一种干旱区严重退化生态系统盐碱土壤生境修复与生物改良的方法

技术领域

本发明属于土壤修复和改良技术领域，具体涉及一种干旱区严重退化生态系统盐碱土壤生境修复与生物改良的方法。

背景技术

土壤盐渍化是干旱区生态环境退化的一种主要表现，土壤盐渍化是在自然或人为因素的影响下，土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，盐分在表层土壤中累计的过程，是由于特定自然条件的综合影响和农事操作不当导致的土壤动态退化工程。土壤盐渍化的形成原因主要有：施肥方式不合理、施用劣质粪肥、长期大水漫灌等等。盐渍化的土壤一方面会造成作物脱水，随后抑制作物的呼吸作用，降低作物的免疫力，从而提高染病的几率；另一方面抑制作物根系的生长，阻碍作物的上部吸收水分与无机盐，并减弱叶片进行光合作用的能力，减少营养物质的产量，从而降低农产品的质量，盐渍化严重时会造成减产；其次，盐渍化的土地会导致作物出现长势弱、发黄、发蔫等缺素症状，严重时整株枯死。在干旱区，土壤盐渍化形成主要是由于气候、水位、植被以及地形原因导致的，干旱区土壤盐渍化会对立地上的植被造成盐胁迫和落种更新抑制，并引发进一步的生态退化与荒漠化。一般治理干旱区盐碱地的有效措施有：(1)可以通过平整土地、改良耕作、施肥、播种、轮作、间作等方面进行操作，加强农业管理，尽量合理化种植；(2)可以改良水利，加强灌溉、排水、放淤等的管理；(3)还可以种植耐盐碱的植物，或者种植牧草、绿肥、造林，尽量增加土壤中的有机质含量，改善土壤的理化性质；(4)采用化学改良的方法见效相对比较快，但不是长久之计。传统的治理方法或周期较长，或效果不佳，或不宜长期使用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种干旱区严重退化生态系统盐碱土壤生境修复与生物改良的方法。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种干旱区严重退化生态系统盐碱土壤生境修复与生物改良的方法，在盐碱土壤中种植牧草，并在植物根系以下土壤中投加AM真菌菌剂。

进一步地，还包括将牧草与乔灌木进行间种。

进一步地，所述牧草为耐盐性强、适宜密植的牧草。更进一步的优选为碱茅、沙蒿、盐角草或碱蓬；这几种牧草抗沙埋、风割、再生能力强、耐盐性强、适宜密植，对于盐碱土壤生境修复十分有利。

进一步地，所述乔灌木优选耐盐性强、抗逆性好的乔灌木树种。更进一步的，所述乔灌木选择胡杨、柽柳或沙枣。种树的作用主要是生物排水，降低地下水位，防止盐分上升。此外，像胡杨、柽柳等可以直接分泌盐碱，使土层的盐分减少。根据各地的不同情况可以分别选栽不同的树种，宜选择本土物种沙枣、胡杨、柽柳等耐盐性强、抗逆性好的乔灌木品种，也可根据其耐盐程度适当选种。

进一步的，所述AM真菌菌剂为摩西管柄囊霉。摩西管柄囊霉在土壤中占优势地位的、并能侵染定殖在植物根系中，因此选择摩西管柄囊霉为目标AM真菌。

进一步的，所述AM真菌菌剂投加次数为一次，摩西管柄囊霉只需要投加一次，即可在根系以下土壤中进行增殖，对于改良土壤环境的作用较为持久。

进一步的，所述摩西管柄囊霉在投加前需要用三叶草进行扩繁。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过种植耐盐性强的牧草并结合AM真菌对盐渍化土壤进行利用与改良，实现生态与经济效益的统一；本发明方法简单高效，可操作性强。借助AM真菌与恢复植物物种间的共生互助作用提高植物的耐盐性。盐胁迫抑制了菌根的形成但增加了植物对AM真菌的依赖性，采用耐盐牧草接种AM真菌，能够提高植物在盐渍土壤上的生产能力，并减轻植物因盐害而造成的损失，改良土壤的同时，修复退化生态环境。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

