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杨培志:毛乌素沙区盐碱草地植被修复与重建技术

发布时间:2024-09-04

一、技术概述

毛乌素沙地是我国四大沙地之一,地里位置关键,是阻止西北风沙东越南侵的重要防线,生态区位十分重要。经过多年治理,毛乌素沙区的流动沙

丘全部得以固定和半固定,但其南缘的150万亩盐碱草地因盐碱含量高,退化严重,难以利用。为有效遏制该区草地盐碱化趋势,充分挖掘盐碱草地开发利用潜力,团队以陕西省榆林市毛乌素沙区盐碱草地为研究区,通过长期动态监测及采样分析,探究该区盐碱草地退化机理与恢复潜力,在此基础上筛选适宜品种进行人工补播改良,从而探索并形成了一套沙区盐碱草地植被恢复与重建技术。

该技术充分利用当地的自然气候条件,选择适宜时期以耐旱耐盐的沙打旺+草木樨(3:2)为建群种进行草地建植,生长2年后进行苜蓿 兴安胡枝子(3:1)补播,继续生长1年后补播原生草种,进行封育使其自然演替,从而建立高效且稳定的沙打旺+草木樨 苜蓿 兴安胡枝子 原生品种人工草地群落,最大限度地提高单位面积生物量,在治理沙区盐碱化草地的同时为牲畜提供足够的饲料,兼顾生产与生态,最终实现毛乌素沙地生态环境和畜牧业生产的可持续发展战略目标。

二、技术内容


(一)土壤处理


毛乌素沙区盐碱草地土壤贫瘠且盐碱度较高,可根据播种牧草适宜的pH,可综合应用生物炭、生物酵素、石膏等改良剂和有机肥施用等技术,降低土壤盐碱度并增加土壤肥力

(二)免耕补播


1.草种选择
选定适宜草种是毛乌素沙区盐碱草地恢复的难点,也是成功的关键。草类植物各有其独特的生理生态特征,因此以草原类型学原理、前期科研实验数据为依据,选择适合当地盐碱环境条件的良好草种,结合研究区引种适应性小区试验评价,筛选确定修复所使用草种。

第一年补播耐旱耐盐的沙打旺+草木樨,2年后进行苜蓿 兴安胡枝子补播,3年后补播乡土草种,如芦苇、黄背草、白花草木樨、兴安胡枝子、无芒隐子草、冰草、披碱草、白羊草等。

2、混播比例
草地改良原则上以混播补播为主,其中沙打旺+草木樨混播比例为3:2,苜蓿 兴安胡枝子混播比例为3:1,乡土草种混播以2~3种为宜,比例为1:1:1

3、播种时间

结合毛乌素南缘地区气象条件,春季播种易受风沙影响,春末夏初易受干旱影响,适宜播种时期为水热条件较好的夏秋季节,大约为7月下旬至8月上旬

4、播种方式

根据地形地貌和补播面积选择机械,主要为无人机飞播和播种机播种,播种机配置“倒T”型开沟器,以“V”型开沟为主。

禾本科牧草:播种深度5厘米,播种行距32厘米,种子播量1公斤/亩,覆土不镇压。
豆科牧草:采用圆盘开沟器,播种深度3-4厘米,播种行距32厘米,种子播量1 公斤/亩,覆土不镇压。

豆科 禾本科牧草:播种深度5厘米,播种行距32厘米,种子播量1公斤/亩,覆土不镇压。

    ∆ 图1 机械补播

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5、草地施肥

在草地建植过程中进行一次施肥,主要依据不同区域土壤营养现状和施肥目的确定施肥种类和施肥量。
(1)施肥时间
在进行免耕补播时进行配合肥料使用。
(2)施肥种类与方法
采用测土配方施肥方法选择肥料种类和用量,首先采集土壤获取土壤本底数据,随后针对土壤本底肥力选取对应肥料,一般以速效性无机肥为主。
(3)施肥量

