一种提高土壤团稳性的方法与流程

1.本发明属于生态修复与环境保护领域，尤其涉及一种提高土壤团稳性的方法。


背景技术：

2.土壤团聚体稳定性简称土壤团稳性，是重要的土壤物理性质。团稳性较高的土壤，一般具有较好的抗侵蚀能力、较高的透气性、保水性和保肥性。自然生态中，土壤团聚性通过各种物理、化学和生物作用来维持，而在受损生态系统中，则需要人为设计来提高土壤团聚性，为植被生长提供稳定的土壤环境。目前，团粒喷播技术中通过添加化学团稳剂，如聚丙烯酰胺，来提高土壤基质的团聚性和稳定性，化学团稳剂具有一定的不稳定性和环境风险，比如聚丙烯酰胺在土壤中会很快降解，无法达到长期维持土壤团稳性的效果。此外，人工合成的化学团稳剂如果不能有效降解，会产生有毒有害物质，对土壤及地下水带来环境风险。


技术实现要素：

3.本发明针对上述的技术问题，提出一种提高土壤团稳性的方法，解决化学团稳剂作用期短且存在潜在环境风险的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种提高土壤团稳性的方法，包括：步骤1）、清理并平整场地；2）、在平整的场地土壤上培植出修复植物群落，修复植物群落中包括产胶植物及豆科植物，可采用播种、喷播或植苗任一方式种植，产胶植物的生物量至少占植物群落总生物量的15%，豆科植物的生物量至少占植物群落总生物量的50%以上，在培植修复植物群落过程中向土壤中接种微生物菌剂，微生物菌剂分两次接种；3）、对培植的修复植物群落进行养护。
5.作为一种优选实施方案，步骤2）所述修复植物中，在热带亚热带地区，所述产胶植物选用鹿角藤，可采用播种、喷播或植苗方式种植，在播种或喷播时，所述鹿角藤的种子用量占植物群落种子总量的15~20%，在植苗时，其种植密度应为至少每16 m2植1株；所述豆科植物选用银合欢、金合欢、黑荆、相思、决明中的一种以上。
6.作为一种优选实施方案，步骤2）所述修复植物中，在北亚热带及温带季风区，所述产胶植物选用杜仲，可采用植苗方式种植，种植密度为每100 m2至少植1株；所述豆科植物选用刺槐、紫穗槐、紫花苜蓿、车轴草中的一种以上。
7.作为一种优选实施方案，步骤2）所述修复植物中，在北温带季风气候区，所述产胶植物选用橡胶草，可采用播种或喷播方式种植，播种或喷播时，种子用量占植物群落种子总量的25~30%；所述豆科植物选用柠条锦鸡儿、沙地锦鸡儿、草木樨、新疆野豌豆、骆驼刺中的一种以上。
8.作为一种优选实施方案，步骤2）中，微生物菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、
球形芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌及苏云金杆菌中的3种以上。
9.作为一种优选实施方案，微生物菌剂在使用前，需进行活化，活化方式为：每500 g微生物菌剂中加入500 g红糖和60 kg水后搅拌均匀，在30℃下密封保存8小时。
10.当种植方式为喷播方式时，微生物菌剂第一次接种是将活化的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌菌剂搅拌均匀，在喷播基质中进行接种，微生物菌剂二次接种是在喷播植物灌丛平均高度达到50 cm时，喷洒活化的球形芽孢杆菌和苏云金杆菌菌剂。
11.当种植方式为播种或植苗方式时，微生物菌剂第一次接种是在苗木成活前喷洒活化的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌菌剂，并采取一定的覆盖措施，微生物菌剂第二次接种是在苗木成活后，向苗木上喷洒活化的球形芽孢杆菌和苏云金杆菌菌剂。
12.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明利用产胶植物的产胶特性为土壤补充天然有机的土壤团稳剂，能够提高土壤团稳性20%以上，并且不产生环境污染风险；由于土壤团稳性的提高，土壤具有更高的耐侵蚀能力，降低了水土流失风险；由于接种的微生物具有增肥能力，使土壤中能够源源不断地产生氮、磷等养分供给植物生长，降低了后期养护施肥的成本；由于接种的微生物具有防治病虫害的能力，使植物的致病菌及害虫数量减少，降低了植物病害的发生，避免了使用农药产生成本和环境风险。
实施方式
13.下面结合实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