一种干旱区严重退化生态系统盐碱土壤生境修复与生物改良的方法，在盐碱土壤中种植牧草，并在植物根系以下土壤中投加AM真菌菌剂。

所述牧草种植量为1-1.5kg/亩，优选为1kg/亩。

所述AM真菌菌剂投加量相对于植物数量为10-20g/株，优选为15g/株。

进一步地，还包括将牧草与乔灌木进行间种。

在一些优选实施例中，所述牧草为耐盐性强、适宜密植的牧草。更进一步的优选为碱茅、沙蒿、盐角草或碱蓬；这几种牧草抗沙埋、风割、再生能力强、耐盐性强、适宜密植，对于盐碱土壤生境修复十分有利。

在一些优选实施例中，所述乔灌木优选耐盐性强、抗逆性好的乔灌木树种。更进一步的，所述乔灌木选择胡杨、柽柳或沙枣。种树的作用主要是生物排水，降低地下水位，防止盐分上升。此外，像胡杨、柽柳等可以直接分泌盐碱，使土层的盐分减少。根据各地的不同情况可以分别选栽不同的树种，宜选择本土物种沙枣、胡杨、柽柳等耐盐性强、抗逆性好的乔灌木品种，也可根据其耐盐程度适当选种。

在一些优选实施例中，所述AM真菌菌剂为摩西管柄囊霉。摩西管柄囊霉在土壤中占优势地位的、并能侵染定殖在植物根系中，因此选择摩西管柄囊霉为目标AM真菌。

在一些优选实施例中，所述AM真菌菌剂投加次数为一次，摩西管柄囊霉只需要投加一次，即可在根系以下土壤中进行增殖，对于改良土壤环境的作用较为持久。

在一些优选实施例中，所述摩西管柄囊霉在投加前需要用三叶草进行扩繁。

本发明使用的AM真菌是从北京市农林科学院植物营养与资源研究所“丛枝菌根真菌种质资源库”购买的摩西球囊霉菌剂，然后用三叶草扩繁后得到的。诱集培养完成后，将带有根系的盆栽培养物(含菌根真菌孢子、根外菌丝、感染的根段及根际土壤)直接作为接种剂(即AM真菌菌剂)。

实施例1

选择甘肃省武威市某一盐渍化土壤区(壤土)，0-20cm土层土壤盐分含量为0.2-0.3％，土壤含水量≤9.5％；土壤pH值为8-8.5、有机质含量≤1％。为中度盐碱化土壤区域。

S1，物种选择：耐盐牧草选择盐角草种子；耐盐乔木选择两年生的胡杨，选择标准是根系完整，基径4-5-5.5cm；灌木选择沙枣，选择标准是2年生，根系完整、发达且基径在4-5cm。

S2，物种配置分布方式确定：乔灌木1行-盐角草5行-乔灌木1行-盐角草5行。其中每个乔灌木行中两棵沙枣，一棵胡杨。乔灌木与盐角草的行间距为50cm；盐角草之间的行间距为20cm、株距10cm；胡杨与沙枣、沙枣与沙枣之间的间距均为70cm。

S3，种植方式：在三月上旬进行土壤的翻耕，要求翻耕深度≥40cm；将摩西球囊霉菌剂投加到土壤以下40cm处，菌剂的投加量为15g/株；整平土壤。将盐角草种子事先在水中浸泡过夜，次日按照既定的种植区域进行播种。播种完盐角草之后将胡杨和沙枣进行移栽种植。

S4，水肥管理：由于干旱区缺水，采用滴灌方式进行灌溉，播种和种植后立即灌溉一次，之后每隔三个月灌溉一次。

一年后统计作物成活率，牧草覆盖率为81％，乔灌木成活率为89％。土壤有机质含量提高49％，盐分含量下降了67％，土壤pH下降至7.9。

实施例2

选择新疆31团绿洲外围某一盐渍化土壤区(壤土)，0-50cm土层土壤盐分含量为2％，土壤含水量≤4％；土壤pH值为8-8.5、有机质含量≤3.7g/kg。为中度盐碱化土壤区域。

