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马德里竞技维戈塞尔塔: 應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201710977968.3

申請日:

20171017

公開號:

CN108934794A

公開日:

20181207

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G20/00,C05G3/02,C05G3/04 主分類號: A01G20/00,C05G3/02,C05G3/04
申請人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
發明人: 馮起,郭瑞,賈冰,溫小虎,劉蔚
地址: 730000 甘肅省蘭州市東崗西路320號中科院寒旱所
優先權: CN201710977968A
專利代理機構: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 代理人: 范國鋒;談俊
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201710977968.3

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法,根據草甸草原不同的退化程度,設計針對性修復方案,并且提供了通過施加土壤改良劑以調節土壤養分不足問題;根據多年禾本植物常年生長造成的土壤板結問題,研發出可沿多個方向切根的高效切根裝置。本發明提供了一種全面考慮草甸草原現狀、減少或緩解植物生長限制性因素、成本低且效果顯著的改善方法,使得草甸草原生態得以恢復,維護草地畜牧業的持續健康發展。

權利要求書

1.應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法,其特征在于,所述方法包括對需進行生態恢復的草甸草原進行退化程度評定,根據不同退化程度使用相應的設定恢復方案。2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,草甸草原退化程度分為輕度退化草原、中度退化草原和重度退化草原,輕度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增養”模式恢復;中度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增養+免耕補播適宜牧草”模式恢復;重度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增養+植被重建”模式恢復。3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,鼠害防治的方法包括采用D型肉毒素滅鼠劑防治、或設置招鷹架生物滅鼠中的一種或其組合,優選兩者組合使用。4.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,免耕補播適宜牧草方法為:采用免耕播種機在植被較少的地區進行牧草播種,所述牧草選自冷地早熟禾草籽、草地早熟禾草籽、黑麥草草籽、葦狀羊茅草籽、羊草草籽、垂穗披堿草草籽、或中間偃麥草草籽中的一種或多種;和/或植被重建方法為采用免耕播種機在退化草原地區進行大面積或全面積牧草播種。5.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法還包括提供了一種土壤改良劑對土壤進行增養,所述土壤改良劑包括以下重量配比的組分:6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述有機料液為沼液,沼液中細沼渣的重量含量為20%~30%,土壤改良劑中的固相組分可通過80~120目篩。7.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,腐殖類物質包括腐葉土和腐殖質,基于2000重量份的有機料液,腐殖質30-60重量份、腐葉土40-70重量份,腐殖類物質總量不少于90重量份;和/或礦石粉末包括礫石粉、沸石粉、方解石粉、火山石粉、蛭石粉等任意一種或多種,優選為多種礦石粉末混合使用,更優選為沸石粉和蛭石粉混合使用;和/或植物有機料包括草炭、植物秸稈粉末和木屑,其中,基于2000重量份的有機料液,草炭80-120重量份、植物秸稈粉末120-160重量份、木屑40-60重量份,植物秸稈粉末用量最大,其次為草炭,最后為木屑。8.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法還包括通過切根裝置對植物的橫向根莖進行切根,該裝置包括主體框架(1),在所述主體框架(1)下方兩側各設置有至少兩個行走輪(2),該裝置還包括至少兩個被所述行走輪(2)撐緊的履帶(3);其中,在所述履帶(3)內側,在兩個行走輪(2)之間設置自走切削部(4),所述自走切削部(4)在所述履帶(3)上行走,其上設置有切刀(5),并控制切刀豎直向下切斷植物根莖。9.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,自走切削部(4)包括切削支架(41),在所述切削支架(41)下方兩側各設置有至少兩各滾輪(42),在所述履帶(3)內側設置有環狀豁槽(31),所述滾輪(42)一端嵌入到所述環狀豁槽(31)內,并可沿著所述環狀豁槽(31)滾動;在所述切削支架(41)底部安裝有豎直設置的切刀(5),所述切刀(5)位于兩條履帶(3)之間;優選地,在所述切削支架(41)底部安裝有至少兩個豎直設置的切刀(5),且所述切刀(5)彼此平行。10.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,在所述切削支架(41)的下方側部安裝有下感應裝置(43),在所述履帶(3)上,每隔預定距離設置有下感應觸點(32),所述下感應裝置(43)用于在感應到所述下感應觸點(32)位于其下方時,通過驅動機構控制所述自走切削部(4)停止移動,并控制切刀(5)豎直向下切斷牧草根莖;在切削作業完成后,所述驅動機構可控制自走切削部(4)繼續沿著環狀豁槽(31)向前移動。

說明書

技術領域

本發明涉及草原治理領域,特別涉及應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法。

背景技術

在全球氣候變化的大背景下,以及人為因素的強烈驅動下,草甸草原生態系統結構逐漸趨于簡單化、功能脆弱化。草甸草地退化的因素多種多樣,包括自然因素(如干旱、風蝕、蟲鼠害等)和人為因素(如過度放牧、重度刈割、濫墾、挖掘等)。近些年來,由于人為和自然因素的雙重作用,祁連山脈部分地區草地出現了嚴重退化,部分地區甚至已經出現了沙化和荒漠化的趨勢。草甸草地退化日益嚴重,直接威脅著草地畜牧業的持續、穩定、協調發展和區域性經濟可持續發展。為維護畜牧業的健康發展,有必要探尋草甸草原的改良建設方案,對草甸草原進行恢復治理。

