CN112470587B - 一种退化草原表土快速修复方法 - Google Patents

一种退化草原表土快速修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种退化草原表土修复方法，通过封禁灭菌使得原先存在的微生物灭活，防止对后续的优势微生物造成破坏；再通过在土壤底部加入牧草纤维和生物质活性炭在土壤底部构建保水层，避免水分流失，施加天然的、绿色的肥料提供营养成分，避免化学物质造成土壤的变质以及生物多样性的损伤；进一步从健康草原区表土中筛选优势微生物进行驯化培养，并与固体吸附载体进行复合，起到缓慢释放微生物菌剂的作用，使得微生物菌剂能够缓慢逐渐适应当地的微生物生态环境。本发明的方法操作简单，成本低廉，具有良好的推广前景，能够快速修复退化草原表土。

Description

一种退化草原表土快速修复方法
技术领域
本发明属于草原生态环境恢复领域，具体涉及一种退化草原表土快速修复方法。
背景技术
草原是我国一项重要的农业生产资源，面积60亿亩占国土面积41％，既是重要的绿色生态屏障，又是重要的畜牧业生产基地。然而，由于不合理的利用，目前草原土壤退化严重，已成为我国一个重大的资源和环境问题。
草原土地退化的原因主要是由于人类从草原土地上不断取走大量的物质与能量，草原土地长期入不敷出，违背了生态平衡的基本原则而造成的。而最直接、最重要的原因是：(1)过度放牧，(2)不适当开垦、挖药材、砍薪柴、割草、搂草、搂发菜等，破坏草地植被，使风蚀、水蚀、沙化、盐渍化和土壤贫瘠化加剧；(3)管理不当，(4)草原土地的使用、管理权限不明。
目前，退化草原土地的恢复已成为我国生态文明建设面临的重要任务。目前针对不同退化类型草原土地，主要采用围栏封育、松土改良、播种、施肥等恢复措施。施肥是恢复和改良退化草原土地的重要措施，能够短时间内提高草地牧草产量，但容易导致草地植物物种减少、土壤养分失衡等问题。
根据生态学的基础理论，土壤是草原生态的承载，植被、菌落的生长以及水土保持跟土壤功能密切相关，改善草原区土壤质量是一种可持续的恢复草原生态的方法。尤其重要的是草原区表土质量对草原区生态植被的生长、发展至关重要，对退化草原区的生态恢复起到决定性的作用。
然而，目前对退化草原土地的修复使用了大量的肥料，以及除草剂等化学药品，使得土壤理化性质发生严重、不可逆的变化，严重影响草原区生态多样性的发展，容易造成草原区生态的不良现象。
综上可知，目前亟需一种新型的退化草原表土修复方法，以克服现有技术的不足，达到快速修复退化草原表土的目的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种退化草原表土快速修复方法，该方法避免或使用少量化肥，以及除草剂等化学药品，选用源自天然的、绿色的肥料和其他成分，配合土壤灭菌、土壤改良等方法，快速修复退化草原的表土，使得表土的肥料充足，微生物菌落丰富，水分充分，能够快速修复并持续保持草原表土的质量。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种退化草原表土快速修复方法，包括以下步骤：
(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量100-200kg/亩，然后采取工程围栏或生物围栏的方式进行封禁，静置7-14天；
(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然而进行深耕翻40-50cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:10-15，施用量是800-1000kg/亩；
(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量600-800kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便80-100份，黄腐酸钾20-40份，中药渣20-30份，明矾浆10-15份，钠基膨润土5-10份，硅微粉3-4份，保水剂4-6份；静置14-21天；
(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养2-3d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养3-5d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；
(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是200-300kg/亩，然后进行浅耕翻15-25cm，静置14-21天；
(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是50-80kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是200-400kg/亩。
进一步，所述步骤(1)中所述中药提取液是金银花、田七、蒲公英、苜蓿的水提物，质量浓度是4-6％；
进一步，所述步骤(2)中牧草纤维选自当地草原的牧草纤维，优选苜蓿、针茅、狗尾草、虎耳草、小嵩草的一种以上，所述牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维；
进一步，所述步骤(2)中的生物质活性炭选自椰子壳活性炭、秸秆活性炭、稻壳活性炭、竹子活性炭的一种以上；
进一步，所述步骤(3)中中药渣为甘草药渣、金银花药渣、三七药渣、黄芪药渣、当归药渣、天麻药渣、石斛药渣中的一种以上；
进一步，所述步骤(3)中保水剂选自聚环氧丙烷-海藻酸钠水凝胶、壳聚糖-海藻酸钠水凝胶、羟乙基纤维素-海藻酸钠水凝胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵的一种以上；
进一步，所述步骤(4)中驯化培养培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4；
进一步，所述步骤(4)中吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明为了克服现有技术中退化草原修复存在的不足，针对性的提供一种新的退化草原表土修复方法，通过封禁灭菌的操作使得原先存在的微生物灭活，防止对后续的优势微生物造成破坏；然而通过在土壤底部加入牧草纤维和生物质活性炭，一方面通过牧草的发酵分解提供相应的肥力，一方面通过生物质活性炭的吸附作用杀灭其他有害微生物，同时在土壤底部构建保水层，避免水分流失；然后，施加天然的、绿色的肥料提供营养成分，避免化学物质造成土壤的变质以及生物多样性的损伤；
另一方面，为了促进草原区表土的微生物菌落的重生，采用从健康草原区表土中筛选优势微生物进行驯化培养，能够快速适应当地土壤的微生物生态环境，促进草原区表土中微生物菌落的良性繁殖，进而快速修复退化草原表土；为了微生物菌剂能够快速使用退化草原的土壤环境，避免恶劣环境对微生物菌剂的破坏，本发明选择将微生物菌剂与固体吸附载体进行复合，起到缓慢释放微生物菌剂的作用，使得微生物菌剂能够缓慢逐渐适应当地的微生物生态环境。
(2)明矾浆是矾土经“水浸法”生产明矾时的副产物，经过干燥后所得白色粉末状固体，其主要成分是氧化硅、氧化铝和水组成的硅酸盐矿物，并含有丰富的Ca、Mg、Fe、K、S、P等常量元素和多种微量元素，因其具有颗粒细、比表面积大、吸附力强等特点，能够极大的提高土壤肥力。
