CN110199826B - 一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法 - Google Patents

一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法，属于生态修复领域。该方法通过在建植点挖取圆坑，取挖出的土的80‑90%，加入缓释尿素、磷酸二铵、腐熟动物粪便，混匀后回填至该圆坑；利用打有小孔的可降解农用薄膜覆盖圆坑，并在薄膜孔位置的土壤中植入预萌发羊草种子。该方法可避免水分和养分短缺导致的羊草种子萌发率低和幼苗成活率低等问题，适用于各种原因导致的退化、沙化和盐碱化草原生态系统，能够充分利用羊草克隆繁殖优势，达到培育一点，恢复一片的目的。

Description

一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法
技术领域
本发明属于生态修复领域，具体地，涉及一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法。
背景技术
由于长期的超载过牧和气候变化等原因，占中国国土面积40％的草原生态系统有90％以上存在不同程度的退化、沙化和盐碱化现象。草原生态系统承担着我国北方生态安全、粮食安全和民族团结的多项功能，在这种情况下，对退化的草原生态系统进行生物多样性及生态系统服务功能修复显得尤为迫切。
恢复建群种，是退化草原生态系统修复的主要目标之一。然而，建群种种子库和繁殖体库的缺乏，在很大程度上制约着建群种的恢复。羊草是典型草原和草甸草原的建群种。传统的种子免耕补播和飞播的办法虽然能够解决种子库问题，但由于受土壤结构不合理、养分匮乏和水分阶段性短缺等因素的影响，采用这些方法的种子萌发率和幼苗成活率低，很难让羊草在退化严重的天然草地建植成功。
发明内容
为了解决这一系列问题，根据羊草生活史各阶段的水分和养分需求，发明人发明了草地点状营养土覆膜育苗方法，从而完成本发明。
为此，本发明一方面提供一种用于繁殖羊草的基质，其主要成份是土壤，土壤中混有缓释尿素、磷酸二铵和腐熟动物粪便。
在本发明的一些实施方案中，在1m3土壤中包含150-180g缓释尿素、25-30g磷酸二铵和6500-7500g腐熟动物粪便。
以化学计量学为依据，充分考虑了羊草生长和扩繁过程中的养分需求，施入的缓释尿素和磷酸二胺其N/P接近10/1，混入的充分腐熟的牛羊粪提供的有机质能满足土壤中微生物活动的需求，从而能保证养分的良性循环。
在本发明的一些具体实施方案中，所述动物粪便为牛粪或羊粪。
在本发明的一些具体实施方案中，所述土壤选黑土、黑钙土、栗钙土或盐碱土。
本发明的第二方面提供一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法，包括以下步骤：
(1)建植点的选取：依据恢复规划，可在需要恢复的区域每10m×10m设1个建植点；
(2)营养土的制备：在建植点，挖取一个圆坑，取挖出的土的80-90％，加入缓释尿素、磷酸二铵、腐熟动物粪便，使得1m3土壤中包含150-180g缓释尿素、25-30g磷酸二铵和6500-7500g腐熟动物粪便，充分混匀后回填至坑中；
(3)围堰土的制备：取挖出土的10-20％，加入预糊化淀粉，使得1m3土壤中包含预糊化淀粉。充分混匀后加入适量的水，和成泥；
(4)薄膜的准备：将可降解农用薄膜裁剪成直径大于圆坑直径10-20％的圆片，用打孔器在薄膜上均匀打上5个直径为0.3-0.5cm的圆孔；
(6)点播系列操作：首先将圆坑内的营养土浇水至充分湿透，然后将准备好的薄膜圆片覆盖在上面，把围堰土沿薄膜边缘均匀铺设呈圆环状，用直径0.3cm的小棍在每一个塑料薄膜圆片的小孔位置上的泥土上打一个深度为1cm小坑，每个小坑放入预萌发羊草种子一颗，并用周围沙土将小坑填至与薄膜片平齐。
在本发明中，可降解农用薄膜能有效阻止水分蒸发、围堰能起到收集雨水的作用；薄膜上的小孔可以保证收集到的雨水沿羊草植株下渗。
在本发明的一些具体实施方案中，所述圆柱的直径为30cm、深度为30cm。
在本发明的一些具体实施方案中，所述动物粪便为牛粪或羊粪。
