CN108934794B - 应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法，根据草甸草原不同的退化程度，设计针对性修复方案，并且提供了通过施加土壤改良剂以调节土壤养分不足问题；根据多年禾本植物常年生长造成的土壤板结问题，研发出可沿多个方向切根的高效切根装置。本发明提供了一种全面考虑草甸草原现状、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，使得草甸草原生态得以恢复，维护草地畜牧业的持续健康发展。

Description

应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法

技术领域

本发明涉及草原治理领域，特别涉及应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法。

背景技术

在全球气候变化的大背景下，以及人为因素的强烈驱动下，草甸草原生态系统结构逐渐趋于简单化、功能脆弱化。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。草甸草地退化日益严重，直接威胁着草地畜牧业的持续、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，有必要探寻草甸草原的改良建设方案，对草甸草原进行恢复治理。

研究表明，随着草甸草原退化程度加剧，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。

研究还表明，在干旱少雨地区，植物种植时通常要经过耕翻、耙耱、播种、镇压等多个作业程序，耕翻草原容易造成土壤风蚀、水蚀，如果种植失败或者种植的牧草品种不能安全越冬，则第二年更易导致草原土壤风蚀、水蚀，造成草原生态环境的破坏，且在春季形成沙尘暴，直径小于0.1毫米土壤颗粒被大风刮走，而这些细小粒子原本是土壤中最肥沃的部分，有机质和氮元素含量是原土壤的两倍。

基于上述状况，亟需开发一种全面考虑草甸草原现状、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，特别是应用免耕法在草甸草原建植优质牧草以使得草甸草原生态得以恢复，维护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，根据草甸草原不同的退化程度，设计针对性修复方案，并且提供了通过施加土壤改良剂以调节土壤养分不足问题；根据多年禾本植物常年生长造成的土壤板结问题，研发出可沿多个方向切根的高效切根装置，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下技术方案：

(1)应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法，所述方法包括对需进行生态恢复的草甸草原进行退化程度评定，根据不同退化程度使用相应的设定修复方案；草甸草原退化程度分为轻度退化草原、中度退化草原和重度退化草原，

轻度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增养”模式恢复；

中度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增养+免耕补播适宜牧草”模式恢复；

重度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增养+植被重建”模式恢复。

(2)根据上述(1)所述的方法，所述方法还包括提供了一种土壤改良剂对土壤进行增养，所述土壤改良剂包括以下重量配比的组分：

其中，所述有机料液为沼液，沼液中细沼渣的重量含量为20％～30％，土壤改良剂中的固相组分可通过80～120目筛。

(3)根据上述(1)或(2)所述的方法，所述方法还包括通过切根装置对植物的横向根茎进行切根，

该装置包括主体框架(1)，在所述主体框架(1)下方两侧各设置有至少两个行走轮(2)，

该装置还包括至少两个被所述行走轮(2)撑紧的履带(3)；

其中，在所述履带(3)内侧，在两个行走轮(2)之间设置自走切削部(4)，所述自走切削部(4)在所述履带(3)上行走，其上设置有切刀(5)，并控制切刀竖直向下切断植物根茎。

根据本发明提供的应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法，具有以下有益效果：

(1)本发明中，对不同退化程度的草原采取针对性的修复方案，避免了采用相同的方案进行生态恢复较盲目、对严重退化的草原存在修复效果不佳、或者对轻度退化的草原存在修复力度大、资源浪费的问题，使得资源合理利用、修复效果好、修复时间短；