(3)本发明通过后续管理，进一步施加微生物球和土壤改良剂能够快速修复退化草原的表土，改善表土的土壤质量，本发明的方法操作简单，成本低廉，具有良好的推广前景，能够快速修复退化草原表土。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
实施例1
本实施例提供一种退化草原表土快速修复方法，包括以下步骤：
(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量200kg/亩，然后采取工程围栏方式进行封禁，静置7-14天；所述中药提取液是金银花的水提物，质量浓度是6％；
(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然而进行深耕翻50cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:10，施用量是800kg/亩；牧草纤维选自苜蓿、针茅、狗尾草、虎耳草、小嵩草的一种以上，所述牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维；生物质活性炭选自椰子壳活性炭；
(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量800kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便100份，黄腐酸钾40份，中药渣30份，明矾浆15份，钠基膨润土10份，硅微粉4份，保水剂4份；静置21天；中药渣为甘草药渣；保水剂选自聚丙烯酸钠和聚丙烯酸铵；
(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养3d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养5d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；驯化培养培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4；吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是200kg/亩，然后进行浅耕翻25cm，静置21天；
(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是80kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是400kg/亩。
实施例2
本实施例提供一种退化草原表土快速修复方法，包括以下步骤：
(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量150kg/亩，然后采取生物围栏的方式进行封禁，静置7-14天；所述中药提取液是蒲公英的水提物，质量浓度是6％；
(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然而进行深耕翻45cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:15，施用量是900kg/亩；牧草纤维选自针茅、狗尾草、虎耳草，所述牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维；生物质活性炭选自稻壳活性炭和竹子活性炭；
(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量700kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便80份，黄腐酸钾40份，中药渣20份，明矾浆12份，钠基膨润土5份，硅微粉4份，保水剂6份；静置16天；中药渣为黄芪药渣、当归药渣；保水剂选自聚环氧丙烷-海藻酸钠水凝胶和聚丙烯酸钠；
(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养2d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养4d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；驯化培养培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4；
吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是250kg/亩，然后进行浅耕翻15cm，静置14天；
(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是70kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是200kg/亩。
实施例3
本实施例提供一种退化草原表土快速修复方法，包括以下步骤：
(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量150kg/亩，然后采取工程围栏的方式进行封禁，静置8天；所述中药提取液是苜蓿的水提物，质量浓度是4％；
(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然而进行深耕翻45cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:12，施用量是1000kg/亩；牧草纤维为苜蓿、针茅、狗尾草、虎耳草、小嵩草；，所述牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维；生物质活性炭选自椰子壳活性炭、秸秆活性炭；
(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量600kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便90份，黄腐酸钾20份，中药渣30份，明矾浆10份，钠基膨润土5份，硅微粉3份，保水剂5份；静置18天；中药渣为石斛药渣；保水剂为羟乙基纤维素-海藻酸钠水凝胶；
(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养3d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养4d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；驯化培养培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4；
吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是280kg/亩，然后进行浅耕翻20cm，静置14天；
(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是70kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是330kg/亩。
实施例4
本实施例提供一种退化草原表土快速修复方法，包括以下步骤：
(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量130kg/亩，然后采取工程围栏的方式进行封禁，静置10天；所述中药提取液是田七和苜蓿的水提物，质量浓度是6％；