磷肥(磷酸二铵)5-10公斤/亩,氮肥(尿素)10-15公斤/亩。

(三)后期管理

补播后围栏封育3-5年,减少人为和动物干扰,确保草地自然生长,同时做好草地生长情况和病虫害情况监测,定期进行灭鼠和病虫害防治
三、技术优势及特点
1.恢复初期以耐旱耐盐草种为优势种,后期逐步补播乡土植物,使恢复后的植物群落群落能够自然演替,且群落结构稳定,同时可以改良盐碱地土壤养分、理化性质和生物学活性。
2.补播草种中包含多种优质牧草,最大限度地提高单位面积生物量,实现了引草入牧,在治理沙区盐碱化草地的同时为牲畜提供足够的饲料,可促进当地畜牧业发展。
3.技术所采用的补播物种均为常规物种,投入成本较低,补播过程依托当地水热条件进行,无需灌溉和施肥等人为管理,播种可采用机械化操作,方便实施,易于推广。

4.补播物种对该区生物多样性及草种质资源不存在威胁,不会产生有毒物质或过敏物质,技术可用于我国北方干旱半干旱区以及北方草原荒漠地区,适用面积,推广前景较大。

四、适用范围

该技术成果目前已在毛乌素沙地南缘陕西省榆林市进行示范推广,可全面应用于毛乌素沙地。同时,该技术可应用于降水大于200毫米的干旱半干旱区的固定和半固定沙丘以及整个黄土高原地区
五、案例
案例1:榆林市榆阳区盐碱草地植被恢复与重建模式
近几十年来,国内外在土壤盐分成因规律及特征、盐碱地改良利用技术措施等诸多方面都有新的发展和突破。但在盐碱地土地治理实践中,人们必须因地制宜,选择适宜当地自然条件的方法,综合考虑各项治理措施的经济效益、生态效益,结合可持续发展的基本策略,合理实施。
该技术攻关团队自2018年开始研发,主要运用牧草补播方式,针对榆林市榆阳区盐碱草地进行恢复技术集成,按照试验方案要求,第一年补播耐旱耐盐的沙打旺+草木樨(3:2),播种深度3-4厘米,播种行距32厘米;生长2年后补播苜蓿 兴安胡枝子(3:1),播种深度4厘米播种行距32厘米;继续生长1年后补播乡土草种,主要为芦苇、黄背草、披碱草、白花草木樨和兴安胡枝子(1:1:1:1:1),播种深度5厘米,播种行距32厘米;随后进行封育使其自然演替,建立了高效且稳定的沙打旺+草木樨 苜蓿 兴安胡枝子 乡土草种草地群落
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∆ 图2 调查出苗情况
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目前已在榆林市榆阳区形成3个5000亩以上的示范区,研究结果表明,沙区盐碱草地经采取该技术治理与对照区相比,草原植被盖度、高度和产草量有了明显提高。植被盖度由治理前的16%提高到82%,提高了5.13倍;植被高度由治理前的5.81厘米提高到38.6厘米,提高了6.65倍;产草量由治理前的275公斤/公顷,提高到1960公斤/公顷,提高了7.13倍;试验区草地载畜量比治理前增加了2450个标准羊单位;土壤pH由治理前的9.2降低至8.5-8.7,土壤有机质含量由治理前的1.02%增加到了1.83%,速效氮含量由治理前的2.4毫克/公斤提高到了62.6毫克/公斤,速效磷含量由治理前的9.6毫克/公斤增加到了28.5毫克/公斤,速效钾含量由治理前的62.8毫克/公斤提高到了205.6毫克/公斤;此外,治理后群落物种多样性稳步提升,群落稳定性明显增加
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∆ 图4 榆林市榆阳区巴拉素镇盐碱草地植被恢复效果
注:以上照片由榆林综合试验站提供



