(2)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；

(3)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；

(4)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；

(5)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；

(6)本发明提供的切根装置上设置有可竖直切根的刀具，该刀具可以沿着任意方向设置，并且可以在不停车的情况下执行切根作业；

(7)本发明提供的切根装置上设置有电磁铁，可将切削作业设备从履带上提取出来，使之与履带脱离，以使得带有履带的装置在执行转向等特殊操作时不会损坏切削作业设备。

附图说明

图1示出本发明中实施例1中修复方法处理的退化草场的效果图；

图2示出根据本发明一种优选实施方式的切根装置整体结构示意图；

图3示出根据本发明一种优选实施方式的切根装置中滚轮与环状豁槽接触位置的局部剖视放大图；

图4示出根据本发明一种优选实施方式的切根装置中自走切削部位置的俯视剖视图；

图5示出根据本发明一种优选实施方式的切根装置中切削支架及其上的刀具驱动部及刀具结构示意图。

附图标号说明：

1-主体框架；

11-前感应触点；

12-后感应触点；

13-电磁铁；

2-行走轮；

3-履带；

31-环状豁槽；

32-下感应触点；

4-自走切削部；

41-切削支架；

42-滚轮；

43-下感应装置；

44-前感应装置；

45-后感应装置；

46-铁板；

47-刀具驱动部；

5-切刀。

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。

我国草甸草原存在不同程度的退化现象，对不同退化程度的草甸草原采用相同的方案进行生态恢复较盲目，对严重退化的草原存在修复效果不佳，或者对轻度退化的草原存在修复力度大、资源浪费的问题。因此，有必要对不同退化程度的草原采取针对性的修复方案，使得牧草生长状况良好，生态环境改善，以达到资源合理利用、修复效果好、修复时间短的目的。

本发明的目的在于，提供一种应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法，所述方法包括对待生态恢复的草甸草原进行退化程度评定，根据不同退化程度使用相应的设定修复方案。

本发明将草甸草原退化程度分为以下三个等级：

轻度退化：草群结构和外貌无明显的变化，草地总产草量下降30％以下，原有优势植物产量占草地总产量的30％-50％；地表土壤比较干燥。

中度退化：草群结构和外貌发生明显变化，原有优势植物衰退，出现的退化指示植物主要有：阿尔泰狗娃花、星毛萎陵菜、茵陈蒿、黄金蒿等；草地总产量下降30-60％，原有优势植物产量占草地总产量的10％-30％，各种退化指示植物产量占草地总产量的15-40％；地表干燥，土壤紧实。

重度退化：草群组成发生根本性改变，退化指示植物狼毒、星毛萎陵菜、一年生杂类草大量出现；草地总产量下降60％以上，原有优势植物产量占草地总产量的10％以下，各种退化指示植物产量占草地总产量的40％以上；地表土壤坚实，出现部分裸斑。

本发明人经过大量研究后发现，过渡放牧是草原退化的主要因素，且随着草地的退化程度加大，优质牧草显著减少，土壤微生物数量、土壤有机质、速效磷和速效钾的含量以及土壤湿度都在减小；同时，鼠害普遍存在，破坏力和带来的损失触目惊心，有鼠害面积占可利用草地面积的20％～26％。本发明人结合三种退化程度的草甸草原共同存在的状况以及自身特点，进行了实地试验探索，制定了针对三种退化草甸草原的恢复方案：

轻度退化草原：“鼠害防治+禁牧封育+增养”模式，可显著提高优良牧草产量，连续治理3～5年轻度退化草原即可得到恢复。

中度退化草原：“鼠害防治+禁牧封育+增养+免耕补播适宜牧草”模式，可快速恢复植被盖度和生物量。

重度退化草原：“鼠害防治+禁牧封育+增养+植被重建”模式，可使草地优良牧草产量成倍增加。

其中，鼠害防治的方法包括采用D型肉毒素灭鼠剂防治、或设置招鹰架生物灭鼠中的一种或其组合，优选两者组合使用。

D型肉毒素灭鼠剂防治方法为采用市售D型肉毒素灭鼠剂，配制成2.5‰～5‰浓度的灭鼠液，将于10～14倍灭鼠液的草籽与灭鼠液混合，浸润12h，即得到D型肉毒素灭鼠剂，将D型肉毒素灭鼠剂以5～10g/m2进行施用。

招鹰架即为可使猫头鹰和老鹰停息的高约4米的支撑杆体，招鹰架的设置可延长猫头鹰和老鹰在草原的停留时间，利用天敌有效实现生物灭鼠，且本法为永久有效性灭鼠方法，无需浪费人力实时监督。招鹰架法为以2000～600亩设施一个招鹰架，实施灭鼠。D型肉毒素灭鼠剂防治为地面灭鼠，招鹰架法为高空灭鼠，两者结合不仅实现了多方位高效灭鼠，同时还可进一步降低灭鼠剂的用量。

禁牧封育方法为：对生态恢复区建设围栏，在牧草生长期或特定时期禁止放牧，使得草地休养生息，草原植被得到恢复。

免耕补播适宜牧草方法为：采用免耕播种机在植被较少的地区进行牧草播种，所述牧草选自冷地早熟禾草籽、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。

植被重建方法针对重度退化草原地区，其采用免耕播种机在退化草原地区进行大面积(全面积)牧草播种。

在一种优选的实施方式中，播种用草籽为包膜草籽，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，所述草籽优选为禾本科草籽，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。腐殖类物质包括腐叶土和腐殖质。