(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然而进行深耕翻50cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:10，施用量是1000kg/亩；牧草纤维选自针茅、狗尾草、虎耳草，所述牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维；生物质活性炭选自椰子壳活性炭；
(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量600kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便100份，黄腐酸钾20份，中药渣22份，明矾浆13份，钠基膨润土8份，硅微粉4份，保水剂4份；静置14天；中药渣为甘草药渣、金银花药渣；保水剂选自聚环氧丙烷-海藻酸钠水凝胶和聚丙烯酸铵；
(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养3d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养5d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；驯化培养培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4；
吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是200kg/亩，然后进行浅耕翻25cm，静置21天；
(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是80kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是400kg/亩。
实施例5
本实施例提供一种退化草原表土快速修复方法，包括以下步骤：
(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量160kg/亩，然后采取生物围栏的方式进行封禁，静置14天；所述中药提取液是蒲公英的水提物，质量浓度是6％；
(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然而进行深耕翻50cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:14，施用量是800kg/亩；牧草纤维选自苜蓿、针茅、狗尾草；，所述牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维；生物质活性炭选自秸秆活性炭；
(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量650kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便80份，黄腐酸钾40份，中药渣23份，明矾浆14份，钠基膨润土9份，硅微粉4份，保水剂6份；静置21天；中药渣为甘草药渣、黄芪药渣、当归药渣、天麻药渣、石斛药渣；保水剂选自聚环氧丙烷-海藻酸钠水凝胶、壳聚糖-海藻酸钠水凝胶和聚丙烯酸铵；
(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养3d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养3d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；驯化培养培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4；
吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是210kg/亩，然后进行浅耕翻20cm，静置21天；
(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是80kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是200kg/亩。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)封禁灭菌：对退化草原区土地喷洒中药提取液，喷洒量100-200kg/亩，然后采取工程围栏或生物围栏的方式进行封禁，静置7-14天；(2)整地：向步骤(1)中的土壤加入牧草纤维和生物质活性炭，然后进行深耕翻40-50cm将牧草纤维和生物质活性炭埋入土壤底部，所述牧草纤维和生物质活性炭的质量比为100:10-15，施用量是800-1000kg/亩；(3)土壤改良：向步骤(2)中的土壤灌水，然后施加土壤改良剂，用量600-800kg/亩；所述土壤改良剂由以下重量份的原料组成：畜禽粪便80-100份，黄腐酸钾20-40份，中药渣20-30份，明矾浆10-15份，钠基膨润土5-10份，硅微粉3-4份，保水剂4-6份；静置14-21天；(4)微生物培养：从健康草原区表土中筛选土壤微生物悬液，在驯化培养基中摇床培养2-3d，然后继续在相同驯化培养基中摇床培养3-5d，制备得到微生物菌剂；将微生物菌剂与吸附载体混合制备固体微生物球；(5)微生物改良：向步骤(3)的土壤中施加固体微生物球，用量是200-300kg/亩，然后进行浅耕翻15-25cm，静置14-21天；(6)管理：适时灌水，并于每半年施加一次固体微生物球，用量是50-80kg/亩；每年施加一次土壤改良剂，用量是200-400kg/亩。
2.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述中药提取液是金银花、田七、蒲公英、苜蓿的水提物，质量浓度是4-6％。
3.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中牧草纤维选自当地草原的牧草纤维，苜蓿、针茅、狗尾草、虎耳草、小嵩草的一种以上，牧草经过干燥粉碎后制备得到牧草纤维。
4.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中的生物质活性炭选自椰子壳活性炭、秸秆活性炭、稻壳活性炭、竹子活性炭的一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(3)中中药渣为甘草药渣、金银花药渣、三七药渣、黄芪药渣、当归药渣、天麻药渣、石斛药渣中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(3)中保水剂选自聚环氧丙烷-海藻酸钠水凝胶、壳聚糖-海藻酸钠水凝胶、羟乙基纤维素-海藻酸钠水凝胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵的一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中驯化培养基包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠5g/L，pH为7.4。
8.根据权利要求1所述的一种退化草原表土快速修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中吸附载体为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。
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