研究表明,隨著草甸草原退化程度加劇,毒雜草大量出現,優質牧草顯著減少。土壤環境特征也會隨著地上植被的變化而改變,進而引起土壤微生物數量的變化。隨著草地的退化程度加大,其中土壤有機質、速效磷和速效鉀的含量以及土壤堅實度、濕度都在減小,土壤養分在極度退化條件下不能滿足植物正常生長發育所需。而人工施肥就成為一種常用的草地改良措施,然而,過度施肥會導致土壤板結,對牧草生長短期有效,長期過量使用反而不利。

研究還表明,在干旱少雨地區,植物種植時通常要經過耕翻、耙耱、播種、鎮壓等多個作業程序,耕翻草原容易造成土壤風蝕、水蝕,如果種植失敗或者種植的牧草品種不能安全越冬,則第二年更易導致草原土壤風蝕、水蝕,造成草原生態環境的破壞,且在春季形成沙塵暴,直徑小于0.1毫米土壤顆粒被大風刮走,而這些細小粒子原本是土壤中最肥沃的部分,有機質和氮元素含量是原土壤的兩倍。

基于上述狀況,亟需開發一種全面考慮草甸草原現狀、減少或緩解植物生長限制性因素、成本低且效果顯著的改善方法,特別是應用免耕法在草甸草原建植優質牧草以使得草甸草原生態得以恢復,維護草地畜牧業的持續健康發展。

發明內容

為了解決上述問題,本發明人進行了銳意研究,根據草甸草原不同的退化程度,設計針對性修復方案,并且提供了通過施加土壤改良劑以調節土壤養分不足問題;根據多年禾本植物常年生長造成的土壤板結問題,研發出可沿多個方向切根的高效切根裝置,從而完成本發明。

本發明的目的在于提供以下技術方案:

(1)應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法,所述方法包括對需進行生態恢復的草甸草原進行退化程度評定,根據不同退化程度使用相應的設定修復方案;草甸草原退化程度分為輕度退化草原、中度退化草原和重度退化草原,

輕度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增養”模式恢復;

中度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增養+免耕補播適宜牧草”模式恢復;

重度退化草原采用“鼠害防治+禁牧封育+增養+植被重建”模式恢復。

(2)根據上述(1)所述的方法,所述方法還包括提供了一種土壤改良劑對土壤進行增養,所述土壤改良劑包括以下重量配比的組分:

其中,所述有機料液為沼液,沼液中細沼渣的重量含量為20%~30%,土壤改良劑中的固相組分可通過80~120目篩。

(3)根據上述(1)或(2)所述的方法,所述方法還包括通過切根裝置對植物的橫向根莖進行切根,

該裝置包括主體框架(1),在所述主體框架(1)下方兩側各設置有至少兩個行走輪(2),

該裝置還包括至少兩個被所述行走輪(2)撐緊的履帶(3);

其中,在所述履帶(3)內側,在兩個行走輪(2)之間設置自走切削部(4),所述自走切削部(4)在所述履帶(3)上行走,其上設置有切刀(5),并控制切刀豎直向下切斷植物根莖。

根據本發明提供的應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法,具有以下有益效果:

(1)本發明中,對不同退化程度的草原采取針對性的修復方案,避免了采用相同的方案進行生態恢復較盲目、對嚴重退化的草原存在修復效果不佳、或者對輕度退化的草原存在修復力度大、資源浪費的問題,使得資源合理利用、修復效果好、修復時間短;

(2)本發明提供的土壤改良劑中采用沼液作為混合基質,并加入腐殖類物質,利于微生物快速生長代謝,且改善了種子表面微環境,促使種子發芽和種子內部的物質和能量的轉化,從而使種子表現出提前發芽以及發芽率和發芽勢的提高;

(3)本發明提供的土壤改良劑中含藻載體的加入可與微生物以及草籽共同作用,形成生態養護區域,可逐漸實現沙質或干旱環境的修復和改良;

(4)本發明提供的土壤改良劑中礦石粉末的使用,利用其吸附和支撐性能,可緩解土壤中水分和養分的流失,利于微生物代謝過程和植物生長過程中所需營養物質的傳輸;

(5)本發明使用的土壤改良劑配伍關系考究,集改良以及生態養護為一體,可以實現對植物的短期催肥、長期供養,并且通過特定的配伍促使草籽快速發芽生根,在盡可能短的時間內實現修復效果;

(6)本發明提供的切根裝置上設置有可豎直切根的刀具,該刀具可以沿著任意方向設置,并且可以在不停車的情況下執行切根作業;

(7)本發明提供的切根裝置上設置有電磁鐵,可將切削作業設備從履帶上提取出來,使之與履帶脫離,以使得帶有履帶的裝置在執行轉向等特殊操作時不會損壞切削作業設備。

附圖說明

圖1示出本發明中實施例1中修復方法處理的退化草場的效果圖;