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。

其中，包膜草籽的制备步骤，具体包括：

步骤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)，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，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，针对退化草原的增养方法为采用本发明提供的土壤改良剂进行土壤增养，促进植被增长和土壤的生境恢复。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为悬浊液型改良剂，可通过喷洒施于预改良土壤中，其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，沼液中细沼渣的重量含量为20％～30％。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；而其中的固相细沼渣(富含植物需要的氮、磷、钾、有机质、腐植酸等营养物质)肥效远大于沼液中单纯液体的肥效；沼液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。本发明中沼液细沼渣的粒径小，可通过80～120目筛。

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2000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2000重量份的有机料液，沸石粉20-40重量份、蛭石粉20-40重量份。矿石粉末的粒径小于100微米。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2000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。植物有机料经粉碎处理，处理后粒径小于100微米。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2000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。

值得注意的是，本发明中设定粒径矿石粉末的加入还可起到固体加重剂的作用，而铵盐和钾盐溶解于沼液中也起到了液体加重的作用，此三种成分的加入，通过利用密度差产生的悬浮力促进含有细沼渣和植物有机料的沼液悬浮稳定，使其可通过喷洒方式改良土壤，而不堵塞喷头或传输管道。

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。含藻载体经粉碎处理，处理后粒径小于100微米。

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。

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，40～60℃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，得到土壤改良剂。

本发明中土壤改良剂的施用方式为：对拟恢复区域喷洒土壤改良剂，然后免耕播种，将包膜草籽或草籽播种于含有土壤改良剂的环境中，覆土，草籽发芽生长。

本发明针对草甸草原建植优质牧草的所面临的具体问题如鼠害、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，逐渐改善草甸草原退化现状，为优质牧草草场的建设提供可能。

本发明人经过研究还发现，草甸草原中根茎性多年生禾本植物如羊草具有非常发达的地下横走根茎，由于长期无养息过度放牧和粗放式管理，加之植物根茎盘根错节，使得土壤容重变大，孔隙度下降，土壤紧实呈现板结性退化。现有技术中采用切根设备对植物进行切根，这些机械结构中的切刀是旋转运作的，其切削机械的一次行程过程中，切根的切痕只能沿着一个方向延伸，彼此都是平行的，不能有多个方向的切痕，切根的效果有待提高。

本发明人对现有的切根设备做了深入研究，提供了一种切根装置，其可适用于根茎性多年生禾本植物横走根茎的断切，如图2中所示，该装置包括主体框架1，在所述主体框架1下方两侧各设置有至少两个行走轮2，

该装置还包括至少两个被所述行走轮2撑紧的履带3；本发明中优选地设置有四个行走轮，分为两组，分别撑紧两个履带，进一步优选地，所述履带为橡胶履带，以避免车身过重压坏草场；

其中，在所述履带3内侧，在两个行走轮2之间设置自走切削部4，如图1中所示；

所述自走切削部4在所述履带3上行走，其上设置有切刀5，可控制该切刀5竖直向下切断植物根茎。所述自走切削部4只能沿着履带方向按照直线方向行走。

在一个优选的实施方式中，如图2、图3中、图4和图5中所示，自走切削部4包括切削支架41，

在所述切削支架41下方两侧各设置有至少两各滚轮42，优选地，所述滚轮42共有4个，每侧各有两个；

在所述履带3内侧设置有环状豁槽31，该环状豁槽31沿着履带行进方向开设，

所述滚轮42一端嵌入到所述环状豁槽31内，并可沿着所述环状豁槽31滚动，由于平铺在地面上的部分履带呈长条状，其上的环状豁槽31也呈长条状，而所述自走切削部4一直在所述平铺在地面上的部分履带移动，其上的滚轮42自然一直在该段履带上的环状豁槽31内滚动。

