本發(fā)明涉及一種在鹽堿地恢復(fù)豆科植物的方法。

背景技術(shù)：

國外研究現(xiàn)狀：土壤鹽堿化是一個世界性問題(Szabolcs 1989)，自20世紀(jì)初，鹽堿化土地的恢復(fù)治理研究已經(jīng)有百余年的歷史(Qadir et al.2001)。國際上鹽堿化土地治理研究主要針對農(nóng)田土壤，治理技術(shù)上，一方面基于鹽堿化土壤水、鹽運移規(guī)律，采取物理途徑，如翻耙、覆蓋秸稈、置溝筑壟等改造地表結(jié)構(gòu)，改善水分滲透，降低水分蒸散，阻斷鹽分上升，或直接挖溝排水洗鹽，以降低表土鹽分以利于植物生長(Bakker et al.2010a,b)；一方面基于鹽堿化土壤的化學(xué)屬性，利用鈣離子或其他改良劑置換土壤交換性鈉離子，降低土壤堿化度，常用的改良劑有：可溶性鈣鹽，如氯化鈣和石膏；微溶性鈣鹽，如石灰石，聚合硫酸鋁鐵等(Armstong et al.1992；Mace et al.1999；Qadir et al.2001；Lebron et al.2002)。生物手段是一種新興的治理技術(shù)，主要通過引入和選育耐鹽堿的作物，提高鹽堿土地的植物建植能力(Akhter et al.2004；Tripath et al.2005)。國際上，從事耐鹽堿植物育種工作的研究機構(gòu)主要有加利福尼亞大學(xué)的Davis實驗室、美國鹽土實驗室、印度中央鹽土研究所等(謝成陶，1993)。這些研究機構(gòu)已經(jīng)培育了多個耐鹽小麥、水稻品種，并對這些作物的耐鹽機制有深入的研究。除上述手段外，在鹽堿土地中施肥，加入生物碳、綠肥等以肥治堿最近也被廣泛用于鹽堿化土地治理(Shaaban et al.2013；Srivastava et al.2014)。

國內(nèi)研究現(xiàn)狀：自20世紀(jì)50年代開始，我國開始研究鹽堿化土壤的恢復(fù)治理工作，治理技術(shù)主要包括3方面：(1)物理改良：沙壓堿、平整土地、深耕曬垡、及時松土、表層覆蓋、抬高地形、微區(qū)改土、灌排配套、蓄淡壓鹽、灌水洗鹽、地下排鹽；(2)化學(xué)改良：石膏、磷石膏、過磷酸鈣、石油助劑、粉煤灰、黑礬、腐殖酸、泥炭、糠醛渣、醋渣等；(3)生物改良：植樹以及其它耐鹽植物，使用有機肥等。上述方法起初主要應(yīng)用在重度鹽堿化土壤中，在輕度或中度退化土壤上，這些改良方法效果仍然顯著。但是鹽堿化草地面積十分遼闊，還要考慮修復(fù)技術(shù)的經(jīng)濟效益，所以很難進(jìn)行大面積的化學(xué)改良，近年來，利用生物改良方法，逐步開展生態(tài)修復(fù)，例如：圍封、秸稈扦插、生物覆蓋等。通過運用生態(tài)系統(tǒng)控制原理,對鹽堿化草地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，恢復(fù)植物，改善土壤結(jié)構(gòu)，也就是以生物改良為主，結(jié)合物理改良以及化學(xué)改良方法，利用生物自身對環(huán)境的適應(yīng)能力，逐步修復(fù)鹽堿化草地。

國內(nèi)的各種研究技術(shù)與國際鹽堿化草地修復(fù)技術(shù)基本相似，但是國內(nèi)一些研究者也結(jié)合各地區(qū)的具體情況，因地制宜，開發(fā)了一些適合當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)。例如結(jié)合松嫩草地地處農(nóng)牧交錯區(qū)，秸稈資源豐富，開發(fā)了秸稈扦插改良退化草地；覆蓋秸稈，改良土壤微環(huán)境，補播星星草、野大麥以及虎尾草等草本植物改良退化草地；以及通過移栽羊草，恢復(fù)退化草地，然而移栽羊草需要后期進(jìn)行灌溉管理，這制約了該技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用。東北地區(qū)近年來還開展了鹽堿地種水稻技術(shù)，然而，東北地區(qū)土地發(fā)生鹽堿化區(qū)域都處于半干旱地區(qū)，年降雨量只有300～400毫米，而種植水稻的年耗水量達(dá)到了1600毫米，在河道附近開發(fā)鹽堿地種水稻具有可持續(xù)性，然而，東北鹽堿化土地大多遠(yuǎn)離河道，在該區(qū)域的鹽堿地大面積種植水稻，必將會導(dǎo)致地下水位極度下降，水資源枯竭，造成一系列的生態(tài)問題。