圖2示出根據本發明一種優選實施方式的切根裝置整體結構示意圖;

圖3示出根據本發明一種優選實施方式的切根裝置中滾輪與環狀豁槽接觸位置的局部剖視放大圖;

圖4示出根據本發明一種優選實施方式的切根裝置中自走切削部位置的俯視剖視圖;

圖5示出根據本發明一種優選實施方式的切根裝置中切削支架及其上的刀具驅動部及刀具結構示意圖。

附圖標號說明:

1-主體框架;

11-前感應觸點;

12-后感應觸點;

13-電磁鐵;

2-行走輪;

3-履帶;

31-環狀豁槽;

32-下感應觸點;

4-自走切削部;

41-切削支架;

42-滾輪;

43-下感應裝置;

44-前感應裝置;

45-后感應裝置;

46-鐵板;

47-刀具驅動部;

5-切刀。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明進行詳細說明,本發明的特點和優點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面,但是除非特別指出,不必按比例繪制附圖。

我國草甸草原存在不同程度的退化現象,對不同退化程度的草甸草原采用相同的方案進行生態恢復較盲目,對嚴重退化的草原存在修復效果不佳,或者對輕度退化的草原存在修復力度大、資源浪費的問題。因此,有必要對不同退化程度的草原采取針對性的修復方案,使得牧草生長狀況良好,生態環境改善,以達到資源合理利用、修復效果好、修復時間短的目的。

本發明的目的在于,提供一種應用免耕法在草甸草原建植優質牧草的方法,所述方法包括對待生態恢復的草甸草原進行退化程度評定,根據不同退化程度使用相應的設定修復方案。

本發明將草甸草原退化程度分為以下三個等級:

輕度退化:草群結構和外貌無明顯的變化,草地總產草量下降30%以下,原有優勢植物產量占草地總產量的30%-50%;地表土壤比較干燥。

中度退化:草群結構和外貌發生明顯變化,原有優勢植物衰退,出現的退化指示植物主要有:阿爾泰狗娃花、星毛萎陵菜、茵陳蒿、黃金蒿等;草地總產量下降30-60%,原有優勢植物產量占草地總產量的10%-30%,各種退化指示植物產量占草地總產量的15-40%;地表干燥,土壤緊實。

重度退化:草群組成發生根本性改變,退化指示植物狼毒、星毛萎陵菜、一年生雜類草大量出現;草地總產量下降60%以上,原有優勢植物產量占草地總產量的10%以下,各種退化指示植物產量占草地總產量的40%以上;地表土壤堅實,出現部分裸斑。

本發明人經過大量研究后發現,過渡放牧是草原退化的主要因素,且隨著草地的退化程度加大,優質牧草顯著減少,土壤微生物數量、土壤有機質、速效磷和速效鉀的含量以及土壤濕度都在減??;同時,鼠害普遍存在,破壞力和帶來的損失觸目驚心,有鼠害面積占可利用草地面積的20%~26%。本發明人結合三種退化程度的草甸草原共同存在的狀況以及自身特點,進行了實地試驗探索,制定了針對三種退化草甸草原的恢復方案:

輕度退化草原:“鼠害防治+禁牧封育+增養”模式,可顯著提高優良牧草產量,連續治理3~5年輕度退化草原即可得到恢復。

中度退化草原:“鼠害防治+禁牧封育+增養+免耕補播適宜牧草”模式,可快速恢復植被蓋度和生物量。

重度退化草原:“鼠害防治+禁牧封育+增養+植被重建”模式,可使草地優良牧草產量成倍增加。

其中,鼠害防治的方法包括采用D型肉毒素滅鼠劑防治、或設置招鷹架生物滅鼠中的一種或其組合,優選兩者組合使用。

D型肉毒素滅鼠劑防治方法為采用市售D型肉毒素滅鼠劑,配制成2.5‰~5‰濃度的滅鼠液,將于10~14倍滅鼠液的草籽與滅鼠液混合,浸潤12h,即得到D型肉毒素滅鼠劑,將D型肉毒素滅鼠劑以5~10g/m2進行施用。

招鷹架即為可使貓頭鷹和老鷹停息的高約4米的支撐桿體,招鷹架的設置可延長貓頭鷹和老鷹在草原的停留時間,利用天敵有效實現生物滅鼠,且本法為永久有效性滅鼠方法,無需浪費人力實時監督。招鷹架法為以2000~600畝設施一個招鷹架,實施滅鼠。D型肉毒素滅鼠劑防治為地面滅鼠,招鷹架法為高空滅鼠,兩者結合不僅實現了多方位高效滅鼠,同時還可進一步降低滅鼠劑的用量。

禁牧封育方法為:對生態恢復區建設圍欄,在牧草生長期或特定時期禁止放牧,使得草地休養生息,草原植被得到恢復。

免耕補播適宜牧草方法為:采用免耕播種機在植被較少的地區進行牧草播種,所述牧草選自冷地早熟禾草籽、草地早熟禾草籽、黑麥草草籽、葦狀羊茅草籽、羊草草籽、垂穗披堿草草籽、或中間偃麥草草籽中的一種或多種。