在一个优选的实施方式中，如图3中所示，所述环状豁槽31的宽度尺寸从内向外逐渐增大；即该环状豁槽31的横截面为上端开口较大，下端向内收拢的凹陷结构；

所述滚轮42的厚度尺寸从轴心向边缘逐渐变小，其渐变幅度与所述环状豁槽31相匹配；

优选地，所述环状豁槽的深度尺寸小于滚轮42的半径尺寸，即所述滚轮只有一小半伸入到所述环状豁槽内，所述滚轮的滚动轴裸露在外。

在一个优选的实施方式中，在所述切削支架41上安装有驱动滚轮42沿着环状豁槽31滚动的驱动机构，

如图2中所示，在所述切削支架41的下方侧部安装有下感应装置43，在所述履带3上，每隔预定距离设置有下感应触点32，

所述下感应装置43用于在感应到所述下感应触点32位于其下方时，通过驱动机构控制所述自走切削部4停止移动，并控制切刀5竖直向下切断植物根茎；

在切削作业完成后，所述驱动机构可控制自走切削部4继续沿着环状豁槽31向前移动。所述切削作业是指切刀竖直向下切断植物根茎，再快速回复原位的一次往复过程。本发明中所述的下感应装置43和下感应触点32都是工控领域的常用器件，可以有多种工作原理，本发明中优选地设置为红外线传感器，即一个用于收发红外线，一个用于反射红外线；

本发明中，所述前方为正常工作时的行进方向，如图2中所示。

在一个优选的实施方式中，如图2中所示，在所述主体框架1上，在所述自走切削部4前方设置有前感应触点11，

所述自走切削部4还包括设置在其前端的前感应装置44，

所述前感应装置44用于在感应其自身与前感应触点11之间的距离，当所述距离小于预设的前警戒值时，控制所述自走切削部4停车，

在所述距离大于预设的前警戒值时，控制所述自走切削部4降速向前移动。本发明中所述的前感应装置44和前感应触点11都是工控领域的常用器件，可以有多种工作原理，本发明中优选地设置为红外线传感器，即一个用于收发红外线，一个用于反射红外线；

本发明中所述的前警戒值可以根据设备的型号及预设的行进速度进行设定，如30～40cm；

优选地，所述自走切削部4具有2个以上的档位，不同档位对应的行进速度不同，所述自走切削部4的档位与本发明提供的切根装置的档位相对应，至少其档位数量保持一致；在相同的档位下，所述自走切削部4的行进速度高于本发明提供的切根装置的行进速度。

进一步优选地，在所述主体框架1上，在所述前感应触点11附近还设置有机械限位装置，该装置设置在自走切削部4移动路径的前方，能够从物理上防止自走切削部4碰撞到行走轮。

在一个优选的实施方式中，如图2中所示，在所述主体框架1上，在所述自走切削部4后方设置有后感应触点12，

所述自走切削部4还包括设置在其后端的后感应装置45，

所述后感应装置45用于在感应其自身与后感应触点12之间的距离，当所述距离小于预设的后警戒值时，控制所述自走切削部4加速向前移动。

本发明中所述的降速和加速是指降低或者提高一个档位。

本发明中所述的后感应触点12和后感应装置45都是工控领域的常用器件，可以有多种工作原理，本发明中优选地设置为红外线传感器，即一个用于收发红外线，一个用于反射红外线。

进一步优选地，当所述自走切削部4加速向前移动时，如果仍然不能缩小后感应装置45与后感应触点12之间的距离，自动启动电磁铁13，并提示操作者。即在切削装置的操作面板上显示当前电磁铁13启动工作的状态。

在一个优选的实施方式中，如图2中所示，在所述主体框架1底部设置有电磁铁13，

在所述切削支架41顶部设置有铁板46，

在所述电磁铁13和铁板46之间留有预定间隙；

所述电磁铁13通电工作时，通过吸引铁板46使得所述自走切削部4整体上移，固定在电磁铁13上，并使得所述滚轮42从环状豁槽31中脱离。

所述电磁铁13的面积大于所述铁板46的面积，或者所述电磁铁13的长度大于所述铁板46的长度，以确保自走切削部4在任意位置时都能够通过电磁铁进行抓取，确保设备安全平稳运行。

在一个优选的实施方式中，如图5中所示，在所述切削支架41底部安装有竖直设置的切刀5，所述切刀5位于两条履带3之间；

优选地，在所述切刀5上设置有多个刀齿，各个刀齿的底端齐平，以便同时执行切削作业。刀齿的横截面形状不局限于条形，还可为十字形等，以可同时进行多方位切根。

优选地，在所述切削支架41底部安装有至少两个竖直设置的切刀5，且所述切刀5彼此平行，优选地所述切刀有3个。

在一个优选的实施方式中，如图5中所示，在所述切削支架41上还设置有控制所述切刀5沿竖直方向移动的刀具驱动部47，所述刀具驱动部47与下感应装置43相连；

优选地，当所述自走切削部4在下感应装置43的控制下停止移动时，所述刀具驱动部47控制刀具5快速向下移动预定距离并快速回到原位。

本发明中，所述刀具驱动部47可以选用本领域中常用的驱动机构，如柱塞泵、电动马达、气锤等等。

在一个优选的实施方式中，在所述主体框架1的前端和/或后端设置有沿着行进方向切削的旋转切削部，该旋转切削部可以为现有技术中的旋转切削部，如旋转切削刀具。

实施例

实施例1

在东祁连山金强河河谷(北纬37°11’～37°14’，东经102°19’～102°33’)研究区，选定轻度退化、中度退化、和重度退化的区域，分别进行针对性生态恢复：

