；沸石粉40重量份、蛭石粉20重量份、火山石粉20重量份；草炭80重量份、植物秸秆粉末140重量份、木屑60重量份；磷酸一氢铵15重量份；三聚磷酸钾10重量份；负载有共球藻、假共球藻、列丝藻和念珠藻的高吸水树脂15重量份；未经包膜处理的冷地早熟禾草籽15重量份，1重量份为250g。

土壤改良剂的制备方法同实施例2。

实施例

将实施例2～3中制备的土壤改良剂、对比例1～6中制备的土壤改良剂、以及单独的未包膜草籽，在东祁连山金强河河谷(北纬37°11’～37°12’，东经102°19’～102°33’)研究区进行实验。在划定的实验区进行翻耕，使地面平整，无杂草即可。对实验区分区，分别在不同分区将带包膜草籽或草籽的土壤改良剂以及纯草籽深埋5～6cm，覆土，记录草籽数目、土壤和草籽发芽生长状况，结果如表1所示。

表1

注：1.根长、苗干重：苗长为3～4cm时，测定苗根长；并将苗株洗净、60℃烘干至水分小于10％，测得苗干重。

2、元素P、K和细菌总数：以播种日为第1天，在草籽播种第30天进行测定；在各分区种植草籽地区的多个采样点于土层8～10cm深采集土壤样品进行测定。

由表1可知，本发明提供的土壤改良剂，可有效促进冷地早熟禾的发芽、出苗以及根系生长。同时，相较于未进行改良的草原土壤，土壤改良剂可提高土壤的肥效和生境状态的良性转换，例如，增加的微生物与有机生物肥或腐植类物质作用，会产生一系列代谢产物，起到防病抗虫的目的，还可刺激作物生长发育，提高作物抗逆性，促进种子发芽、根系生长发育。

以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.高寒草甸草原改良为刈割草场的方法，其特征在于，所述方法包括将水源聚集利用，所述水源是洪水，

所述方法包括按以下步骤将洪水聚集利用：

步骤1），洪水汇集：在洪水的出山口处构筑导流渠（100），将洪水引向草原干旱区域方向；

在洪水的出山口构筑的导流渠（100）为一侧或两侧堤岸为中部外扩的弧形导流渠（110）；

将导流渠（100）的底部开设成斜坡状，上游地势高，下游地势低；

在导流渠（100）中构筑丁字坝（120），所述丁字坝（120）的横截面为钝三角形，坝尾与导流渠（100）的堤岸相接，坝头为钝角状，伸向洪水中，丁字坝（120）构筑于弧形导流渠（110）中部之后；

步骤2），洪水分流：在草原干旱区域构筑疏流渠（200）对导流渠（100）分枝，使洪水在干旱区域分流；

在导流渠（100）末端开设多条疏流渠（200），多条疏流渠（200）的延伸方向一致，且最外两侧的疏流渠（200）前端超过导流渠（100）末端或与导流渠（100）末端相齐，而中间的疏流渠（200）与导流渠（100）末端存在设定距离，不与导流渠（100）末端相接；

步骤3），洪水拦截和净化：在疏流渠（200）下游构筑防护坝（300），通过施加前行阻力使洪水下渗，并以侧渗方式向下游蔓延，在渗透过程中实现洪水净化；

防护坝（300）的长度大于疏流渠（200）的横向总跨度，高度高于洪水水位；

步骤4），洪水蓄积：在洪水下游方向开设多处截面断层并形成沟渠（400），汇集侧渗析出的水，将水引入蓄积池，用于高寒草甸草原灌溉用水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高寒草甸草原为祁连山高寒草甸草原，所述水源是河流水源、雨水汇集的水源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，

将导流渠（100）的底部开设成斜坡状，斜坡坡度i介于0.004~0.006之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中，防护坝（300）以石块或砂石构筑，迎水侧铺设生态混凝土，坝体上部设置凹槽，凹槽中撒放种植土或洪水中泥沙，移栽多年生灌木或乔木幼苗，或者连根带土移植附近土著种的多年生植物。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括向高寒草甸草原中施加土壤改良剂，所述土壤改良剂包括以下重量配比的组分：

有机料液 500份；

腐殖类物质 70-130份；

微生物菌液 20-30份；

矿石粉末 40-80份；

植物有机料 240-340份；

铵盐 10-20份；

钾盐 10-20份；

含藻载体 10-20份。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机料液为沼液；和/或

腐殖类物质包括腐叶土和腐殖质，基于500重量份的有机料液，腐殖质30-60重量份、腐叶土40-70重量份，腐殖类物质总量不少于90重量份；和/或

矿石粉末包括砾石粉、沸石粉、方解石粉、火山石粉、蛭石粉一种或多种；和/或

植物有机料包括草炭、植物秸秆粉末和木屑，其中，基于500重量份的有机料液，草炭80-120重量份、植物秸秆粉末120-160重量份、木屑40-60重量份，植物秸秆粉末用量最大，其次为草炭，最后为木屑。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，土壤改良剂中还加有包膜草籽，所述包膜草籽为表面包覆有腐殖类物质、草炭和沸石粉末的草籽，所述草籽为禾本科草籽，包括冷地早熟禾草籽、草地早熟禾草籽、黑麦草草籽、苇状羊茅草籽、羊草草籽、垂穗披碱草草籽或中间偃麦草草籽中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包膜草籽的制备步骤，具体包括：

在淀粉中加入温度为85-95℃的水，持续搅拌，得到淀粉质量浓度为4-6%的淀粉溶液；

将草籽与重量为其4-5倍的所述淀粉溶液混匀，阴干后得到初包膜草籽；

将所述初包膜草籽加入至重量为初包膜草籽2-3倍且由草炭、沸石粉末和腐殖类物质以（4-5）：（2-3）：1重量比组成的混合物中，搅拌混匀后阴干，得到包膜草籽。

Images