植被重建方法針對重度退化草原地區,其采用免耕播種機在退化草原地區進行大面積(全面積)牧草播種。

在一種優選的實施方式中,播種用草籽為包膜草籽,所述包膜草籽為表面包覆有腐殖類物質、草炭和沸石粉末的草籽,所述草籽優選為禾本科草籽,包括冷地早熟禾草籽、草地早熟禾草籽、黑麥草草籽、葦狀羊茅草籽、羊草草籽、垂穗披堿草草籽、或中間偃麥草草籽中的一種或多種。腐殖類物質包括腐葉土和腐殖質。

本申請優選的包膜草籽多為具有在干旱條件下易于繁殖的種類,而且上述的多種草籽,其發芽生根后,生長的過程中,會形成非常龐大的根系,利于固土固沙。選擇包膜草籽,且加入特定配伍關系的腐殖類物質、草炭和沸石粉末后,包膜會產生抑菌、防蟲、有機無機養分、生長促進因子等相關成分;同時組分間協同作用還兼具通氣、保水、保肥、緩釋的效果,實現促進草籽發芽、防病蟲害、增產增效。

其中,包膜草籽的制備步驟,具體包括:

步驟1),在淀粉中加入溫度為85-95℃的水,持續攪拌,得到淀粉質量濃度為4-6%的淀粉溶液;

步驟2),將草籽與重量為其4-5倍的所述淀粉溶液混勻,陰干后得到初包膜草籽;

步驟3),將所述初包膜草籽加入至重量為初包膜草籽2-3倍且由草炭、沸石粉末和腐殖類物質以(4-5):(2-3):1重量比組成的混合物中,攪拌混勻后陰干,得到包膜草籽。

利用上述方法制成的包膜草籽,可以促使草籽快速發芽發芽,且還賦予種子多種抗性,保證草籽具有良好的生長態勢。

本發明中,針對退化草原的增養方法為采用本發明提供的土壤改良劑進行土壤增養,促進植被增長和土壤的生境恢復。本發明人經過大量研究,提供了一種有效改善土壤養分缺失的土壤改良劑,所述土壤改良劑包括以下重量配比的組分:

本發明提供的土壤改良劑為懸濁液型改良劑,可通過噴灑施于預改良土壤中,其選擇了具有特定配伍關系的各種改良組份。這些組份按照既定的配伍關系配比后即可形成非常利于植物生長的環境。

其中,所述有機料液為沼液,沼液中細沼渣的重量含量為20%~30%。沼液含有豐富的營養元素、氨基酸、腐植酸、生長素、水解酶、維生素等生物活性物質;而其中的固相細沼渣(富含植物需要的氮、磷、鉀、有機質、腐植酸等營養物質)肥效遠大于沼液中單純液體的肥效;沼液具有生物肥料和生物農藥的雙重特性。將沼液作為有機肥施用,不僅能夠提高植物生長質量、改善土壤品質,而且還可以減少化肥和農藥的施用,提高資源利用效率,且沼液獲得方式便利,成本低,可大面積施用。在土壤改良劑中,沼液還起到混合多種固體物料的作用,不需額外加水,即可將得到物料均勻混合的土壤改良劑。本發明中沼液細沼渣的粒徑小,可通過80~120目篩。

腐殖類物質包括腐葉土和腐殖質,腐葉土中含有腐殖質和適宜腐殖質活性的基質土,且價廉易得,其中,基于2000重量份的有機料液,腐殖質30-60重量份、腐葉土40-70重量份,腐殖類物質總量不少于90重量份。腐殖類物質經發酵或其它處理可得到腐殖酸、黃腐酸、褐腐酸和胡敏素,這些物質對植物生長有益,可以顯著促使土壤顆粒的聚合,提高土壤顆粒的吸附能力,阻止地表水的徑流和土壤侵蝕,形成更多的孔隙,進而改善土壤的通透性;同時,還可調節土壤pH值,抓取鋅、鈣等中微量元素,不會因為土壤偏酸或偏堿而降低了被植物吸收的有效性,也即減少了淋溶流失,提高了肥效;更重要的是,產生的腐殖酸還具有生物催化劑的功能,可以促進植物體內多種新陳代謝反應,進而促進植物合成更多的葉綠素、糖、氨基酸等等,植物生長更健康;腐殖酸還可作為植物根系生長的刺激素,促進植物根系生長。在本發明土壤改良劑中,沼液、腐殖質和腐葉土共同存在,相當于多種微生物的培養基,成分非常利于微生物快速生長代謝,且改善了種子表面微環境,促使種子發芽和種子內部的物質和能量的轉化,從而使種子表現出提前發芽以及發芽率和發芽勢的提高。

微生物菌液為將放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌中的一種或多種培養發酵后的菌液,優選為多種菌混合使用,每克微生物菌液中微生物數量為1*106~109。

微生物菌液與有機生物肥料以及腐植類物質作用后,會產生一系列代謝產物,通過對空間和營養的競爭及產生多種抑菌抗蟲類物質,起到防病抗蟲的目的。另外,還可刺激作物生長發育,提高作物抗逆性,促進種子發芽、根系生長發育。

