CN110419288B - 一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法 - Google Patents

一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法。本发明涉及适合荒漠化土壤种植的禾本科植物、植物免疫诱抗剂、保水剂、沼液。其中植物选择高光和作用和庞大根系生成禾本科植物，选用植物免疫诱抗剂产品稀释10‑2000倍泡种和喷施，土壤保水剂加入量1‑500g/m3，沼液稀释1‑1000倍的灌溉和喷施。本发明基于荒漠化土壤有机质快速形成方法，使荒漠化土壤具有保水、保肥能力，进一步通过沼液灌溉使荒漠化土壤肥力显著提升，并获得与正常耕地相近的土壤微生物菌群结构和数量，进一步实现植物种植，为荒漠化土壤的治理提供了新的有效方法。

Description

一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，特别涉及一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法。
背景技术
荒漠化土壤是由于大风吹蚀，流水侵蚀，土壤盐渍化等造成的土壤生产力下降或丧失的土壤，有风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、冻融荒漠化、土镶盐渍化等4种类型的荒漠化土地，土地荒漠化最终结果大多是沙漠化。荒漠化土壤特点是土质疏松，透气透水性好，问题是保水、保肥能力差，养分含量低，微生物种群和数量低，不适宜植物的生长。
发明内容
本发明的目的在于，针对荒漠化土壤，提供一种基于有机质快速形成，并改良荒漠化土壤的方法。通过筛选适合荒漠化土壤种植植物和保水剂的一次性施用，结合植物免疫诱抗剂的诱抗功能，提高种植植物的抗逆生长，促进植物根系生物质的增加，为土壤微生物增殖提供载体，快速提升了荒漠化土壤有机质含量，进而提高荒漠化土壤的保水、保肥能力。进一步，结合沼液的施用，提高荒漠化土壤的养分，促进了植物和土壤微生物的增殖，构建良好的土壤生态系统，实现荒漠化土壤改良的目的。本发明的具体技术方案如下：
一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法，涉及适合荒漠化土壤种植的植物、可进行高光和作用并生成庞大根系的禾本科植物、植物免疫诱抗剂、保水剂、沼液。
本发明提供一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法，包括以下步骤：
1)植物种子进行泡种预处理：将植物免疫诱抗剂加水稀释，然后将种子加入到植物免疫诱抗剂稀释水溶液中，搅拌均匀、阴凉处风干后播种；
2)保水剂在荒漠土壤中的施用：将保水剂加水稀释，然后喷施于荒漠土壤；
3)荒漠土壤植物种子播种：将步骤1)预处理后的种子进行播种；
4)荒漠土壤的肥力提升以及微生物种群多样性和数量：将沼液加水稀释，进行荒漠土壤的灌溉；
5)植物叶面肥和/或生物农药的喷施：在植物生长初期与中期对叶面进行沼液和/或植物免疫诱抗剂的喷施；
6)植物地上部生物质的还田：植物生长末期将植物地上部分生物质进行粉碎后还田。形成与成熟耕地土壤肥力和土壤微生物菌群和数量相似的改良土壤，可重复进行步骤1)-6)，在荒漠化土壤基础上构建可持续的健康土壤生态系统。
作为优选，所述的荒漠化土壤包括沙漠土、戈壁土、珊瑚砂土和滨海沙土中的一种或两种以上。
作为优选，所述的植物种子包括禾本科植物玉米、甘蔗、水稻、大麦、小麦、燕麦、高粱、黑麦草、雀稗、梯牧草、早熟禾和狗尾草一种或两种以上。
作为优选，所述植物免疫诱抗剂为商业化植物免疫诱抗剂，例如，包括但不限于，寡糖类(例如，氨基寡糖素)、蛋白类(例如，超敏蛋白)和脱落酸类(例如S-诱抗素)免疫诱抗剂中的一种或两种以上。
作为优选，步骤1)中所述植物免疫诱抗剂加水稀释倍数为10-2000倍，进一步优选为100-500倍。每公斤种子加入植物免疫诱抗剂稀释水溶液1-500mL，进一步优选为10-50mL。
作为优选，步骤2)中所述的保水剂为商业化农林保水剂。
作为优选，步骤2)中所述保水剂稀释20-2000倍，进一步优选稀释20-100倍。每平米荒漠土壤使用保水剂1-500克固态粉剂，喷施保证地表20cm以上土壤与保水剂混匀；进一步优选使用保水剂5-50g。
作为优选，步骤3)中采用常规播种方式，每平米荒漠土壤播种1-500克种子，进一步优选每平米荒漠土壤播种10-100克。
作为优选，步骤4)中所述沼液加水稀释1-100倍，进一步优选用水稀释5-20倍进行荒漠土壤的灌溉。
作为优选，步骤5)中所述将沼液用水稀释10-1000倍，优选用水稀释20-200倍，植物免疫诱抗剂用水稀释10-2000倍，优选用水稀释100-1000倍进行喷施。
作为优选，所述沼液可以是本领域公知的任意种类，例如，包括但不限于，餐厨垃圾厌氧发酵后产生的沼液。
