CN114531993A - 一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，属于盐碱地土壤治理技术领域。本发明的改良盐碱地的方法包括以下步骤：盐碱地开沟，沟内填埋秸秆，混播牧草，所述牧草为青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅及林纳燕麦。本发明通过秸秆构建重度盐碱地混播牧草种植的有益微生境，在重度盐碱地形成快速有效的植被覆盖，形成土壤环境的有益改良；通过种植青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅、林纳燕麦混播草本植物形成“时间+空间”效应，达到重度盐碱地长效治理的目的。
Description
技术领域
本发明属于盐碱土壤治理技术领域，尤其涉及一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法。
背景技术
土壤盐碱化问题是目前世界上最严重的环境问题之一，随着人口不断増加以及耕地面积减少，土壤盐碱化在很大程度上制约着经济发展。尤其在我国西北干旱地区，土壤盐碱化致使农作物不能正常生长，严重制约着农业经济发展。因此，盐碱地改良对于西北干旱地区农业经济发展，生态环境保护等具有重要意义。
柴达木盆地位于青海省西北部，是中国3大内陆盆地之一，总面积25.8万km2，属高原大陆性气候，干旱少雨，降水量自东南向西北大幅度递减。按荒漠土类可分为石膏荒漠土和盐化荒漠土，柴达木盆地多分布草甸土，一般均有盐渍化现象。
针对柴达木盆地特殊的气候条件及水文地质，考虑经济因素，需要采取合理有效的治理措施。根据以往的盐碱地治理效果分析，化学改良见效快，能有效降低土壤盐碱化程度，改善土壤结构，增加土壤中有机质含量，但投资较大，不经济，不适合大范围使用；物理改良投资低，对环境影响小，但改良后持续时间短，随着降雨或地下水位抬升，土壤会再次发生盐碱化现象，而且物理改良工作量大，耗时长，目前不常使用；生物改良是目前使用最广的措施，然而，对于青藏高原高海拔地区，一般植物物种很难适应该地区气候条件，无法有效治理土壤盐碱化问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，通过填埋秸秆和青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅及林纳燕麦混播，形成土壤环境的有益改良，达到重度盐碱地长效治理的目的。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，包括盐碱地开沟，沟内填埋秸秆，混播牧草，所述牧草为青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅及林纳燕麦。
优选的是，所述开沟沟宽10-15cm，沟深4-6cm，沟距10-20cm。
优选的是，所述秸秆为禾本科植物秸秆。
更优选的是，所述秸秆为麦草和/或稻草，填充量为开沟立体结构的70％-100％。
更优选的是，所述秸秆填埋前粉碎，粉碎长度为1-2cm。
优选的是，所述牧草按青海扁茎早熟禾15kg-18kg/hm2、同德小花碱茅10kg-12kg/hm2及林纳燕麦150kg-200kg/hm2混播。
更优选的是，所述牧草种子播前浸入清水中进行浸润，浸润时间为30-60min。
优选的是，所述牧草混播方法为：将所述牧草种子与肥料均匀混合，在沟内均匀撒播。
更优选的是，所述肥料为磷酸二铵，施用量为145kg-150kg/hm2。
优选的是，所述混播牧草后，沟内覆土填实。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，本发明在重度盐碱地上利用耐贫瘠、高抗的青海扁茎早熟禾+同德小花碱茅+林纳燕麦通过时间、空间组合配置建植，利用秸秆填埋在建植当年营造牧草快速生长及扎根的有效微生境，通过林纳燕麦的快速生长特性在建植当年稳定微生境，同时获得有效的根系及掉落物残茬，为多年生牧草第2-4年生长获得有效的营养环境。利用同德小花碱茅的抗盐、耐盐特性改良盐碱地盐碱化，降低盐化比例，利用青海扁茎早熟禾根茎繁殖的生活策略建植有效的地下根系管网，促进土壤的快速改良。通过该方法，能够快速在重度盐碱地形成植被覆盖，通过多种牧草的时间空间组合利用，达到重度盐碱地长效治理的效果。
本发明通过秸秆构建重度盐碱地混播牧草种植的有益微生境，在重度盐碱地形成快速有效的植被覆盖，形成土壤环境的有益改良。通过种植青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅、林纳燕麦混播草本植物形成时间+空间效应，达到重度盐碱地长效治理的目的。
附图说明
图1：本发明建植结构剖面图；
图2：本发明建植结构时空扩展图；
图3：1～5年植物高度变化；
图4：3-～4-龄根系生长变化对比(CI-600微根管)。
具体实施方式
本发明提供了一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，包括盐碱地开沟，沟内填埋秸秆，混播牧草，所述牧草为青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅及林纳燕麦。