轻度退化草原：“鼠害防治+禁牧封育+增养”模式；

中度退化草原：“鼠害防治+禁牧封育+增养+免耕补播适宜牧草”模式；

重度退化草原：“鼠害防治+禁牧封育+增养+植被重建”模式。

其中，鼠害防治的方法包括采用D型肉毒素灭鼠剂防治和招鹰架生物灭鼠的组合；D型肉毒素灭鼠剂防治方法为采用市售D型肉毒素灭鼠剂，配制成2.5‰～5‰浓度的灭鼠液，将于14倍灭鼠液的草籽与灭鼠液混合，浸润12h，将得到的D型肉毒素灭鼠剂以5g/m2进行施用；招鹰架法为以2000～600亩设施一个招鹰架；

禁牧封育方法为：对生态恢复区建设围栏，在牧草生长期禁止放牧；

免耕补播适宜牧草方法为：采用免耕播种机在植被较少的地区进行禾本类牧草播种；

植被重建方法为：采用免耕播种机在退化草原地区进行全面积禾本类牧草播种。

增养方法为采用本发明提供的土壤改良剂进行土壤增养，土壤改良剂包括以下重量配比的组分：有机料液2000份；腐殖质40份、腐叶土50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份；沸石粉20份、蛭石粉40份；草炭80份、植物秸秆粉末130份、木屑40份；磷酸铵10份；三聚磷酸钾10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份。

对轻度退化、中度退化、和重度退化进行为期5年的恢复性观察，如图1所示，可见，通过本发明中针对性人工干预恢复方案，在5年内，水土流失性状的重度草原可恢复至中度退化草原，中度退化草原可恢复至轻度退化草原，而轻度退化草原可恢复至未退化草原形态。

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2000份；腐殖质45份、腐叶土50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份；沸石粉20份、蛭石粉40份；草炭80份、植物秸秆粉末130份、木屑40份；磷酸铵10份；三聚磷酸钾10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份。

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，40℃发酵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，得到土壤改良剂。土壤改良剂中固相组分可通过80～120目筛。

对拟恢复区域喷洒土壤改良剂，然后免耕播种，将包膜草籽或草籽播种于含有土壤改良剂的环境中，覆土，草籽发芽生长。

包膜草籽的制备步骤，具体包括：

步骤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)，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2000份；腐殖质50份、腐叶土50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份；沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份；草炭80份、植物秸秆粉末140份、木屑60份；磷酸一氢铵15份；三聚磷酸钾10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份。

土壤改良剂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2000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份；沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份；草炭80份、植物秸秆粉末140份、木屑60份；磷酸一氢铵15份；三聚磷酸钾10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份。不额外加入腐殖类物质。

土壤改良剂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2000份；腐殖质50份、腐叶土50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份；沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份；草炭80份、植物秸秆粉末140份、木屑60份；磷酸一氢铵15份；三聚磷酸钾10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份。

土壤改良剂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2000份；腐殖质50份、腐叶土50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份；草炭80份、植物秸秆粉末140份、木屑60份；磷酸一氢铵15份；三聚磷酸钾10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份。不加入矿石粉末。

土壤改良剂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2000份；腐殖质50份、腐叶土50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份；木屑60份；磷酸一氢铵15份；三聚磷酸钾10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份。植物有机料中不含草炭和植物秸秆粉末。

土壤改良剂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2000份；腐殖质50份、腐叶土50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份；沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份；草炭80份、植物秸秆粉末140份、木屑60份；磷酸一氢铵15份；三聚磷酸钾10份。不加入含藻载体。

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和对比例1～5中制备的土壤改良剂与包膜处理的冷地早熟禾草籽，以及实施例3中制备的土壤改良剂与未经包膜处理的冷地早熟禾草籽，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°14’，东经102°19’～102°33’)研究区进行实验。对轻度退化实验区实施分区，分别在不同分区实施土壤改良剂喷洒、包膜草籽或草籽播种、覆土，各区包膜草籽或草籽播种密度相同，记录包膜草籽或草籽数目、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6～8cm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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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 (4)