14.产胶植物是能够产生天然橡胶乳的一类植物，目前常被用于生产天然橡胶来获得经济效益。它们的凋落物和分泌物中，也含有大量的植物胶乳，进入土壤后有利于维持土壤的团稳性。植物持续的凋落和分泌行为能够不断产生植物胶乳进入土壤，因此能够长期维持土壤的团稳性，并且不会带来环境风险。
实施例
15.某温带公园边坡a采用杜仲+紫花苜蓿绿化其位于北纬36～37
°
之间，海拔50-100 m，属温带季风气候，多年平均气温12.3℃，年平均降水量856.4毫米；具体绿化位置为河岸坡地，坡度15
°
，坡向向西，坡长90 m。采用的产胶植物为杜仲，选用的豆科植物为紫花苜蓿。
16.采用以下步骤：（1）绿化前按照公园设计规范gb 51192-2016进行设施和道路规划，并实施整地；（2）按照株行距10 m
ꢀ×ꢀ
10 m的规格，种植4年生杜仲苗；（3）在杜仲行间空地上播种紫花苜蓿，播种规格为2.5 g/m2；（4）喷洒活化的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌菌剂，活化方法为每500 g商品菌剂中加入500 g红糖和60 kg水后搅拌均匀，在30℃下密封保存8小时；喷洒接种的规格为每亩喷洒地60 kg活化菌液；（5）喷洒接种菌剂后使用草帘覆盖地面，每日洒水直至紫花苜蓿萌发；（6）杜仲成活后，喷洒接种球形芽孢杆菌和苏云金杆菌，活化方法和喷洒规格与步
骤（4）相同；（7）不使用任何化学农药。
17.对比例1某温带城市绿地边坡b采用银杏 + 紫花苜蓿绿化位于北纬36～37
°
之间，海拔50-100 m，属温带季风气候，多年平均气温12.3℃，年平均降水量856.4毫米；具体绿化位置为城市绿地，坡度小于10
°
，坡向西南。
18.采用以下步骤：（1）绿化前按照城市绿地设计规范gb/t 51346-2019进行设施和道路规划，并实施整地；（2）按照株行距5 m
ꢀ×ꢀ
5 m的规格，种植3年生银杏苗；（3）在银杏行间空地上播种紫花苜蓿，播种规格为2.5 g/m2；（5）播种后使用草帘覆盖地面，每日洒水直至紫花苜蓿萌发；（6）银杏成活后，采用传统方法进行养护和施肥，喷洒除虫和除菌农药。
19.对比例2某温带公路边坡c采用化学团稳剂喷播绿化位于北纬36～37
°
之间，海拔50-100 m，属温带季风气候，多年平均气温12.3℃，年平均降水量856.4毫米；具体绿化位置为公路边坡，坡度20
°
，坡向西南。
20.采用以下步骤：（1） 绿化前按照边坡喷播绿化工程技术标准cjjt 292-2018进行场地整理，清理边坡杂物并清除危岩体；（2）进行喷播施工，先后喷播人工基质层和表土层，人工基质层厚度约5 cm，主要组成为：45%粘土，40%植物纤维，使用的化学团稳剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、阿拉伯树胶、石蜡胶、硬脂酸钙、水玻璃；表土层厚度约2cm，使用的植物种子有：刺槐25%、紫穗槐25%、紫花苜蓿30%及其他景观植物；种子使用规格为20 g/m2。
21.（3） 喷播后按照常规喷播养护方法进行养护，包括灌溉、施肥和喷药。
22.实施例与对比例1、对比例2的实验对比结果详见表1。下表中，水稳团聚体含量和平均质量直径是采用国家农业标准ny/t 1121.20-2008中方法计算的土壤团稳性指标。
23.表1 实施例与对比例1、对比例2实验结果对比对比参数实施例对比例1对比例2修复6个月后的水稳性团聚体含量（%）67%50%88%修复6个月后的平均质量直径(mm)2.992.563.32修复一年后的水稳性团聚体含量（%）89%77%85%修复一年后平均质量直径(mm)3.292.662.90修复一年后的土壤有机质含量(g/kg)252339修复一年后的植物盖度(%)85%83%90%由上表可见，实施例1的土壤团稳性在6个月时优于对比例1，而低于对比例2，这是因为对比例2中使用了化学土壤团稳剂，化学团稳剂具有较快的作用；但在实施修复一年后，实施例的土壤团稳性优于对比例1和对比例2，这是因为实施例采用的产胶植物已经具有一定的生物量，能够持续产生有机胶乳促进土壤的团稳性，而对比例2中的化学土壤团稳
剂逐渐分解老化。
24.修复一年后实施例比对比例2的土壤平均质量直径高20%，说明利用产胶植物绿化能够显著提高土壤团稳性。
25.实施例和对比例1在修复一年后的土壤有机质含量和植物盖度低于对比例2，是因为对比例2 采用的人工土壤中加入了大量的植物纤维并且采用了较大的植物种植密度；修复一年后实施例的土壤有机质含量和植物盖度略高于对比例2则说明，与常规绿化方法相比，利用产胶植物绿化更有利于土壤有机质的积累和对土壤的覆盖。