礦石粉末包括礫石粉、沸石粉、方解石粉、火山石粉、蛭石粉等任意一種或多種,優選為多種礦石粉末混合使用,更優選為沸石粉和蛭石粉混合使用,如基于2000重量份的有機料液,沸石粉20-40重量份、蛭石粉20-40重量份??笫勰┑牧>緞∮?00微米??笫勰┨乇鶚欠惺酆萬問郾缺礱婊?、開孔率高且惰性,具有吸附和貯存水分的能力,有利于微生物的接觸掛膜和生長,保持較多的微生物量,由于質地硬,在土壤中還具有一定支撐作用,有利于微生物代謝過程中所需的氧氣與營養物質及代謝產生的廢物的傳質過程。

微生物的繁殖和植物的生長需要提供長期的養分,基于環保和資源的合理利用,本發明經過研究發現,在土壤改良劑中加入多組分、多層次吸收/分解性的植物有機料,可解決此問題。植物有機料包括草炭、植物秸稈粉末和木屑,其中,基于2000重量份的有機料液,草炭80-120重量份、植物秸稈粉末120-160重量份、木屑40-60重量份,植物秸稈粉用量最大,其次為草炭,最后為木屑。植物有機料經粉碎處理,處理后粒徑小于100微米。植物有機料可被微生物分解,草炭和植物秸稈粉末中養分可相對較快被植物吸收,木屑需要較長時間分解,因而可為植物提供長效養分。按照上述配比制成的植物有機料,為經過多次的實驗所得,具有上述配比的植物有機料,可以實現對植物的短期催肥、長期供養,尤其適用于對禾本科植物的促生。

進一步地,本發明的土壤改良劑中微生物菌液與植物有機料的重量配比為1:(9~14)。本發明人發現,在此配比范圍內,可實現對植物的高效供養,明顯促進植物的長期有效生長。

為滿足退化的草原土壤對速效磷和速效鉀的需求,以及氮素對植物的促生作用,向所述土壤改良劑中加入銨鹽和鉀鹽。所述銨鹽選自碳酸氫銨、硝酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、磷酸銨;所述鉀鹽選自硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸鉀、三聚磷酸鉀?;?000重量份的有機料液,銨鹽為10-20重量份;鉀鹽為10-20重量份。上述配比的銨鹽和鉀鹽,配合其他組分(如有機料液、植物有機料)中的N、K和P元素,可滿足對速效N、K和P的需求,以及長期對N、K和P的獲取,又不會造成如鉀鹽過量使植物早衰和誘發缺鋅癥等降低產量和品質的問題。

值得注意的是,本發明中設定粒徑礦石粉末的加入還可起到固體加重劑的作用,而銨鹽和鉀鹽溶解于沼液中也起到了液體加重的作用,此三種成分的加入,通過利用密度差產生的懸浮力促進含有細沼渣和植物有機料的沼液懸浮穩定,使其可通過噴灑方式改良土壤,而不堵塞噴頭或傳輸管道。

為實現草原土壤的生態多樣性,提高抗沙化能力,本發明還包括向含有微生物菌液的土壤改良劑中進一步加入含藻載體。含藻載體為負載有共球藻、假共球藻、列絲藻、偽枝藻、鞘絲藻、微鞘藻、粘球藻和念珠藻中的兩種或者兩種以上的高分子聚合材料。鑒于共球藻、假共球藻、列絲藻、偽枝藻、鞘絲藻以及微鞘藻等具有較強的繁殖能力以及抗逆性能力,同時,多為地衣類共生種,該幾種藻類的組合可體現出增效的效果,因此,優選采用上述的幾種藻類作為繁殖種。另外,含藻載體優選具有較好的保水能力,且易于流動的高分子聚合材料如高吸水樹脂,旨在提高藻類的生存能力以及傳播性能。含藻載體經粉碎處理,處理后粒徑小于100微米。

本申請中,開創性地配伍了沼液、腐殖類物質、礦石粉末、微生物菌液、含藻載體組成的改良組份,該幾種組份混合搭配后,意外地發現可以有效低縮短包膜草籽的發芽時間,特別是禾本科包膜草籽的發芽時間,更為關鍵的是,該組合對于待改良土質的保水性和透氣性的具有非常顯著地提高。

該土壤改良劑用于土壤修復時,即可形成藻類、微生物以及草籽非常良好的生態環境,在微生物和藻類大量繁殖的過程中,草原底層土質的理化環境會慢慢得到修復,并且微生物代謝過程中產生大量的有益代謝物,為草籽的生根發芽提供了保障,隨著時間的推移,待草籽根系穩定后,即可形成生態養護區域,通過植物生態養護的形式實現沙質環境的修復和改良。

本發明中,土壤改良劑的制備方法包括以下步驟:

步驟1),將設定量的腐殖類物質、植物有機料、礦石粉末、銨鹽和鉀鹽加入有機料液中,40~60℃發酵3-5天;