青海扁茎早熟禾(Poapratensis cv.Qinghai)，为多年生根茎型禾草，该品种具有横向蔓延的匍匐根状茎，耐寒性强，在-35℃环境下能安全越冬，抗旱、耐贫瘠，对土壤要求不严格。
同德小花碱茅(Puccinellia tenuiflora(Griseb)Scribn&Merr.cv.Tongde)，碱茅属植物，适应性强，耐寒、耐旱、耐盐碱。
林纳燕麦(AvenasativaL.cv.LENA)，为皮燕麦品种，一年生草本，须根较坚韧，生长势强，抗倒伏，抗旱、耐贫瘠。
本发明通过林纳燕麦的快速生长特性在建植当年稳定微生境，同时获得有效的根系及掉落物残茬，为多年生牧草第2-4年生长获得有效的营养环境；利用同德小花碱茅的抗盐、耐盐特性改良盐碱地盐碱化，降低盐化比例，利用青海扁茎早熟禾根茎繁殖的生活策略建植有效的地下根系管网，促进土壤的快速改良。
本发明优选开沟沟宽10-15cm，沟深4-6cm，沟距10-20cm；进一步优选开沟为开口宽15cm、沟底宽10cm的凹型沟，沟深5cm，沟距15cm。
本发明秸秆优选为草本植物秸秆，可选的为麦草和/或稻草，进一步优选为麦草和稻草混合，更优选麦草与稻草等比例混合。本发明优选麦草和/或稻草粉碎至1-2cm，进一步优选1.5cm。
本发明优选秸秆填充量为开沟立体结构的70％-100％，进一步优选秸秆填充量为开沟立体结构的70％-85％，更优选75％。
本发明优选牧草按青海扁茎早熟禾播种量为15kg-18kg/hm2，进一步优选播种量为16-17kg/hm2，更优选16.5kg/hm2；优选牧草同德小花碱茅播种量为10kg-12kg/hm2，进一步优选播种量为11kg/hm2；优选林纳燕麦播种量为150kg-200kg/hm2，进一步优选播种量为160-190kg/hm2，更优选175kg/hm2。
本发明优选牧草种子播前浸入清水中进行浸润，浸润时间为30-60min，进一步优选浸润45min。
本发明牧草混播方法为：将所述牧草种子与肥料均匀混合，在沟内均匀撒播；进一步优选肥料为磷酸二铵，施用量为145kg-150kg/hm2；更优选施用量为148kg/hm2。
本发明混播牧草后，沟内覆土填实。
本发明通过种植青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅、林纳燕麦混播草本植物形成时间+空间效应，达到重度盐碱地长效治理的目的。其中，林纳燕麦种植当年便能有形成有效的固土植物层，其残茬(地上部分)第二到三年能够有效形成微生环境；同德小花碱茅在建植第三年后能够形成稳定的降碱植物层；青海扁茎早熟禾植物在第三年后形成了稳定的固土植物层。本发明混播草本植物能够明显降低盐碱地pH。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，包括以下步骤：
(1)在重度盐碱地开凹型沟，开口宽15cm、沟底宽10cm的凹型沟，沟深5cm，沟距15cm；
(2)在所开沟内，填充麦草和稻草等体积比例混合秸秆，秸秆长度为1.5cm，填充量为所开沟立体结构的75％；
(3)将青海扁茎早熟禾种子、同德小花碱茅种子、林纳燕麦种子浸入清水中进行浸润，浸润时间为45min；
(4)按照青海扁茎早熟禾种子16.5kg/hm2，同德小花碱茅种子11kg/hm2，林纳燕麦种子175kg/hm2均匀混匀；
(5)按照磷酸二铵148kg/hm2与混播种子均匀混合；
(6)将拌好的种子及肥料在开好的沟内均匀撒播，并覆土填实。
实施例2
一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，包括以下步骤：
(1)在重度盐碱地开沟，10宽、4cm深，沟距10cm；
(2)在所开沟内，填充麦草秸秆，秸秆长度为1cm填充为所开沟立体结构的100％；
(3)将青海扁茎早熟禾种子、同德小花碱茅种子、林纳燕麦种子浸入清水中进行浸润，浸润时间为30min；
(4)按照青海扁茎早熟禾种子15kg/hm2，同德小花碱茅种子10kg/hm2，林纳燕麦种子150kg/hm2均匀混匀；
(5)按照磷酸二铵150kg/hm2与混播种子均匀混合；
(6)将拌好的种子及肥料在开好的沟内均匀撒播，并覆土填实。
实施例3
一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，包括以下步骤：
(1)在重度盐碱地开沟，15cm宽、6cm深，沟距20cm；
(2)在所开沟内，填充稻草秸秆，秸秆长度为2cm填充为所开沟立体结构的70％；
(3)将青海扁茎早熟禾种子、同德小花碱茅种子、林纳燕麦种子浸入清水中进行浸润，浸润时间为60min；
(4)按照青海扁茎早熟禾种子18kg/hm2，同德小花碱茅种子12kg/hm2，林纳燕麦种子200kg/hm2均匀混匀；
(5)按照磷酸二铵145kg/hm2与混播种子均匀混合；
(6)将拌好的种子及肥料在开好的沟内均匀撒播，并覆土填实。
实施例4
在青海省海西州德令哈市尕海，地理坐标N 37°13′54″，E 97°22′21″，海拔2880m。属高原山地气候，是典型的荒漠、半荒漠地区，日照充足，干旱少雨，冬寒夏凉，年均气温3.8℃，平均最低气温-11.1℃，平均最高气温16.2℃，年平均降水量仅120毫米，年蒸发量高达2439毫米。通过实施例1方式进行盐碱地改良。
测量指标：