1.应用免耕法在草甸草原建植优质牧草的方法，其特征在于，所述方法包括对需进行生态恢复的草甸草原进行退化程度评定，根据不同退化程度使用相应的设定恢复方案，

草甸草原退化程度分为轻度退化草原、中度退化草原和重度退化草原，

轻度退化草原，草地总产草量下降量小于30%，原有优势植物产量占草地总产量的30%-50%，采用“鼠害防治+禁牧封育+增养”模式恢复；

中度退化草原，原有优势植物衰退，草地总产量下降30-60%，原有优势植物产量占草地总产量的10%-30%，各种退化指示植物产量占草地总产量的15-40%，采用“鼠害防治+禁牧封育+增养+免耕补播适宜牧草”模式恢复；

重度退化草原，草地总产量下降量大于60%，原有优势植物产量小于草地总产量的10%，各种退化指示植物产量大于草地总产量的40%，采用“鼠害防治+禁牧封育+增养+植被重建”模式恢复；

鼠害防治的方法采用D型肉毒素灭鼠剂防治和设置招鹰架生物灭鼠两者组合使用，

D型肉毒素灭鼠剂防治采用D型肉毒素灭鼠剂，配制成灭鼠液，将草籽与灭鼠液混合，浸润12h，得到灭鼠液与草籽混合物，以5~10g/m²进行施用；

免耕补播适宜牧草方法为：采用免耕播种机进行牧草播种，所述牧草选自冷地早熟禾草籽、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；

植被重建方法为采用免耕播种机在退化草原地区进行大面积或全面积牧草播种；

播种用草籽为包膜草籽，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；

包膜草籽的制备步骤，具体包括：

步骤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），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；

增养方法为采用土壤改良剂进行土壤增养，促进植被增长和土壤的生境恢复，

所述土壤改良剂包括以下重量配比的组分：

有机料液 2000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；

所述有机料液为沼液，沼液中细沼渣的重量含量为20%~30%，

所述土壤改良剂中，腐殖类物质包括腐叶土和腐殖质，其中，基于2000重量份的有机料液，腐殖质30-60重量份、腐叶土40-70重量份；

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、硫酸盐还原菌中多种培养发酵后的菌液，每克微生物菌液中微生物数量为1*10⁶~10⁹；

矿石粉末为沸石粉和蛭石粉混合使用，

植物有机料包括草炭、植物秸秆粉末和木屑，基于2000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，

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，

含藻载体负载有共球藻、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以上，含藻载体经粉碎处理，处理后粒径小于100微米，

土壤改良剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1），将腐殖类物质、植物有机料、矿石粉末、铵盐和钾盐加入有机料液中，40~60℃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，得到土壤改良剂；

土壤改良剂中的固相组分通过80~120目筛；

土壤改良剂的施用方法为：对拟恢复区域喷洒土壤改良剂，然后免耕播种，将包膜草籽播种于含有土壤改良剂的环境中，覆土，草籽发芽生长；

所述方法还包括通过切根装置对植物的横向根茎进行切根，

该装置包括主体框架（1），在所述主体框架（1）下方两侧各设置有至少两个行走轮（2），

该装置还包括至少两个被所述行走轮（2）撑紧的履带（3）；

其中，在所述履带（3）内侧，在两个行走轮（2）之间设置自走切削部（4），所述自走切削部（4）在所述履带（3）上行走，其上设置有切刀（5），并控制切刀（5）竖直向下切断植物根茎，

自走切削部（4）包括切削支架（41），在所述切削支架（41）下方两侧各设置有至少两个滚轮（42），

在所述履带（3）内侧设置有环状豁槽（31），所述滚轮（42）一端嵌入到所述环状豁槽（31）内，并可沿着所述环状豁槽（31）滚动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述切削支架（41）底部安装有竖直设置的切刀（5），所述切刀（5）位于两条履带（3）之间；在所述切削支架（41）底部安装有至少两个竖直设置的切刀（5），且所述切刀（5）彼此平行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述切削支架（41）的下方侧部安装有下感应装置（43），

在所述履带（3）上，每隔预定距离设置有下感应触点（32），

所述下感应装置（43）用于在感应到所述下感应触点（32）位于其下方时，通过驱动机构控制所述自走切削部（4）停止移动，并控制切刀（5）竖直向下切断牧草根茎；

在切削作业完成后，所述驱动机构可控制自走切削部（4）继续沿着环状豁槽（31）向前移动。

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