步驟2),將微生物菌液與含藻載體加入步驟1)體系中,進行混合攪拌,得到土壤改良劑。

本發明中土壤改良劑的施用方式為:對擬恢復區域噴灑土壤改良劑,然后免耕播種,將包膜草籽或草籽播種于含有土壤改良劑的環境中,覆土,草籽發芽生長。

本發明針對草甸草原建植優質牧草的所面臨的具體問題如鼠害、養分缺失問題,分別提供了可持續發展利用的方法,采用上述方法可促進草籽發芽及持續良好生長,逐漸改善草甸草原退化現狀,為優質牧草草場的建設提供可能。

本發明人經過研究還發現,草甸草原中根莖性多年生禾本植物如羊草具有非常發達的地下橫走根莖,由于長期無養息過度放牧和粗放式管理,加之植物根莖盤根錯節,使得土壤容重變大,孔隙度下降,土壤緊實呈現板結性退化。現有技術中采用切根設備對植物進行切根,這些機械結構中的切刀是旋轉運作的,其切削機械的一次行程過程中,切根的切痕只能沿著一個方向延伸,彼此都是平行的,不能有多個方向的切痕,切根的效果有待提高。

本發明人對現有的切根設備做了深入研究,提供了一種切根裝置,其可適用于根莖性多年生禾本植物橫走根莖的斷切,如圖2中所示,該裝置包括主體框架1,在所述主體框架1下方兩側各設置有至少兩個行走輪2,

該裝置還包括至少兩個被所述行走輪2撐緊的履帶3;本發明中優選地設置有四個行走輪,分為兩組,分別撐緊兩個履帶,進一步優選地,所述履帶為橡膠履帶,以避免車身過重壓壞草??;

其中,在所述履帶3內側,在兩個行走輪2之間設置自走切削部4,如圖1中所示;

所述自走切削部4在所述履帶3上行走,其上設置有切刀5,可控制該切刀5豎直向下切斷植物根莖。所述自走切削部4只能沿著履帶方向按照直線方向行走。

在一個優選的實施方式中,如圖2、圖3中、圖4和圖5中所示,自走切削部4包括切削支架41,

在所述切削支架41下方兩側各設置有至少兩各滾輪42,優選地,所述滾輪42共有4個,每側各有兩個;

在所述履帶3內側設置有環狀豁槽31,該環狀豁槽31沿著履帶行進方向開設,

所述滾輪42一端嵌入到所述環狀豁槽31內,并可沿著所述環狀豁槽31滾動,由于平鋪在地面上的部分履帶呈長條狀,其上的環狀豁槽31也呈長條狀,而所述自走切削部4一直在所述平鋪在地面上的部分履帶移動,其上的滾輪42自然一直在該段履帶上的環狀豁槽31內滾動。

在一個優選的實施方式中,如圖3中所示,所述環狀豁槽31的寬度尺寸從內向外逐漸增大;即該環狀豁槽31的橫截面為上端開口較大,下端向內收攏的凹陷結構;

所述滾輪42的厚度尺寸從軸心向邊緣逐漸變小,其漸變幅度與所述環狀豁槽31相匹配;

優選地,所述環狀豁槽的深度尺寸小于滾輪42的半徑尺寸,即所述滾輪只有一小半伸入到所述環狀豁槽內,所述滾輪的滾動軸裸露在外。

在一個優選的實施方式中,在所述切削支架41上安裝有驅動滾輪42沿著環狀豁槽31滾動的驅動機構,

如圖2中所示,在所述切削支架41的下方側部安裝有下感應裝置43,在所述履帶3上,每隔預定距離設置有下感應觸點32,

所述下感應裝置43用于在感應到所述下感應觸點32位于其下方時,通過驅動機構控制所述自走切削部4停止移動,并控制切刀5豎直向下切斷植物根莖;

在切削作業完成后,所述驅動機構可控制自走切削部4繼續沿著環狀豁槽31向前移動。所述切削作業是指切刀豎直向下切斷植物根莖,再快速回復原位的一次往復過程。本發明中所述的下感應裝置43和下感應觸點32都是工控領域的常用器件,可以有多種工作原理,本發明中優選地設置為紅外線傳感器,即一個用于收發紅外線,一個用于反射紅外線;

本發明中,所述前方為正常工作時的行進方向,如圖2中所示。

在一個優選的實施方式中,如圖2中所示,在所述主體框架1上,在所述自走切削部4前方設置有前感應觸點11,

所述自走切削部4還包括設置在其前端的前感應裝置44,

所述前感應裝置44用于在感應其自身與前感應觸點11之間的距離,當所述距離小于預設的前警戒值時,控制所述自走切削部4停車,

在所述距離大于預設的前警戒值時,控制所述自走切削部4降速向前移動。本發明中所述的前感應裝置44和前感應觸點11都是工控領域的常用器件,可以有多種工作原理,本發明中優選地設置為紅外線傳感器,即一個用于收發紅外線,一個用于反射紅外線;

本發明中所述的前警戒值可以根據設備的型號及預設的行進速度進行設定,如30~40cm;