S1，物种选择：耐盐草本植物选择碱蓬种子；耐盐乔木选择两年生的胡杨，选择标准是根系完整，基径4-5-5.5cm；灌木选择柽柳，选择标准是1年生，根系完整、发达且基径在2-3cm。

S2，物种配置分布方式确定：乔灌木1行-盐角草3行-乔灌木1行-盐角草3行。其中每个乔灌木行中两棵柽柳，一棵胡杨。乔灌木与盐角草的行间距为80cm；盐角草之间的行间距为80cm、株距50cm；胡杨与柽柳、柽柳与柽柳之间的间距均为80cm。

S3，种植方式：在三月上旬进行土壤的翻耕，要求翻耕深度≥40cm；将摩西球囊霉菌剂投加到土壤以下30cm处，菌剂的投加量为10g/株；整平土壤。将胡杨和柽柳进行移栽种植，将盐角草种子事先在水中浸泡过夜，次日按照既定的种植区域进行播种。

S4，水肥管理：由于干旱区缺水，采用滴灌方式进行灌溉，播种和种植后立即灌溉一次，之后每隔二个月灌溉一次。

一年后统计作物成活率，植被覆盖率为56％，灌木成活率为78％。土壤有机质含量提高47.9％，盐分含量下降了62％，土壤pH下降至8.0。

实施例3

选择新疆34团外围某一盐渍化土壤区(壤土)，0-50cm土层土壤盐分含量为2％，土壤含水量≤2％；土壤pH值为8-8.5、有机质含量≤4g/kg。为中度盐碱化土壤区域。

S1，物种选择：耐盐草本选择盐角草种子；灌木选择柽柳，选择标准是1年生，根系完整、发达且基径在2-3cm。

S2，物种配置分布方式确定：灌木1行-盐角草3行-灌木1行-盐角草3行。柽柳与盐角草的行间距为50cm；盐角草之间的行间距为50cm、株距30cm；柽柳与柽柳之间的间距均为80cm。

S3，种植方式：在三月上旬进行土壤的翻耕，要求翻耕深度≥40cm；将摩西球囊霉菌剂投加到土壤以下40cm处，菌剂的投加量为20g/株；整平土壤。将柽柳进行移栽种植，将盐角草种子事先在水中浸泡过夜，次日按照既定的种植区域进行播种。

S4，水肥管理：由于干旱区缺水，采用滴灌方式进行灌溉，播种和种植后立即灌溉一次，之后每隔二个月灌溉一次。

一年后统计作物成活率，植被覆盖率为53％，乔灌木成活率为82％。土壤有机质含量提高46％，盐分含量下降了65％，土壤pH下降至8.0。

对比例1

同实施例1，区别在于，S3中，没有在土壤中添加摩西球囊霉菌剂。

一年后统计作物成活率，植被覆盖率为58％，乔灌木成活率为52％，土壤有机质含量提高40％，盐分含量下降了38％，土壤pH下降至8.0。

对比例2

选择甘肃省武威市某一盐渍化土壤区(壤土)，0-20cm土层土壤盐分含量为0.2-0.3％，土壤含水量≤9.5％；土壤pH值为8-8.5、有机质含量≤1％。为中度盐碱化土壤区域。

S1，物种选择：耐盐牧草选择盐角草种子。

S2，物种配置分布方式确定：盐角草之间的行间距为20cm、株距10cm。

S3，种植方式：在三月上旬进行土壤的翻耕，要求翻耕深度≥40cm；将摩西球囊霉菌剂投加到土壤以下40cm处，菌剂的投加量为15g/株；整平土壤。将盐角草种子事先在水中浸泡过夜，次日按照既定的种植区域进行播种。

S4，水肥管理：由于干旱区缺水，采用滴灌方式进行灌溉，播种和种植后立即灌溉一次，之后每隔三个月灌溉一次。

一年后统计作物成活率，植被覆盖率为79％，土壤有机质含量提高45％，盐分含量下降了63％，土壤pH下降至8.0。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。