CN113348942B - 一种有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量的方法，通过筛选和培育在形态和生长指标方面具有互补性的适宜的目标植物，将其种植于透水性、透气性较差的土壤中，待地上部分和根系部分的生长速度减缓后，实施刈割，将地上部分覆于土表或翻压入土，施加菌剂促进根系腐烂，进而有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量。所述方法便捷、可行、有效，可有效改善理化性质不良的土壤。

Description

一种有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量的方法

技术领域

本发明属于生态学技术领域，涉及一种通过筛选和培育适宜植物有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量的方法。

背景技术

一些土壤类型，特别是新围垦形成的海滨地区的土壤，一般理化性质较差，具体表现在养分较为贫瘠、结构不良、质地黏重、透水性、透气性很差等。改良这类土壤通常难度较大，很费周折。

通过植物改良理化性质不良的土壤，是农业生产实践中时常采用的简单易行的手段之一。但迄今为止，有关这方面的实践，主要体现在种植绿肥、翻压入土等少数成功实例中。如何通过筛选和培育适宜植物，改良土壤的透水性、透气性和有机质含量，迄今未见相关报道。

发明内容

通过长期思考和实践，本发明开发出一种通过筛选和培育适宜植物，进而有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量的相对便捷、可行、有效的方法。

主要方法和步骤如下：

步骤1：通过常规实验，考察目标土壤的实际透水性和透气性。观察、实验、筛选适宜栽植于透水性、透气性较差的土壤中的植物种类(特别是树木种类)。通过考察植物的根系构型、深度、分枝、生物量，以及地上部分生长表现等指标，筛选出在形态和生长指标方面相互间具有互补性的适宜的两种或两种以上的一组目标植物种类。筛选出的植物适宜所述的透水性、透气性较差的土壤条件，但它们根系的所述形态和生长指标不同(具有互补性)，因此当它们共同生长于所述土壤中时，它们的根系分布在土壤中不同的水平和空间层次和位置；同时，在一般情况下，应为根系构型较为舒展(侧向水平扩展的根系相对于垂直轴夹角以45-90°为宜)、根系深度处于土壤中透水性和透气性较差土层厚度之内、根系分枝较多(分枝数/根长以大于0.1-0.2个/cm为宜)、地上和地下生物量较大(在相同生长时间内所达到的生物量以大于当地50％的其他类似植物为宜)。通过定向培育，目标植物的形态和生长指标将进一步增强，更有利于增强对透水性、透气性较差土壤的改良效果。

步骤2：选定一组目标植物后，按照它们的根系形态和生长指标的差异，以互补的方式进行种植或移栽(所选定一组目标植物的根系的所述形态和生长指标不同(具有互补性)，因此当它们共同生长于所述土壤中时，它们的根系分布在土壤中不同的水平和空间层次和位置)。通过系列实验，考察目标植物对于水分、光照和主要养分条件的耐受区间和适宜范围。

步骤3：在通过前期预实验测定得到的目标植物对水分、光照和主要养分条件的耐受区间和适宜范围内，设置调控频率，通过阶段性、间歇性、交替性调控土壤水分、光照和主要养分的适宜-亏缺状态及其持续时间，达到有效促进植物地上茎叶和地下根系生长的目的，特别是通过系列对比实验，筛选找到能够快速促进目标植物生根及地上部分生长的培育条件；

所述调控频率设置的内容为：根据目标植物种类的不同，通过预实验设置水分、光照和主要养分条件的不同组合，栽植目标植物于其中，然后，采用针对这些条件的不同组合的适宜-亏缺状态及其持续时间，实施不同的调控频率，通过跟踪分析不同实验处理条件下的目标植物的生长表现，找出适宜不同目标植物种类的水分、光照和主要养分条件的接近最佳的调控频率；

所述系列对比实验的内容是设置水分、光照和主要养分的不同条件及组合，栽植目标植物于其中，通过分析目标植物在不同实验处理条件下的生长表现，找出适宜不同植物种类的能够快速促进植物地上部分和根系部分生长的培育条件。

步骤4：在目标植物生长到根、茎、叶茂盛(特别是根系及地上部分生长达到最大化(通过前期步骤2和3的预实验观测得到))且生长速度开始减缓的时刻，开始对植物的地上部分实施刈割。对于刈割后的地上部分，切碎后，覆于土表或翻压入土，分解后将归还土壤，形成土壤有机质；在对植物地上部分实施刈割后，根系部分留在土中。在留在土中的根系不易分解的情况下，采用可促进根系腐烂的菌剂，喷洒或注射入根茬部位，以促进遗留在土壤中的根茬快速腐烂，并促进整个根系快速腐烂。大量根系腐烂后，能够在土壤中留下相当多的孔隙，以此可以有效增加土壤的孔隙度、透水性、透气性和有机质含量。