在本发明的一些具体实施方案中，加入预糊化淀粉的量为100g。
在本发明的中，预糊化淀粉能够增强围堰土的粘结能力，防止风力吹蚀和雨水淋洗作用。
在本发明的一些具体实施方案中，进一步地，预萌发羊草种子的准备步骤如下：
(1)将收集到的羊草种子用3％的高锰酸钾水溶液浸泡10-15分钟后，捞取种子，并用清水清洗三遍后，沥干至无明显水滴，再置于-15-18℃冰箱中，以打破种子休眠；
(2)2个星期后取出种子，将其放入预萌发盘中铺设均匀，覆盖上纱布，并在纱布上浇水致其完全湿透，盖上旧报纸以保证种子萌发的黑暗环境；
(3)每天检查纱布和种子，并浇适量水来保证纱布处于湿润状态；将露白的种子挑选出来备用。
本发明的有益效果
1.能够减少羊草幼苗生长过程中的水肥管理所需人工，极大地降低了维护成本。主要有两点，第一，可降解农用薄膜能有效的减少水分蒸发，播种前浇入的水足够保证种子继续萌发和幼苗生长需求，围堰之内是小集水区，如遇天然降水，可沿着薄膜圆片中的小孔渗入，以保证幼苗的用水需求。第二，营养土中有足够的养分能保证羊草生长和扩繁的需要。
2.能加速羊草的快速建植。羊草是克隆植物，其分株之间具有克隆分工和克隆整合习性，圆坑内的羊草一旦定植成功，通过根茎延伸，可以使周围大片区域迅速生长出大量羊草。根据发明人的实验结果和前人资料，单株羊草根茎当年可拓展150cm-200cm之间。
3.能加速退化草地的功能恢复。圆坑内的羊草向周围快速拓展，使得草地生物量显著提升，从而能达到防风固沙，防止水土流失的作用；并且能为畜牧业发展提供优质的天然牧草，产生可观的经济效益和生态效益。
附图说明
图1示出了本发明羊草建植点示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例
以下例子在此用于示范本发明的优选实施方案。本领域内的技术人员会明白，下述例子中披露的技术代表发明人发现的可以用于实施本发明的技术，因此可以视为实施本发明的优选方案。但是本领域内的技术人员根据本说明书应该明白，这里所公开的特定实施例可以做很多修改，仍然能得到相同的或者类似的结果，而非背离本发明的精神或范围。
除非另有定义，所有在此使用的技术和科学的术语，和本发明所属领域内的技术人员所通常理解的意思相同，在此公开引用及他们引用的材料都将以引用的方式被并入。
那些本领域内的技术人员将意识到或者通过常规试验就能了解许多这里所描述的发明的特定实施方案的许多等同技术。这些等同将被包含在权利要求书中。
实施例1建植羊草的方法
(1)建植点的选取：依据恢复规划，可在需要恢复的区域每10m×10m设1个建植点；
(2)营养土的制备：在建植点，挖取直径为30cm、深度为30cm的圆坑，取挖出的土的80-90％，加入缓释尿素、磷酸二铵、腐熟牛粪或羊粪，使得1m3土壤中包含150-180g缓释尿素、25-30g磷酸二铵和6500-7500g腐熟动物粪便，充分混匀后回填至坑中；
(3)围堰土的制备：取挖出土的10-20％，加入100g预糊化淀粉，充分混匀后加入适量的水，和成泥；
(4)种子的准备：将收集到的羊草种子用3％的高锰酸钾水溶液浸泡10-15分钟后，捞取种子，并用清水清洗三遍后，沥干至无明显水滴，再置于-15-18℃冰箱中，以打破种子休眠。2个星期后取出种子，将其放入预萌发盘中铺设均匀，覆盖上纱布，并在纱布上浇水致其完全湿透，盖上旧报纸以保证种子萌发的黑暗环境。每天检查纱布和种子，并浇适量水来保证纱布处于湿润状态；将露白的种子挑选出来备用。
(5)薄膜的准备：将可降解薄膜裁剪成直径为35cm的原片，用打孔器在中心及距离中心10cm的位置均匀打上5个直径为0.3-0.5cm的圆孔。
(6)点播系列操作：首先将圆坑内的营养土浇水至充分湿透，然后将准备好的薄膜圆片覆盖在上面，把围堰土沿薄膜边缘1-2cm均匀铺设呈圆环状，土高度达到2cm以上。用直径0.3cm的小棍在每一个塑料薄膜圆片的小孔位置上的泥土上打一个深度为1cm小坑，每个小坑放入预萌发种子一颗，并用周围沙土将小坑填至与薄膜片平齐。
最终，本发明完成的建植点如图1所示。
实施例2本发明建植方法的验证
为了验证本发明建植方法的有益效果，发明人设计了四因素二水平的正交实验，如表1所示。
表1正交实验表