陕西千阳苜蓿科技小院

培养单位:西北农林科技大学

联合培养单位:宝鸡市千阳县草碧镇上店村经济发展合作社

所属地区:陕西省宝鸡市
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杨培志:毛乌素沙区盐碱草地植被修复与重建技术

发布时间:2024-09-04

一、技术概述

毛乌素沙地是我国四大沙地之一,地里位置关键,是阻止西北风沙东越南侵的重要防线,生态区位十分重要。经过多年治理,毛乌素沙区的流动沙

丘全部得以固定和半固定,但其南缘的150万亩盐碱草地因盐碱含量高,退化严重,难以利用。为有效遏制该区草地盐碱化趋势,充分挖掘盐碱草地开发利用潜力,团队以陕西省榆林市毛乌素沙区盐碱草地为研究区,通过长期动态监测及采样分析,探究该区盐碱草地退化机理与恢复潜力,在此基础上筛选适宜品种进行人工补播改良,从而探索并形成了一套沙区盐碱草地植被恢复与重建技术。

该技术充分利用当地的自然气候条件,选择适宜时期以耐旱耐盐的沙打旺+草木樨(3:2)为建群种进行草地建植,生长2年后进行苜蓿 兴安胡枝子(3:1)补播,继续生长1年后补播原生草种,进行封育使其自然演替,从而建立高效且稳定的沙打旺+草木樨 苜蓿 兴安胡枝子 原生品种人工草地群落,最大限度地提高单位面积生物量,在治理沙区盐碱化草地的同时为牲畜提供足够的饲料,兼顾生产与生态,最终实现毛乌素沙地生态环境和畜牧业生产的可持续发展战略目标。

二、技术内容


(一)土壤处理


毛乌素沙区盐碱草地土壤贫瘠且盐碱度较高,可根据播种牧草适宜的pH,可综合应用生物炭、生物酵素、石膏等改良剂和有机肥施用等技术,降低土壤盐碱度并增加土壤肥力

(二)免耕补播


1.草种选择
选定适宜草种是毛乌素沙区盐碱草地恢复的难点,也是成功的关键。草类植物各有其独特的生理生态特征,因此以草原类型学原理、前期科研实验数据为依据,选择适合当地盐碱环境条件的良好草种,结合研究区引种适应性小区试验评价,筛选确定修复所使用草种。

第一年补播耐旱耐盐的沙打旺+草木樨,2年后进行苜蓿 兴安胡枝子补播,3年后补播乡土草种,如芦苇、黄背草、白花草木樨、兴安胡枝子、无芒隐子草、冰草、披碱草、白羊草等。

2、混播比例
草地改良原则上以混播补播为主,其中沙打旺+草木樨混播比例为3:2,苜蓿 兴安胡枝子混播比例为3:1,乡土草种混播以2~3种为宜,比例为1:1:1

3、播种时间

结合毛乌素南缘地区气象条件,春季播种易受风沙影响,春末夏初易受干旱影响,适宜播种时期为水热条件较好的夏秋季节,大约为7月下旬至8月上旬

4、播种方式

根据地形地貌和补播面积选择机械,主要为无人机飞播和播种机播种,播种机配置“倒T”型开沟器,以“V”型开沟为主。

禾本科牧草:播种深度5厘米,播种行距32厘米,种子播量1公斤/亩,覆土不镇压。
豆科牧草:采用圆盘开沟器,播种深度3-4厘米,播种行距32厘米,种子播量1 公斤/亩,覆土不镇压。

豆科 禾本科牧草:播种深度5厘米,播种行距32厘米,种子播量1公斤/亩,覆土不镇压。

    ∆ 图1 机械补播

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5、草地施肥

在草地建植过程中进行一次施肥,主要依据不同区域土壤营养现状和施肥目的确定施肥种类和施肥量。
(1)施肥时间
在进行免耕补播时进行配合肥料使用。
(2)施肥种类与方法
采用测土配方施肥方法选择肥料种类和用量,首先采集土壤获取土壤本底数据,随后针对土壤本底肥力选取对应肥料,一般以速效性无机肥为主。
(3)施肥量