所述步骤4中还可以进一步进行步骤5：在所处气候区的植物生长季长、种植条件、人力、财力条件具备的情况下，在有待改良的土壤中，反复种植目标植物，并通过重复步骤3和4的调控手段，进一步增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。

在本发明中，有效筛选在形态指标和生长指标方面最优、能够有效改良土壤透气性、透水性和有机质含量的目标植物，并对目标植物采用预实验中获得的定向培育条件进行培育，这两个步骤，至关重要。在选择目标植物时，还应在各形态指标、生长指标和生态适宜性的基础上，尽可能选择生长周期短、根系易腐的植物，以此增加复种指数，并以此进一步增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。还应选择根系易分解的植物，同样可以快速增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。

本发明的有益效果在于：本发明开发出一种通过筛选和培育适宜植物，进而有效增加土壤透水性、透气性和有机质的相对便捷的、可行、有效的方法，从而改良理化性质较差的土壤。

附图说明

图1是本发明通过筛选和培育适宜植物有效增加土壤透水性、透气性的方法的示意图。

图1中：(1)植物地上部分；(2)植物根系部分；(3)刈割后的植物地上部分的处理方式之一：覆于土表；(4)植物根系腐烂后在土壤中留下的孔隙。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

本发明提出了一种通过筛选和培育在形态和生长指标方面具有互补性的适宜的目标植物，将其种植于透水性、透气性较差的土壤中，待地上部分和根系部分的生长速度减缓后，实施刈割，将地上部分覆于土表或翻压入土，施加菌剂促进根系腐烂，进而有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量。所述方法便捷、可行、有效，可有效改善理化性质不良的土壤。

实施例

申市滨海区围垦地利用植物(目标植物品种是“滨垦先锋1号”和“拓土先锋A”)改良土壤实例：

主要方法和步骤如下：

步骤1：首先考察目标土壤的实际透水性和透气性；观察、实验、筛选适宜栽植于透水性、透气性较差的土壤中的植物种类(特别是树木种类)。通过考察植物的根系构型、深度、分枝、生物量，以及地上部分1生长表现等指标，筛选出在形态和生长指标方面相互间具有互补性的适宜的两种或两种以上的一组目标植物种类。筛选出的植物适宜所述的土壤条件，但它们根系的所述形态和生长指标不同(具有互补性)，因此当它们共同生长于所述土壤中时，它们的根系分布在土壤中不同的水平和空间层次和位置；同时，在一般情况下，应为根系构型较为舒展(侧向水平根系相对于垂直轴夹角以为45-90°为宜)、根系深度处于土壤中透水性和透气性较差土层厚度之内、根系分枝较多(分枝数/根长以大于0.1-0.2个/cm为宜)、地上和地下生物量较大(在相同生长时间内所达到的生物量以大于当地50％的其他植物为宜)。通过定向培育，目标植物的形态和生长指标将进一步增强，更有利于增强对透水性、透气性较差土壤的改良效果。

步骤2：选定一组目标植物后，按照它们的根系形态和生长指标的差异，以互补的方式进行种植或移栽(所选定一组目标植物的根系的所述形态和生长指标不同(具有互补性)，因此当它们共同生长于所述土壤中时，它们的根系分布在土壤中不同的水平和空间层次和位置)。通过系列实验，考察目标植物对于水分、光照和主要养分条件的耐受区间和适宜范围。

步骤3：在通过前期预实验测定得到的目标植物对水分、光照和主要养分条件的耐受区间和适宜范围内，设置调控频率，通过阶段性、间歇性、交替性调控土壤水分、光照和主要养分的适宜-亏缺状态及其持续时间，达到有效促进植物地上茎叶和地下根系生长的目的，特别是通过系列对比实验，筛选找到能够快速促进目标植物根系部分2生长及地上部分1生长的培育条件。

所述调控频率设置的内容为：根据目标植物种类的不同，通过预实验设置水分、光照和主要养分条件的不同组合，栽植目标植物于其中，然后，采用针对这些条件的不同组合的适宜-亏缺状态及其持续时间，实施不同的调控频率，通过跟踪分析不同实验处理条件下的目标植物的生长表现，找出适宜不同目标植物种类的水分、光照和主要养分条件的接近最佳的调控频率；

所述系列对比实验的内容是设置水分、光照和主要养分的不同条件及组合，栽植目标植物于其中，通过分析目标植物在不同实验处理条件下的生长表现，找出适宜不同植物种类的能够快速促进植物地上部分1和根系部分2生长的培育条件。