本发明基于上述荒漠化土壤存在的问题，通过种植适宜沙土生长的高光和作用的发达根系植物，通过植物免疫诱抗剂的泡种和喷施提高植物的抗逆能力，作物根系生长提高了土壤的保水、保肥能力，同时增加土壤有机质含量；进一步通过沼液灌溉，达到提高土壤养分含量以及微生物的种群和数量，进一步促进植物生长，使荒漠化土壤被构建成良好的土壤生态系统，最终实现荒漠化土壤改良的目的。
相比现有技术，本发明所述基于荒漠化土壤的有机质快速形成和改良荒漠化土壤的方法，具有如下优点：
1)本发明中所选植物配合植物免疫诱抗剂的使用，可在荒漠化土壤中快速生长产出庞大根系，增加土壤生物质含量，改善了土壤的团粒结构，提高荒漠化土壤的保水、保肥能力。
2)本发明进一步结合沼液的施用，增加荒漠化土壤的肥力以及微生物群落多样性和数量，构建了可持续的健康土壤生态系统。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
基于沙漠土的有机质快速形成，进行沙漠土改良。
首先，选择禾本科植物种子，采用脱落酸植物免疫诱抗剂加水稀释200倍进行泡种预处理，每公斤种子加入植物免疫诱抗剂稀释水溶液50mL，搅拌均匀后阴凉处风干后播种。将保水剂用水稀释40倍与地表20厘米以上沙漠土混合均匀，每平米沙漠土使用保水剂20克。采用常规播种方式，在处理过的沙漠土中进行播种，每平米沙漠土播种50克种子。进一步将沼液稀释5倍后进行沙漠土的灌溉。在植物生长初期设置遮阴网，防止阳光对植物的暴晒。在植物生长初期和中期对叶面进行沼液和植物免疫诱抗剂的喷施，其中沼液用水稀释100倍，脱落酸植物免疫诱抗剂用水稀释500倍进行喷施。植物生长末期采集土壤样品检测土壤养分含量以及土壤细菌群落和数量分析，发现改良后的沙漠土有机质含量(210g/kgsoil)超过正常耕地土壤有机质含量(107g/kg soil)，发现改良后的沙漠土总氮(1.02g/kgsoil)、有效磷(0.01mg/kg soil)含量与正常耕地土壤总氮(1.02g/kg soil)、有效磷(0.011mg/kg soil)含量相当。改良后的沙漠土速效钾(41.8mg/kg soil)低于耕地土速效钾(383.4mg/kg soil)含量。发现改良后的沙漠土细菌16S rDNA拷贝数量达到2.37*1012copies g dw-1，正常耕地土壤中细菌16S rDNA拷贝数量为5.28*1012copies g dw-1，并且改良后的沙漠土壤微生物菌群与耕地土壤相似。
实施例2
基于珊瑚砂土的有机质快速形成，进行珊瑚砂土改良。
选择禾本科植物种子，采用寡糖类植物免疫诱抗剂加水稀释300倍进行泡种预处理，每公斤种子加入植物免疫诱抗剂稀释水溶液60mL，搅拌均匀后阴凉处风干后播种。将保水剂用水稀释100倍与地表20厘米以上珊瑚砂土混合均匀，每平米珊瑚砂土使用保水剂50克固态粉剂。采用常规播种方式，在处理过的珊瑚砂土中进行播种，每平米珊瑚砂土播种30克种子。在植物生长初期和中期进行寡糖植物免疫诱抗剂的喷施，寡糖类植物免疫诱抗剂用水稀释1000倍进行喷施。植物生长末期采集土壤样品检测土壤养分含量以及土壤细菌群落和数量分析，发现改良后的珊瑚砂土有机质含量(260g/kg soil)超过正常耕地土壤有机质含量(107g/kg soil)，发现改良后的珊瑚砂土总氮(1.09g/kg soil)、有效磷(0.03mg/kgsoil)、速效钾(129.4mg/kgsoil)含量与正常耕地土壤总氮(1.02g/kg soil)、有效磷(0.011mg/kg soil)、速效钾(383.4mg/kg soil)含量相当，改良后的珊瑚砂土土壤肥力与成熟耕地相近。发现改良后的珊瑚砂土细菌16S rDNA拷贝数量达到4.41*1012copies g dw-1，正常耕地土壤中细菌16S rDNA拷贝数量为5.28*1012copies g dw-1，并且改良后的珊瑚砂土壤微生物菌群与耕地土壤相似。
实施例3
基于滨海沙土的有机质快速形成，进行滨海沙土改良。
选择禾本科植物种子，采用蛋白类植物免疫诱抗剂加水稀释100倍进行泡种预处理，每公斤种子加入蛋白类植物免疫诱抗剂稀释水溶液50mL，搅拌均匀后阴凉处风干后播种。将农林保水剂用水稀释50倍与地表20厘米以上滨海沙土混合均匀，每平米滨海沙土使用保水剂50克固态粉剂。采用常规播种方式，在处理过的滨海沙土中进行播种，每平米滨海沙土播种20克种子。进一步将沼液稀释10倍后进行滨海沙土的灌溉。在植物生长初期设置遮阴网，防止阳光对植物的暴晒。在植物生长初期和中期对叶面进行沼液，其中沼液用水稀释100倍进行喷施。植物生长末期采集土壤样品检测土壤养分含量以及土壤细菌群落和数量分析，发现改良后的滨海沙土有机质含量(180g/kg soil)超过正常耕地土壤有机质含量(107g/kg soil)，发现改良后的滨海沙土总氮(1.07g/kg soil)、有效磷(0.02mg/kgsoil)、速效钾(142.9mg/kg soil)含量与正常耕地土壤总氮(1.02g/kg soil)、有效磷(0.011m g/kg soil)、速效钾(383.4mg/kg soil)含量相当，改良后的滨海沙土土壤肥力与成熟耕地相近。发现改良后的滨海沙土细菌16S rDNA拷贝数量达到1.66*1012copies g dw-1，正常耕地土壤中细菌16S rDNA拷贝数量为5.28*1012copies g dw-1，并且改良后的滨海沙土壤微生物菌群与耕地土壤相似。