Figure GDA0003266835140000051
正交实验结果如表2所示。
表2正交实验结果
Figure GDA0003266835140000052
Figure GDA0003266835140000061
Figure GDA0003266835140000071
表3.出芽率方差分析结果
Figure GDA0003266835140000072
Figure GDA0003266835140000081
表4.成活率方差分析结果
Figure GDA0003266835140000082
表5.根茎长方差分析结果
Figure GDA0003266835140000083
Figure GDA0003266835140000091
经分析可知，对于种子发芽率，上述影响因素中，影响程度达到显著或极显著程度的为浇水、覆膜及二者的交互作用，对应发芽率依次为88％、40％和100％；分别比对照提升64％、16％和76％，以浇水加覆膜的效果最好。对于幼苗成活率，上述影响因素中，影响程度达到显著或极显著程度的为浇水、覆膜、围堰及浇水和覆膜的交互作用，对应幼苗成活率依次为54％、50％、60％、0％和60％；分别比对照提升10.67％、6.67％、16.67％、6.67％和16.67％。以围堰及浇水和覆膜的共同作用最好。对于根茎长度，影响程度达到显著或极显著程度的为浇水、覆膜、围堰、加养分及浇水和加养分的共同作用，对应的根茎长度分别为7.03m、5.85m、2.27m、4.63m和16.23m；分别比对照提升349％、274％、45％、195％和937.3％。可见，浇水、覆膜、围堰及加养分分别在种子萌发、幼苗存活及根茎生长各个阶段都有自己的独特作用，如果将四者综合运用起来，将有效提升羊草在退化草原生态系统中的定植和扩繁能力。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种通过建植羊草恢复退化草原生态系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建植点的选取：依据恢复规划，可在需要恢复的区域每10m×10m设1个建植点；
(2)营养土的制备：在建植点，挖取一个圆坑，取挖出的土的80-90％，加入缓释尿素、磷酸二铵、腐熟动物粪便，使得1m3土壤中包含150-180g缓释尿素、25-30g磷酸二铵和6500-7500g腐熟动物粪便，充分混匀后回填至坑中；
(3)围堰土的制备：取挖出土的10-20％，加入预糊化淀粉，使得1m3土壤中包含预糊化淀粉，充分混匀后加入适量的水，和成泥；
(4)薄膜的准备：将可降解薄膜裁剪成直径大于圆坑直径10-20％的圆片，用打孔器在薄膜上均匀打上5个直径为0.3-0.5cm的圆孔；
(5)点播系列操作：首先将圆坑内的营养土浇水至充分湿透，然后将准备好的薄膜圆片覆盖在上面，把围堰土沿薄膜边缘均匀铺设呈圆环状，用直径0.3cm的小棍在每一个塑料薄膜圆片的小孔位置上的泥土上打一个深度为1cm小坑，每个小坑放入预萌发羊草种子一颗，并用周围沙土将小坑填至与薄膜片平齐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆坑的直径为30cm、深度为30cm。
3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，所述动物粪便为牛粪或羊粪。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，加入预糊化淀粉的量为100g。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预萌发羊草种子的准备步骤如下：
1)将收集到的羊草种子用3％的高锰酸钾水溶液浸泡10-15分钟后，捞取种子，并用清水清洗三遍后，沥干至无明显水滴，再置于-15℃至-18℃冰箱中，以打破种子休眠；
2)2个星期后取出种子，将其放入预萌发盘中铺设均匀，覆盖上纱布，并在纱布上浇水致其完全湿透，盖上旧报纸以保证种子萌发的黑暗环境；
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