磷肥(磷酸二铵)5-10公斤/亩,氮肥(尿素)10-15公斤/亩。

(三)后期管理

补播后围栏封育3-5年,减少人为和动物干扰,确保草地自然生长,同时做好草地生长情况和病虫害情况监测,定期进行灭鼠和病虫害防治
三、技术优势及特点
1.恢复初期以耐旱耐盐草种为优势种,后期逐步补播乡土植物,使恢复后的植物群落群落能够自然演替,且群落结构稳定,同时可以改良盐碱地土壤养分、理化性质和生物学活性。
2.补播草种中包含多种优质牧草,最大限度地提高单位面积生物量,实现了引草入牧,在治理沙区盐碱化草地的同时为牲畜提供足够的饲料,可促进当地畜牧业发展。
3.技术所采用的补播物种均为常规物种,投入成本较低,补播过程依托当地水热条件进行,无需灌溉和施肥等人为管理,播种可采用机械化操作,方便实施,易于推广。

4.补播物种对该区生物多样性及草种质资源不存在威胁,不会产生有毒物质或过敏物质,技术可用于我国北方干旱半干旱区以及北方草原荒漠地区,适用面积,推广前景较大。

四、适用范围

该技术成果目前已在毛乌素沙地南缘陕西省榆林市进行示范推广,可全面应用于毛乌素沙地。同时,该技术可应用于降水大于200毫米的干旱半干旱区的固定和半固定沙丘以及整个黄土高原地区
五、案例
案例1:榆林市榆阳区盐碱草地植被恢复与重建模式
近几十年来,国内外在土壤盐分成因规律及特征、盐碱地改良利用技术措施等诸多方面都有新的发展和突破。但在盐碱地土地治理实践中,人们必须因地制宜,选择适宜当地自然条件的方法,综合考虑各项治理措施的经济效益、生态效益,结合可持续发展的基本策略,合理实施。
该技术攻关团队自2018年开始研发,主要运用牧草补播方式,针对榆林市榆阳区盐碱草地进行恢复技术集成,按照试验方案要求,第一年补播耐旱耐盐的沙打旺+草木樨(3:2),播种深度3-4厘米,播种行距32厘米;生长2年后补播苜蓿 兴安胡枝子(3:1),播种深度4厘米播种行距32厘米;继续生长1年后补播乡土草种,主要为芦苇、黄背草、披碱草、白花草木樨和兴安胡枝子(1:1:1:1:1),播种深度5厘米,播种行距32厘米;随后进行封育使其自然演替,建立了高效且稳定的沙打旺+草木樨 苜蓿 兴安胡枝子 乡土草种草地群落
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∆ 图2 调查出苗情况
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目前已在榆林市榆阳区形成3个5000亩以上的示范区,研究结果表明,沙区盐碱草地经采取该技术治理与对照区相比,草原植被盖度、高度和产草量有了明显提高。植被盖度由治理前的16%提高到82%,提高了5.13倍;植被高度由治理前的5.81厘米提高到38.6厘米,提高了6.65倍;产草量由治理前的275公斤/公顷,提高到1960公斤/公顷,提高了7.13倍;试验区草地载畜量比治理前增加了2450个标准羊单位;土壤pH由治理前的9.2降低至8.5-8.7,土壤有机质含量由治理前的1.02%增加到了1.83%,速效氮含量由治理前的2.4毫克/公斤提高到了62.6毫克/公斤,速效磷含量由治理前的9.6毫克/公斤增加到了28.5毫克/公斤,速效钾含量由治理前的62.8毫克/公斤提高到了205.6毫克/公斤;此外,治理后群落物种多样性稳步提升,群落稳定性明显增加
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∆ 图4 榆林市榆阳区巴拉素镇盐碱草地植被恢复效果
注:以上照片由榆林综合试验站提供



















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