实施例4
基于土的有机质快速形成，进行沙漠土改良。
选择禾本科植物种子，采用脱落酸植物免疫诱抗剂加水稀释2000倍进行泡种预处理，每公斤种子加入植物免疫诱抗剂稀释水溶液500mL，搅拌均匀后阴凉处风干后播种。将保水剂用水稀释400倍与地表20厘米沙漠土混合均匀，每平米沙漠土使用保水剂200克。采用常规播种方式，在处理过的沙漠土中进行播种，每平米沙漠土播种500克种子。进一步将沼液稀释50倍后进行沙漠土的灌溉。在植物生长初期设置遮阴网，防止阳光对植物的暴晒。在植物生长初期和中期进行对叶面进行沼液喷施，其中沼液用水稀释1000倍。植物生长末期采集土壤样品检测土壤养分含量以及土壤细菌群落和数量分析，发现改良后的沙漠土有机质含量(290g/kg soil)超过正常耕地土壤有机质含量(107g/kg soil)，发现改良后的沙漠土总氮(1.00g/kg soil)、有效磷(0.015mg/kg soil)含量与正常耕地土壤总氮(1.02g/kg soil)、有效磷(0.011mg/kg soil)含量相当。改良后的沙漠土速效钾(76.3mg/kg soil)低于耕地土速效钾(383.4mg/kg soil)含量。发现改良后的沙漠土细菌16S rDNA拷贝数量达到1.53*1012copies g dw-1，正常耕地土壤中细菌16S rDNA拷贝数量为5.28*1012copiesg dw-1，并且改良后的沙漠土壤微生物菌群与耕地土壤相似。
上述结果表明，本发明的基于荒漠化土壤的有机质快速形成和改良荒漠化土壤的方法能够有效改良荒漠化土壤，在提高荒漠化土壤有机质，营养元素含量的同时，还能够提高荒漠化土壤的保水、保肥能力，构建多样性的土壤微生物群落结构，易于植被生长，植被的生长可长期固定改良荒漠化土壤，构建良好的土壤生态系统。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于有机质快速形成的改良荒漠化土壤的方法，包括以下步骤：
1)植物种子进行泡种预处理：将植物免疫诱抗剂加水稀释，然后将种子加入到植物免疫诱抗剂稀释水溶液中，搅拌均匀、阴凉处风干后播种；其中，所述植物免疫诱抗剂包括寡糖类、蛋白类和脱落酸类免疫诱抗剂中的一种或几种；
2)保水剂在荒漠土壤中的施用：将保水剂加水稀释，然后喷施于荒漠土壤；
3)荒漠土壤植物种子播种：将步骤1)预处理后的种子进行播种；
4)荒漠土壤的肥力提升：将沼液加水稀释，进行荒漠土壤的灌溉；
5)植物叶面肥和/或生物农药的喷施：在植物生长初期与中期对叶面进行沼液和/或植物免疫诱抗剂的喷施；
6)植物地上部生物质的还田：植物生长末期将植物地上部分生物质进行粉碎后还田。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的荒漠化土壤包括沙漠土、戈壁土、珊瑚砂土和滨海沙土中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物种子包括禾本科植物玉米、甘蔗、水稻、大麦、小麦、燕麦、高粱、黑麦草、雀稗、梯牧草、早熟禾和狗尾草中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述植物免疫诱抗剂加水稀释10-2000倍，每公斤种子加入植物免疫诱抗剂稀释水溶液1-500mL。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的保水剂为商业化农林保水剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述保水剂稀释20-2000倍，每平米荒漠土壤使用保水剂1-500克固态粉剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中每平米荒漠土壤播种1-500克种子。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述沼液加水稀释1-100倍。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中将沼液用水稀释10-1000倍，植物免疫诱抗剂用水稀释10-2000倍。
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