1、牧草生长监测：于生长旺盛期(7月中下旬)，测量牧草高度及盖度。
2、土壤理化性质：于生长旺盛期(7月中下旬)，采集土壤样品，用于测定土壤pH。
测试结果：
(1)试验区内林纳燕麦(残茬为第二年至第三年)、扁茎早熟禾、同德小花碱茅高度变化见图3，其中，林纳燕麦种植当年高度可以达到82.12±15.43cm，建植当年能有形成有效的固土植物层，其残茬(地上部分)在第二年，第三年分别高5.1±2.33cm、1.17±0.23cm，能够有效形成微生环境。同德小花碱茅在建植第三年后趋于稳定，植物高度稳定在33.31±7.12cm左右，能够形成稳定的降碱植物层。青海扁茎早熟禾植物高度在第三年后稳定在28.54±7.65cm，形成了稳定的固土植物层；植物盖度变化见表1，植物总盖度在第三、四、五分别达到67.71±14.34cm、73.18±7.34cm、70.12±7.18cm，形成了稳定的植物群落结构。
表1实施区植物盖度变化(％)
(2)试验区pH(CK)8.93，实施后土壤盐碱化通多植物的透析作用得到有效减轻，第二年pH降低至8.76，第三年pH降低至8.32；第四年土壤pH降低至8.11，第五年pH降低只7.73。
实施例5
在青藏高原多年生牧草种质资源圃，位于青海省海北州西海镇，地理位置N36°49＇297″，E101°45＇266″，海拔3150m，年降雨量369.1mm、年蒸发量1400mm、年平均温度5.7℃，年日照时数2762.0h。通过实施例1方式进行盐碱地改良(重点监测青海扁茎早熟禾固土效果)。
测量指标：
牧草根系生长监测：根系分布和生物量，与测产同时进行。
根系样品采集：切根器(自主研发，实用新型专利ZL201620290179.3)采样，0-10、10-20cm、20-30cm分层取样，85℃烘干至恒重。
根系数据采集：在每小区建植行间隔15cm以45°斜插100cm透明根管，3次重复，利用CI-600根系扫描系统监测地下根系生长状况，通过定点多次根系图片比对，测定根茎长度、根茎节间长、间隔子长度、根茎节数、分枝角度、根茎芽数及克隆分株数等指标参数。
测试结果：
(1)通过微根管监测扫描，见图4，在实施阶段，青海扁茎早熟禾根茎繁殖(根系数量)处于逐年增长趋势。在重度盐碱化环境下，青海扁茎早熟禾能够有效形成地下生物(根系)网络，营造盐碱治理的微生环境。
(2)早熟禾根系连接点(Link)、节点数(Node)基本呈现随种植年限增加而逐渐增加的趋势，在5-龄(实施第5年)达到最大(6659.21±697.54、5498.57±694.19)并均在4-～5-龄(实施第4-5年)趋于稳定；根尖数(Tip)、分叉数(Bifurcation)基本呈现正增长型分布，分别在5-龄(实施第5年)达到最大(2987.59±749.58、2357.69±199.26)，见表2。
表2早熟禾根系特征年际间变化
(3)主根(Taproot)在2-～5-龄呈现逐渐降低的趋势，根茎(Rhizome)在2-～5-龄呈现逐渐升高的趋势，在实施第5年达到最大312.80±9.10d，见表3。
表3早熟禾根系组成年际间变化
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，盐碱地开沟，沟内填埋秸秆，混播牧草，所述牧草为青海扁茎早熟禾、同德小花碱茅及林纳燕麦。
2.根据权利要求1所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述开沟沟宽10-15cm，沟深4-6cm，沟距10-20cm。
3.根据权利要求1所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述秸秆为禾本科植物秸秆。
4.根据权利要求3所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述秸秆为麦草和/或稻草；所述秸秆的填充量为开沟立体结构容积的70％-100％。
5.根据权利要求3所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述秸秆填埋前粉碎，粉碎长度为1-2cm。
6.根据权利要求1所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述牧草按青海扁茎早熟禾15kg-18kg/hm2、同德小花碱茅10kg-12kg/hm2及林纳燕麦150kg-200kg/hm2混播。
7.根据权利要求1或6所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述牧草种子播前浸入清水中进行浸润，浸润时间为30-60min。
8.根据权利要求1所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述牧草混播方法为：将所述牧草种子与肥料均匀混合，在沟内均匀撒播。
9.根据权利要求8所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述肥料为磷酸二铵，施用量为145kg-150kg/hm2。
10.根据权利要求1所述的秸秆填埋及牧草混播改良盐碱地的方法，其特征在于，所述混播牧草后，沟内覆土填实。
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