未來東北地區(qū)鹽堿化草地治理技術(shù)取得突破的方向，不但要考慮技術(shù)的效果，而且要考慮實際的經(jīng)濟效益，需要因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源，開展生態(tài)修復(fù)，提出成本低廉、方法有效、具有經(jīng)濟效益的恢復(fù)技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決目前鹽堿地的移栽方法需要后期進(jìn)行持續(xù)灌溉管理，制約了物種的大面積推廣應(yīng)用的技術(shù)問題，而提供一種在鹽堿地恢復(fù)豆科植物的方法。

本發(fā)明的一種在鹽堿地恢復(fù)豆科植物的方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、用犁在鹽堿地中平行地開出多條溝，從溝中挖出的鹽堿土均勻地堆在溝的兩側(cè)形成鹽堿土等腰三角形；所述溝的截面呈倒等腰三角形，溝的水平面處寬度L為5cm～15cm，溝的深度H為5cm～15cm；

二、將風(fēng)沙土施到步驟一所開的溝中至風(fēng)沙土最高處與步驟一中的鹽堿土等腰三角形的最高點等高；

三、用播種機將豆科植物種子施入步驟二的溝中的風(fēng)沙土中，豆科植物種子的施加量為20kg～40kg/公頃鹽堿地，且豆科植物種子高于水平面；

所述的豆科植物種子中的豆科植物為扁蓿豆、草木犀黃耆、興安胡枝子、細(xì)葉胡枝子、沙打旺或甘草；

四、最后用鎮(zhèn)壓器將溝中的風(fēng)沙土壓實至風(fēng)沙土最高處與步驟一中的鹽堿土等腰三角形的最高點等高。

pH在7.1以上的土地為鹽堿地。

本發(fā)明通過施加風(fēng)沙土，種植扁蓿豆、草木犀黃耆、興安胡枝子、細(xì)葉胡枝子、沙打旺或甘草的種子，其橫截面如圖1所示，底層是風(fēng)沙土，然后施加上述植物種子，最上層再覆蓋風(fēng)沙土，溝中原來的鹽堿土置于溝的兩側(cè)形成高臺，截留雨水，增加風(fēng)沙土濕度，有利于植物種子萌發(fā)；植物種子上下層均為風(fēng)沙土，在土壤鹽分滲入前，為植物種子萌發(fā)提供適宜的環(huán)境。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：針對扁蓿豆、草木犀黃耆、興安胡枝子、細(xì)葉胡枝子、沙打旺、和甘草的種子萌發(fā)階段不能在鹽堿化土壤中完成的特性，利用少量風(fēng)沙土營造萌發(fā)環(huán)境，局部改良土壤，促使植物定居，從而為鹽堿地提供種源，并通過種植多年生草本，改良土壤，大面積恢復(fù)草本植物：一是避免了移栽草本植物等方法需要后續(xù)灌溉等在草原上無法大面積實現(xiàn)的問題；二是利用當(dāng)?shù)卮嬖诖罅砍杀镜土馁Y源——風(fēng)沙土，易于實現(xiàn)該方法的推廣。

本發(fā)明方法的主要特點是：成本低廉、易于推廣、具有后期經(jīng)濟效益。

1、成本低廉：

本發(fā)明方法每公頃最多僅需要75～175立方土壤(購買及運移費用750-1750元)，扁蓿豆、草木犀黃耆、興安胡枝子、細(xì)葉胡枝子、沙打旺、甘草種子(每種植物采集成本100～200元)各20～40公斤、播種人工及燃料費(100元)，每公頃成本合計為1000-2000元；