優選地,所述自走切削部4具有2個以上的檔位,不同檔位對應的行進速度不同,所述自走切削部4的檔位與本發明提供的切根裝置的檔位相對應,至少其檔位數量保持一致;在相同的檔位下,所述自走切削部4的行進速度高于本發明提供的切根裝置的行進速度。

進一步優選地,在所述主體框架1上,在所述前感應觸點11附近還設置有機械限位裝置,該裝置設置在自走切削部4移動路徑的前方,能夠從物理上防止自走切削部4碰撞到行走輪。

在一個優選的實施方式中,如圖2中所示,在所述主體框架1上,在所述自走切削部4后方設置有后感應觸點12,

所述自走切削部4還包括設置在其后端的后感應裝置45,

所述后感應裝置45用于在感應其自身與后感應觸點12之間的距離,當所述距離小于預設的后警戒值時,控制所述自走切削部4加速向前移動。

本發明中所述的降速和加速是指降低或者提高一個檔位。

本發明中所述的后感應觸點12和后感應裝置45都是工控領域的常用器件,可以有多種工作原理,本發明中優選地設置為紅外線傳感器,即一個用于收發紅外線,一個用于反射紅外線。

進一步優選地,當所述自走切削部4加速向前移動時,如果仍然不能縮小后感應裝置45與后感應觸點12之間的距離,自動啟動電磁鐵13,并提示操作者。即在切削裝置的操作面板上顯示當前電磁鐵13啟動工作的狀態。

在一個優選的實施方式中,如圖2中所示,在所述主體框架1底部設置有電磁鐵13,

在所述切削支架41頂部設置有鐵板46,

在所述電磁鐵13和鐵板46之間留有預定間隙;

所述電磁鐵13通電工作時,通過吸引鐵板46使得所述自走切削部4整體上移,固定在電磁鐵13上,并使得所述滾輪42從環狀豁槽31中脫離。

所述電磁鐵13的面積大于所述鐵板46的面積,或者所述電磁鐵13的長度大于所述鐵板46的長度,以確保自走切削部4在任意位置時都能夠通過電磁鐵進行抓取,確保設備安全平穩運行。

在一個優選的實施方式中,如圖5中所示,在所述切削支架41底部安裝有豎直設置的切刀5,所述切刀5位于兩條履帶3之間;

優選地,在所述切刀5上設置有多個刀齒,各個刀齒的底端齊平,以便同時執行切削作業。刀齒的橫截面形狀不局限于條形,還可為十字形等,以可同時進行多方位切根。

優選地,在所述切削支架41底部安裝有至少兩個豎直設置的切刀5,且所述切刀5彼此平行,優選地所述切刀有3個。

在一個優選的實施方式中,如圖5中所示,在所述切削支架41上還設置有控制所述切刀5沿豎直方向移動的刀具驅動部47,所述刀具驅動部47與下感應裝置43相連;

優選地,當所述自走切削部4在下感應裝置43的控制下停止移動時,所述刀具驅動部47控制刀具5快速向下移動預定距離并快速回到原位。

本發明中,所述刀具驅動部47可以選用本領域中常用的驅動機構,如柱塞泵、電動馬達、氣錘等等。

在一個優選的實施方式中,在所述主體框架1的前端和/或后端設置有沿著行進方向切削的旋轉切削部,該旋轉切削部可以為現有技術中的旋轉切削部,如旋轉切削刀具。

實施例

實施例1

在東祁連山金強河河谷(北緯37°11’~37°14’,東經102°19’~102°33’)研究區,選定輕度退化、中度退化、和重度退化的區域,分別進行針對性生態恢復:

輕度退化草原:“鼠害防治+禁牧封育+增養”模式;

中度退化草原:“鼠害防治+禁牧封育+增養+免耕補播適宜牧草”模式;

重度退化草原:“鼠害防治+禁牧封育+增養+植被重建”模式。

其中,鼠害防治的方法包括采用D型肉毒素滅鼠劑防治和招鷹架生物滅鼠的組合;D型肉毒素滅鼠劑防治方法為采用市售D型肉毒素滅鼠劑,配制成2.5‰~5‰濃度的滅鼠液,將于14倍滅鼠液的草籽與滅鼠液混合,浸潤12h,將得到的D型肉毒素滅鼠劑以5g/m2進行施用;招鷹架法為以2000~600畝設施一個招鷹架;

禁牧封育方法為:對生態恢復區建設圍欄,在牧草生長期禁止放牧;

免耕補播適宜牧草方法為:采用免耕播種機在植被較少的地區進行禾本類牧草播種;

植被重建方法為:采用免耕播種機在退化草原地區進行全面積禾本類牧草播種。

增養方法為采用本發明提供的土壤改良劑進行土壤增養,土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質40份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共24份;沸石粉20份、蛭石粉40份;草炭80份、植物秸稈粉末130份、木屑40份;磷酸銨10份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂12份。

對輕度退化、中度退化、和重度退化進行為期5年的恢復性觀察,如圖1所示,可見,通過本發明中針對性人工干預恢復方案,在5年內,水土流失性狀的重度草原可恢復至中度退化草原,中度退化草原可恢復至輕度退化草原,而輕度退化草原可恢復至未退化草原形態。