步骤4：在目标植物生长到根、茎、叶茂盛(特别是根系及地上部分生长达到最大化(通过前期步骤2和3预实验观测得到))且生长速度开始减缓的时刻，开始对植物的地上部分1实施刈割。对于刈割后的地上部分3，切碎后，覆于土表或翻压入土，分解后将归还土壤，形成土壤有机质；在对植物地上部分1实施刈割后，根系部分2留在土中。在留在土中的根系不易分解的情况下，采用可促进根系腐烂的菌剂，喷洒或注射入根茬部位，以促进遗留在土壤中的根茬快速腐烂，并促进整个根系快速腐烂。大量根系腐烂后，能够在土壤中留下相当多的孔隙4，以此可以有效增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。

步骤5：在所处气候区的植物生长季长、种植条件、人力、财力条件具备的情况下，在有待改良的土壤中，反复种植目标植物，并通过重复步骤3和4的调控手段，增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。

“滨垦先锋1号”在实际步骤1-5中，对生态因子的响应表现为中度喜光、高度耐水淹、高度耐瘠薄的特性，生长表现为快速生长、根系表现为深根性宽幅根系；

“拓土先锋A”在实际步骤1-5中，对生态因子的响应表现为高度喜光、中度耐水淹、中度耐瘠薄的特性，生长表现为中速生长、根系表现为浅根性窄幅根系。

在调控土壤水分、光照和主要养分的适宜-亏缺状态及其持续时间时，对于“滨垦先锋1号”的调控阶段性、间歇性、交替性频率，可以长于或慢于“拓土先锋A”。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (6)

1.一种有效增加土壤透水性、透气性和有机质含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过观察、实验、筛选适宜栽植于透水性、透气性较差的土壤中的植物种类；通过考察植物的根系构型、深度、分枝、生物量，以及地上部分（1）生长表现指标，筛选出在形态和生长指标方面相互间具有互补性的适宜的两种或大于两种的一组目标植物种类；

步骤2：选定一组目标植物后，按照它们的根系形态和生长指标的差异，以互补方式进行相互搭配种植或移栽，当它们共同生长于所述土壤中时，它们的根系分布在土壤中不同的水平和空间层次和位置；然后通过系列实验，考察目标植物对于水分、光照和主要养分条件的耐受区间和适宜范围；

步骤3：在目标植物对于水分、光照和主要养分条件的耐受区间和适宜范围内，设置调控频率，通过阶段性、间歇性、交替性调控土壤水分、光照和主要养分水平的适宜-亏缺状态及其持续时间，达到有效促进植物地上茎叶和地下根系生长和生物量分配的目的，通过系列对比实验，找到快速促进植物地上部分（1）和根系部分（2）生长的培育条件；

步骤4：通过前期步骤2和3的实验观测获得目标植物生长到根、茎、叶茂盛且生长速度开始减缓的时刻，到达该时刻后开始对植物的地上部分（1）实施刈割；对于刈割后的地上部分（3），切碎后，覆于土表或翻压入土，分解后归还土壤，形成土壤有机质；在对植物地上部分（1）实施刈割后，根系部分（2）留在土中；在留在土中的根系不易分解的情况下，采用可促进根系腐烂的常用菌剂，喷洒或注射入根茬部位，以促进遗留在土壤中的根茬快速腐烂，并促进整个根系快速腐烂，根系腐烂分解后，能够在土壤中留下相当多的孔隙（4），以此增加土壤的孔隙度、透气性、透水性，并增加有机质含量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形态和生长指标方面具有互补性的适宜的目标植物指的是目标植物均适宜所述的透水性、透气性较差的土壤条件，其根系的所述形态和生长指标不同，具有互补性，因此当它们共同生长于所述土壤中时，它们的根系分布在土壤中不同的水平和空间层次和位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，筛选出的目标植物种类，除了步骤1所述的形态和生长指标外，应选择生长周期短于当地植物的平均生长周期的植物，增加复种指数，增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，筛选出的目标植物种类，除了步骤1所述的形态和生长指标外，应选择根系易降解的植物；根系易分解，快速增加土壤的孔隙度、透气性、透水性和有机质含量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述调控频率设置的内容为：根据目标植物种类的不同，通过设置水分、光照和主要养分条件的不同组合，栽植目标植物于其中，然后，采用针对这些条件的不同组合的适宜-亏缺状态及其持续时间，实施不同的调控频率，通过跟踪分析不同实验处理条件下的目标植物的生长表现，找出适宜不同目标植物种类的水分、光照和主要养分条件的最佳的调控频率。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述系列对比实验的内容是设置水分、光照和主要养分的不同条件及组合，栽植目标植物于其中，通过分析目标植物在不同实验处理条件下的生长表现，找出适宜不同植物种类的能够快速促进植物地上部分（1）和根系部分（2）生长的培育条件。

Images