2、易于推廣：

本發(fā)明利用大型機械搬運風(fēng)沙土，無需后期維護(hù)且不依靠降雨，能夠大面積應(yīng)用；本發(fā)明利用陀甸交錯區(qū)1公頃土地的風(fēng)沙土(4米高)即可改良400公頃的鹽堿地，并且陀甸交錯區(qū)風(fēng)沙土運移后，耕作2年即可恢復(fù)原產(chǎn)量；本發(fā)明種植技術(shù)簡單，易于學(xué)習(xí)，可大范圍推廣應(yīng)用；

3、后期經(jīng)濟效益：

本發(fā)明建成后每公頃可產(chǎn)扁蓿豆5-6噸，扁蓿豆價格為2000元/噸，后期經(jīng)濟效益可觀；

本發(fā)明建成后每公頃可產(chǎn)草木犀黃耆5-6噸，草木犀黃耆價格為1600元/噸，后期經(jīng)濟效益可觀；

本發(fā)明建成后每公頃可產(chǎn)興安胡枝子5-6噸，興安胡枝子價格為1200元/噸，后期經(jīng)濟效益可觀；

本發(fā)明建成后每公頃可產(chǎn)細(xì)葉胡枝子4-5噸，細(xì)葉胡枝子價格為1000元/噸，后期經(jīng)濟效益可觀；

本發(fā)明建成后每公頃可產(chǎn)沙打旺5-7噸，沙打旺價格為2000元/噸，后期經(jīng)濟效益可觀；

本發(fā)明建成后每公頃可產(chǎn)甘草5-6噸，甘草價格為1200元/噸，后期經(jīng)濟效益可觀。

本發(fā)明的創(chuàng)新點在于以下兩個方面：

1、本發(fā)明目的：現(xiàn)有的改良技術(shù)以移栽、翻耙、覆蓋秸稈、置溝筑壟等改造地表結(jié)構(gòu)、改善水分滲透、降低水分蒸散、阻斷鹽分上升或直接挖溝排水洗鹽，以降低表土鹽分以利于植物生長為主；或者基于鹽堿化土壤的化學(xué)屬性，利用鈣離子或其他改良劑置換土壤交換性鈉離子，降低土壤堿化度等為主；而本發(fā)明主要是依靠生物手段，通過局部改良土壤，促使植物定居，進(jìn)而為鹽堿地提供種源，同時改良土壤，降低鹽堿土地的植被建植的難度；

2、植物特性不同：本發(fā)明中的植物包括扁蓿豆、黃花草木犀、甘草、興安胡枝子、尖葉胡枝子、沙打旺等豆科植物，豆科植物營養(yǎng)價值高，能夠提高草地的品質(zhì)，且豆科植物具有根瘤，能夠固定大氣中的氮元素，提高土壤的氮含量，進(jìn)而改良土壤。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖，1為風(fēng)沙土，2為豆科植物種子，3為鹽堿土，4為水平面，L為步驟一中溝的水平面處寬度，H為步驟一中溝的深度。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式為一種在鹽堿地恢復(fù)豆科植物的方法，具體是按以下步驟進(jìn)行的：

一、用犁在鹽堿地中平行地開出多條溝，從溝中挖出的鹽堿土均勻地堆在溝的兩側(cè)形成鹽堿土等腰三角形；所述溝的截面呈倒等腰三角形，溝的水平面處寬度L為5cm～15cm，溝的深度H為5cm～15cm；

二、將風(fēng)沙土施到步驟一所開的溝中至風(fēng)沙土最高處與步驟一中的鹽堿土等腰三角形的最高點等高；

三、用播種機將豆科植物種子施入步驟二的溝中的風(fēng)沙土中，豆科植物種子的施加量為20kg～40kg/公頃鹽堿地，且豆科植物種子高于水平面；

所述的豆科植物種子中的豆科植物為扁蓿豆、草木犀黃耆、興安胡枝子、細(xì)葉胡枝子、沙打旺或甘草；

四、最后用鎮(zhèn)壓器將溝中的風(fēng)沙土壓實至風(fēng)沙土最高處與步驟一中的鹽堿土等腰三角形的最高點等高。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一的不同點是：步驟一中溝的水平面處寬度L為5cm，溝的深度H為5cm。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一的不同點是：步驟一中溝的水平面處寬度L為10cm，溝的深度H為10cm。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一的不同點是：步驟一中溝的水平面處寬度L為15cm，溝的深度H為10cm。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一的不同點是：步驟一中溝的水平面處寬度L為15cm，溝的深度H為15cm。其他與具體實施方式一相同。