扦插玉米秸秆并播种禾草改造盐碱裸地的生态工程技术 【技术领域】
本发明属于盐碱化草地中盐碱裸地改造，特别涉及植被快速建植生态工程技术。
技术背景
近年来，由于人类在生产和生活中的不合理活动，特别是过牧、盲目开荒等活动导致东北盐碱化草地面积不断扩大，盐碱化程度逐渐加剧，逐渐形成大片的盐碱裸地。盐碱裸地植被覆盖力为零，土壤蒸发量加大，不断地将深层的盐分积聚到地表，成为盐碱源，同时通过水蚀和风蚀作用，造成和加重邻近草地和农田盐碱化。因此，如何快速地把盐碱裸地恢复成有植被覆盖的草地，是盐碱化草地改良利用中的重中之重。
对于盐碱裸地的改良，主要归结有以下三种方法：①化学方法，通过施用石膏和磷石膏等含钙物质、酸性物质以及保水剂等化学改良剂来改良土壤理化性质；②物理方法，通过翻耙松土、灌溉等措施增强土壤淋盐，或通过客土方式来改善土壤理化性质；③生物学途径，通过种植耐盐碱植物、人工建立枯草层，增施有机肥、有机肥料和翻压绿肥等方式，增加土壤的覆盖度，降低土壤蒸发，改善土壤条件。虽然这些方法对改良盐碱裸地有显著的效果，但受到一些条件(如水资源、排水条件等)的限制和由于改良成本(2000～4000元/公顷)过高，现有的经济条件不能满足，改良方法不能得到大面积的推广。
【发明内容】
本发明专利的目的是提供一种新的扦插玉米秸秆并播种禾草改造盐碱裸地的生态工程技术，通过在盐碱裸地上扦插玉米秸秆并在扦插玉米秸秆处撒播多年生禾草种子，利用玉米秸秆拦截一年生植物种子形成一年生植物草斑，草斑为多年生禾草提供适宜的生长环境，进而建立起多年生植物草斑，草斑面积不断扩大，相互连接，增加土壤地表覆盖力，改善土壤理化性质，达到快速地将盐碱裸地恢复成有植被覆盖的健康的草地。
本发明专利的目的是这样实现的：首先，在春季5月中旬将玉米秸秆切成长度为10-25cm小段儿，利用铁锹或自制的锲形工具在盐碱裸地上挖出5-15cm深的小坑儿，将玉米秸秆段儿竖直地扦插到坑中，并注意将玉米秸秆段儿稍露出地面。然后将少量(10-15粒)多年生禾草植物种子如羊草、野大麦和碱茅种子撒播在玉米秸秆扦插处，少量培土或不培土即可。玉米秸秆的行距控制在40-60cm，间距在30-40cm。如想缩短恢复时间，可缩小间距和行距，但相应地费用增高，多年生禾草植物种子的撒播量为10-15kg ha-1。
在盐碱裸地上扦插玉米秸秆，首先主要起到了以下三方面作用：(1)破坏了表层土壤结构，起到了松土和降低土壤蒸发的作用；增强了土壤水分渗透性能，利于降水淋盐；同时玉米秸秆分解，缓慢地释放营养物质，改善了土壤的理化性质；(2)破碎化的土壤表面凹凸不平、土壤裂缝和裸露的玉米秸秆拦截一年生植物虎尾草种子，增加了扦插玉米秸秆土壤处种子库的种子含量；(3)土壤表层的不平整性和裸露的玉米秸秆拦截其他处风蚀来的沙子，改善土壤质地。其次由于扦插玉米秸秆处土壤理化性质得到改善和聚有大量的植物种子，7月雨季时在扦插玉米秸秆处植物种子萌发，一年生植物生长迅速，快速地形成小的一年生植物虎尾草草斑。一年生植物草斑降低土壤的蒸发，抑制土壤盐分表聚；聚沙，改善土壤质地；增强土壤淋盐，降低表层土壤盐分；枯死的地上部分和地下根部能增加土壤有机质等，土壤理化性质得到进一步的改善。当一年生植物种子成熟时，多数种子被一年生植物草斑拦截在一年生植物根部处，为以后植物的繁殖提供了大量的种子来源。至此，扦插玉米秸秆处的植物草斑块不断扩大，土壤的理化性质不断地得到改善，多年生植物可以利用一年生植物草斑创建的有利条件，得以生长和繁殖并不断地取代一年生植物，形成稳定的多年生羊草或碱茅群落，从而使植物群落演替朝着正向演替发展。
本发明主要产生以下有益效果：(1)该方法具有操作简单、行之有效、成本低廉(500～700元/公顷)、可持续和易于推广特点；(2)快速地将盐碱裸地恢复成有植被覆盖的草地，第一年植被盖度为20～30％，第二年为50～70％，消除盐碱裸地的风蚀和水蚀对邻近草地和农田的破坏作用；(3)提高草地生产力。扦插玉米秸秆后；第一年产草量为0.7～1.0吨/公顷，第二年产草量为1.5-1.8吨/公顷；(3)建立一年生植物草斑，改善土壤理化性质，为多年生禾草植物如羊草、野大麦和碱茅等创建生长环境；(4)表层土壤(0-20cm)理化性质得到改善：盐分降低50％，土壤容重降低11％，土壤有机质增高60％。
表1扦插玉米秸秆处未撒播多年生植物种子两年后植物特征植物种类 丛数 (丛数/扦插) 高度(cm) 盖度 地上生物量 (g/扦插) 地下生物量 (g/扦插) 繁殖体(种子)虎尾草 175 53.5 50-70％ 105.3 32.3 1310粒/100cm-2
表2扦插玉米秸秆处撒播多年生植物种子两年后植物特征 植物种类 占扦插总数的 高度(cm) 盖度 地上生物量 地下生物量 繁殖体
百分比 (g/扦插) (g/扦插) 虎尾草 69.3 50.5 50-70 88.5 27.4 1240粒种子 /100cm-2 羊草 2.1 32.5 1-2 29.5 15.9 157个地下 芽/扦插 碱茅 28.4 37.5 10-20 107.8 42.5 -
表3扦插玉米秸秆两年后土壤(0-10cm)理化性质变化 PH 电导率 (us/cm) 容重 (g/cm-3) 水分 (％) 沙层深度 (cm) 有机质(％)扦插处 10.33 1.55 1.36 13.7 3.0-4.5 1.10对照处 10.48 4.74 1.59 11.8 0 0.66
【具体实施方式】
本发明的最佳方案是在8-9月份植物种子成熟时效果最佳，将玉米秸秆切成长度为10-25cm小段儿，利用铁锹或自制的锲形工具在盐碱裸地上挖出10cm深的小坑儿，将玉米秸秆段儿竖直地扦插到坑中，并注意将玉米秸秆段儿稍露出地面。然后将少量(10-15粒)多年生禾草植物种子如羊草、野大麦和碱茅种子撒播在玉米秸秆扦插处，少量培土或不培土即可。玉米秸秆的行距控制在40-60cm，间距在30-40cm。如想缩短恢复时间，可缩小间距和行距，但相应的费用增高，多年生禾草植物种子的撒播量为10-15kg ha1。在扦插秸秆翌年后，在草斑处适当补播多年生禾草(如羊草)，多年生植物更易定居。