實施例2土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質45份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共24份;沸石粉20份、蛭石粉40份;草炭80份、植物秸稈粉末130份、木屑40份;磷酸銨10份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂12份。

土壤改良劑的制備方法包括以下步驟:

步驟1),將上述設定量的腐殖質、腐葉土、草炭、植物秸稈粉末、木屑、沸石粉、蛭石粉、銨鹽和鉀鹽加入有機料液中,40℃發酵5天;

步驟2),將微生物菌液與含藻載體加入上述發酵后的體系中,進行混合攪拌,得到土壤改良劑。土壤改良劑中固相組分可通過80~120目篩。

對擬恢復區域噴灑土壤改良劑,然后免耕播種,將包膜草籽或草籽播種于含有土壤改良劑的環境中,覆土,草籽發芽生長。

包膜草籽的制備步驟,具體包括:

步驟1),在淀粉中加入溫度為85-95℃的水,持續攪拌,得到淀粉質量濃度為4%的淀粉溶液;

步驟2),將草籽與重量為其4倍的所述淀粉溶液混勻,陰干后得到初包膜草籽;

步驟3),將所述初包膜草籽加入至重量為初包膜草籽2倍且由草炭、沸石粉末和腐殖質+腐葉土以4:3:1重量比組成的混合物中,攪拌混勻后陰干,得到包膜草籽。

實施例3土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質50份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共21份;沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份;草炭80份、植物秸稈粉末140份、木屑60份;磷酸一氫銨15份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂15份。

土壤改良劑的制備方法同實施例2。

對比例

對比例1土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共21份;沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份;草炭80份、植物秸稈粉末140份、木屑60份;磷酸一氫銨15份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂15份。不額外加入腐殖類物質。

土壤改良劑的制備方法同實施例2。

對比例2土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質50份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共5份;沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份;草炭80份、植物秸稈粉末140份、木屑60份;磷酸一氫銨15份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂15份。

土壤改良劑的制備方法同實施例2。

對比例3土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質50份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共21份;草炭80份、植物秸稈粉末140份、木屑60份;磷酸一氫銨15份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂15份。不加入礦石粉末。

土壤改良劑的制備方法同實施例2。

對比例4土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質50份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共21份;木屑60份;磷酸一氫銨15份;三聚磷酸鉀10份;負載有共球藻、假共球藻、列絲藻和念珠藻的高吸水樹脂15份。植物有機料中不含草炭和植物秸稈粉末。

土壤改良劑的制備方法同實施例2。

對比例5土壤改良劑的制備

土壤改良劑包括以下重量配比的組分:有機料液2000份;腐殖質50份、腐葉土50份;放線菌、固氮菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、巨大芽孢桿菌、硫酸鹽還原菌(各菌均等份配制,每克數量約4*108)共21份;沸石粉40份、蛭石粉20份、火山石粉20份;草炭80份、植物秸稈粉末140份、木屑60份;磷酸一氫銨15份;三聚磷酸鉀10份。不加入含藻載體。

土壤改良劑的制備方法同實施例2。

實施例

將實施例2~3中制備的土壤改良劑和對比例1~5中制備的土壤改良劑與包膜處理的冷地早熟禾草籽,以及實施例3中制備的土壤改良劑與未經包膜處理的冷地早熟禾草籽,以及單獨的未包膜草籽,在東祁連山金強河河谷(北緯37°11’~37°14’,東經102°19’~102°33’)研究區進行實驗。對輕度退化實驗區實施分區,分別在不同分區實施土壤改良劑噴灑、包膜草籽或草籽播種、覆土,各區包膜草籽或草籽播種密度相同,記錄包膜草籽或草籽數目、土壤和草籽發芽生長狀況,結果如表1所示。

表1

注:1.根長、苗干重:苗長為3~4cm時,測定苗根長;并將苗株洗凈、60℃烘干至水分小于10%,測得苗干重。

2、元素P、K和細菌總數:以播種日為第1天,在草籽播種第30天進行測定;在各分區種植草籽地區的多個采樣點于土層6~8cm深采集土壤樣品進行測定。

由表1可知,本發明提供的土壤改良劑,可有效促進冷地早熟禾的發芽、出苗以及根系生長。同時,相較于未進行改良的草原土壤,土壤改良劑可提高土壤的肥效和生境狀態的良性轉換,例如,增加的微生物與有機生物肥或腐植類物質作用,會產生一系列代謝產物,起到防病抗蟲的目的,還可刺激作物生長發育,提高作物抗逆性,促進種子發芽、根系生長發育。

在本發明的描述中,需要說明的是,術語“上”、“下”、“內”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置關系為基于本發明工作狀態下的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。

以上結合具體實施方式和/或范例性實例以及附圖對本發明進行了詳細說明,不過這些說明并不能理解為對本發明的限制。本領域技術人員理解,在不偏離本發明精神和范圍的情況下,可以對本發明技術方案及其實施方式進行多種等價替換、修飾或改進,這些均落入本發明的范圍內。本發明的?;し段б運餃ɡ笪?。

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