26.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种提高土壤团稳性的方法，其特征在于：包括：以下步骤1）、清理并平整场地；2）、在平整的场地土壤上培植出修复植物群落，修复植物群落中包括产胶植物及豆科植物，可采用播种、喷播或植苗任一方式种植，产胶植物的生物量至少占植物群落总生物量的15%，豆科植物的生物量至少占植物群落总生物量的50%以上，在培植修复植物群落过程中向土壤中接种微生物菌剂，微生物菌剂分两次接种；3）、对培植的修复植物群落进行养护。2.根据权利要求1所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：在热带亚热带地区，所述产胶植物选用鹿角藤，可采用播种、喷播或植苗任一方式种植，在播种或喷播时，所述鹿角藤的种子用量占植物群落种子总量的15~20%，在植苗时，其种植密度应为至少每16 m2植1株；所述豆科植物选用银合欢、金合欢、黑荆、相思、决明中的一种以上。3.根据权利要求1所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：在北亚热带及温带季风区，所述产胶植物选用杜仲，可采用植苗方式种植，种植密度为每100 m2至少植1株；所述豆科植物选用刺槐、紫穗槐、紫花苜蓿、车轴草中的一种以上。4.根据权利要求1所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：在北温带季风气候及温带大陆气候区，所述产胶植物选用橡胶草，可采用播种或喷播方式种植，播种或喷播时，种子用量占植物群落种子总量的25~30%；所述豆科植物选用柠条锦鸡儿、沙地锦鸡儿、草木樨、新疆野豌豆、骆驼刺中的一种以上。5.根据权利要求1所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：所述步骤2）中，所述微生物菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌及苏云金杆菌中的3种以上。6.根据权利要求1或5所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：所述微生物菌剂在使用前，需进行活化，活化方式为：每500 g微生物菌剂中加入500 g红糖和60 kg水后搅拌均匀，在30℃下密封保存8小时。7.根据权利要求6所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：所述步骤2）中，当种植方式为喷播方式时，微生物菌剂第一次接种是将活化的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌菌剂搅拌均匀，在喷播基质中进行接种，微生物菌剂二次接种是在喷播植物灌丛平均高度达到50 cm时，喷洒活化的球形芽孢杆菌和苏云金杆菌菌剂。8.根据权利要求6所述的提高土壤团稳性的方法，其特征在于：所述步骤2）中，当种植方式为播种或植苗方式时，微生物菌剂第一次接种是在苗木成活前喷洒活化的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌菌剂，并采取一定的覆盖措施，微生物菌剂第二次接种是在苗木成活后，向苗木上喷洒活化的球形芽孢杆菌和苏云金杆菌菌剂。

技术总结
本发明提出一种提高土壤团稳性的方法，属于生态修复与环境保护领域，包括步骤：1）、清理并平整场地；2）、在平整的场地土壤上培植出修复植物群落，修复植物群落中包括产胶植物及豆科植物，可采用播种、喷播或植苗任一方式种植，产胶植物的生物量至少占植物群落总生物量的15%，豆科植物的生物量至少占植物群落总生物量的50%以上，在培植修复植物群落过程中向土壤中接种微生物菌剂，微生物菌剂分两次接种；3）、对培植的修复植物群落进行养护。本发明提供的方案能够使修复后形成土壤的团聚性提高20%以上，有效提高了土壤的孔隙度，增强了土壤的抗侵蚀能力和植物的抗病害能力，节约了养护成本，降低了环境污染风险。降低了环境污染风险。


技术研发人员：李春林 曲宁 孙琳婷 张良振 张式雷 曹志泉 姜硕 徐春莹
受保护的技术使用者：青岛冠中生态股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/9